Kas ir cilvēka šūnu dalīšanās?
Īsā atbilde
Šūnu dalīšanās ir process, kurā viena šūna pēc savas iedzimtības materiāla pavairošanas sadalās divās. Cilvēka ķermeņa šūnas dalās mitozes ceļā un dod divas pilnīgi vienādas meitšūnas, bet dzimumšūnas veidojas mejozes ceļā, kurā hromosomu skaits tiek samazināts uz pusi.
Katrā parastā cilvēka šūnā ir 46 hromosomas, kas sakārtotas 23 pāros: vienu katra pāra hromosomu cilvēks ir saņēmis no mātes, otru no tēva. Dalīšanās galvenais uzdevums ir panākt, lai abas jaunās šūnas saņemtu tieši tādu pašu komplektu, nevis par vienu vairāk vai mazāk.
Lielāko daļu laika šūna pavada starpfāzē, kas nav miers, bet gatavošanās. Tajā šūna aug, veic savu ikdienas darbu un noteiktā posmā pārkopē visu DNS, tā ka katra hromosoma uz laiku sastāv no divām identiskām pusēm, kuras tur kopā kopīgs sašaurinājums.
Pati dalīšanās aizņem salīdzinoši īsu laiku. Hromosomas saritinās un kļūst redzamas, kodola apvalks izjūk, no šūnas abiem poliem izstiepjas dalīšanās vārpstas pavedieni, hromosomas nostājas rindā šūnas vidū, un tad abas katras hromosomas puses tiek vienlaikus atvilktas uz pretējiem poliem. Beigās ap katru hromosomu kopu atjaunojas kodola apvalks, un šūnas ķermenis pāršķeļas divās daļās.
Nekas no tā nenotiek pats no sevis. Ciklu vada olbaltumvielas, kuras noteiktos brīžos pārbauda, vai DNS kopija ir pabeigta, vai tajā nav bojājumu un vai visas hromosomas ir pareizi piestiprinātas vārpstai. Ja pārbaude neizdodas, cikls tiek apturēts, un bojājums tiek labots vai šūna tiek iznīcināta.
Mitoze un mejoze: divi dažādi uzdevumi
Mitoze kalpo augšanai, dziedēšanai un nomaiņai. Tās rezultāts ir divas šūnas ar tieši tādu pašu hromosomu komplektu kā sākotnējai, tas ir, ar 46 hromosomām.
Mejoze notiek tikai sēkliniekos un olnīcās, un tajā ir divas secīgas dalīšanās pēc vienas vienīgas DNS kopēšanas. Rezultāts ir šūnas ar 23 hromosomām, lai apaugļošanās brīdī, saplūstot divām dzimumšūnām, atkal sanāktu 46.
Mejozē notiek arī kaut kas tāds, kā mitozē nav: hromosomu pāri savā starpā apmainās ar posmiem. Tieši šī apmaiņa kopā ar hromosomu nejaušo sadalījumu ir iemesls, kāpēc brāļi un māsas nav vienādi, kaut gan vecāki ir tie paši.
Ne visas šūnas dalās
Cilvēka ķermenī šūnas dalās ļoti dažādi. Zarnu gļotādas, ādas virsējā slāņa un kaulu smadzeņu šūnas atjaunojas nepārtraukti un ātri. Aknu šūnas parasti miera stāvoklī gaida, bet spēj atsākt dalīšanos, ja daļa aknu tiek zaudēta.
Citas šūnas no dalīšanās ir izstājušās praktiski uz visiem laikiem. Nervu šūnas un sirds muskuļa šūnas pieaugušajam gandrīz nedalās, un tieši tāpēc infarkta vietā veidojas rēta, nevis jauni muskuļaudi, bet bojāta muguras smadzeņu vieta neataug.
Tas maina ierasto priekšstatu par augšanu: cilvēks aug ne tikai tāpēc, ka šūnas vairojas, bet arī tāpēc, ka atsevišķas šūnas kļūst lielākas. Muskuļa palielināšanās treniņu rezultātā notiek galvenokārt uz esošo šķiedru resnuma rēķina.
Kad process kļūst nekontrolēts
Vēzis būtībā ir dalīšanās regulācijas slimība. Tas rodas, kad uzkrājas izmaiņas gēnos, kas vai nu pastāvīgi ieslēdz dalīšanās signālu, vai sabojā bremzes un pašiznīcināšanās mehānismu. Šūna turpina dalīties arī tad, kad tai nav uzdevuma to darīt.
No tā izriet ļoti praktiskas sekas. Ķīmijterapija un staru terapija iedarbojas tieši uz strauji dalošām šūnām, bet tās nespēj atšķirt audzēja šūnas no veselām šūnām, kas arī dalās ātri. Tieši tāpēc tipiskās blakusparādības ir matu izkrišana, mutes gļotādas čūlas, slikta dūša un asins šūnu skaita kritums: cieš tie paši audi, kas atjaunojas visātrāk.
Kļūme hromosomu sadalē var notikt arī dzimumšūnu veidošanās laikā. Ja hromosomu pāris neatdalās, dzimumšūnā nonāk par vienu hromosomu vairāk vai mazāk, un auglim rodas hromosomu skaita novirze; pazīstamākais piemērs ir Dauna sindroms, kura gadījumā ir trīs 21. hromosomas.
Pie ārsta jādodas, ja parādās nedzīstoša čūla vai brūce, mainās dzimumzīme, taustāms nesāpīgs veidojums, kas aug, neizskaidrojams svara zudums, ilgstošs klepus vai asinis izdalījumos. Ar audzēju diagnostiku nodarbojas onkologs, bet pirmais ceļš ir pie ģimenes ārsta.
Biežākie pārpratumi
Pirmkārt, šūnu dalīšanās nav tas pats, kas šūnas augšana. Augšana ir masas palielināšanās, dalīšanās ir skaita palielināšanās, un lielākoties tās notiek pārmaiņus: šūna vispirms izaug līdz pietiekamam izmēram un tikai tad dalās.
Otrkārt, nepareizs ir priekšstats, ka šūnas dalās nepārtraukti. Lielākā daļa ķermeņa šūnu jebkurā brīdī atrodas miera stāvoklī ārpus cikla un dalīsies tikai tad, ja saņems attiecīgu signālu.
Treškārt, mitoze nav visa dalīšanās, bet tikai tās redzamākā daļa. Hromosomu pavairošana notiek jau iepriekš, starpfāzē, un tieši tur rodas lielākā daļa kļūdu, kuras šūnai pēc tam jālabo.
Un visbeidzot: divas mitozes ceļā radušās šūnas ir ģenētiski vienādas, bet nebūt ne vienādas pēc uzvedības. Tālākais liktenis ir atkarīgs no tā, kuri gēni katrā no tām tiek ieslēgti, un tieši tā no vienas apaugļotas olšūnas rodas gan nervu šūna, gan ādas šūna, gan limfocīts.