Creștere celulară

, Author

Diviziune celulară, creștere & proliferare

Creșterea celulară se referă la o creștere a masei totale a unei celule, incluzând atât volumul citoplasmatic, cât și cel nuclear și al organitelor. Creșterea celulară are loc atunci când rata globală de biosinteză celulară (producția de biomolecule sau anabolismul) este mai mare decât rata globală de degradare celulară (distrugerea biomoleculelor prin intermediul proteazomului, lizozomului sau autofagiei, sau catabolismul).

Creșterea celulară nu trebuie confundată cu diviziunea celulară sau ciclul celular, care sunt procese distincte care pot avea loc în paralel cu creșterea celulară în timpul procesului de proliferare celulară, în care o celulă, cunoscută sub numele de „celulă mamă”, crește și se divide pentru a produce două „celule fiice”. Este important de menționat faptul că creșterea și diviziunea celulară pot avea loc și independent una de cealaltă. În timpul dezvoltării embrionare timpurii (scindarea zigotului pentru a forma o morulă și un blastoderm), diviziunile celulare au loc în mod repetat fără creștere celulară. În schimb, unele celule pot crește fără diviziune celulară sau fără nicio progresie a ciclului celular, cum ar fi creșterea neuronilor în timpul traseului axonal în dezvoltarea sistemului nervos.

Diviziunea celulară fără creștere celulară în timpul clivajului embrionar

În organismele multicelulare, creșterea țesuturilor rareori are loc numai prin creștere celulară fără diviziune celulară, dar cel mai adesea are loc prin proliferare celulară. Acest lucru se datorează faptului că o singură celulă cu o singură copie a genomului în nucleul celular poate efectua biosinteza și, prin urmare, poate suferi o creștere celulară doar la jumătate din rata a două celule. Prin urmare, două celule cresc (acumulează masă) cu o rată dublă față de o singură celulă, iar patru celule cresc cu o rată de 4 ori mai mare decât o singură celulă. Acest principiu conduce la o creștere exponențială a ratei de creștere a țesutului (acumularea de masă) în timpul proliferării celulare, datorită creșterii exponențiale a numărului de celule.

Dimensiunea celulelor depinde atât de creșterea celulară, cât și de diviziunea celulară, o creștere disproporționată a ratei de creștere celulară ducând la producerea de celule mai mari și o creștere disproporționată a ratei de diviziune celulară ducând la producerea de multe celule mai mici. Proliferarea celulară implică, de obicei, rate echilibrate de creștere celulară și de diviziune celulară care mențin o dimensiune celulară aproximativ constantă în populația de celule care proliferează exponențial.

Câteva celule speciale pot crește până la dimensiuni foarte mari prin intermediul unui ciclu celular neobișnuit de „endoreplicare”, în care genomul este replicat în timpul fazei S, dar nu există mitoză (faza M) sau diviziune celulară (citochineză) ulterioară. Aceste celule mari cu endoreplicare au mai multe copii ale genomului, deci sunt foarte poliploide.

Ovocitele pot fi celule neobișnuit de mari la speciile pentru care dezvoltarea embrionară are loc departe de corpul mamei, în cadrul unui ou care este depus în exterior. Dimensiunea mare a unor ouă poate fi obținută fie prin pomparea componentelor citosolice din celulele adiacente prin intermediul unor punți citoplasmatice numite canale inelare (Drosophila), fie prin internalizarea granulelor de stocare a substanțelor nutritive (granule de gălbenuș) prin endocitoză (broaște).

Mecanisme de control al creșterii celulare

Celele pot crește prin creșterea ratei globale de biosinteză celulară astfel încât producția de biomolecule să depășească rata globală de degradare celulară a biomoleculelor prin proteazom, lizozom sau autofagie.

Biosinteza biomoleculelor este inițiată de expresia genelor care codifică ARN-uri și/sau proteine, inclusiv enzime care catalizează sinteza lipidelor și carbohidraților.

Genele individuale sunt în general exprimate prin transcriere în ARN mesager (ARNm) și traducere în proteine, iar expresia fiecărei gene are loc la diferite niveluri diferite într-un mod specific tipului de celulă (ca răspuns la rețelele de reglementare genetică).

Pentru a stimula creșterea celulară, rata globală de expresie a genelor poate fi crescută prin creșterea ratei globale de transcriere de către ARN polimeraza II (pentru genele active) sau a ratei globale de traducere a ARNm în proteine prin creșterea abundenței ribozomilor și a ARNt, a căror biogeneză depinde de ARN polimeraza I și ARN polimeraza III. Factorul de transcripție Myc este un exemplu de proteină de reglare care poate induce activitatea globală a ARN polimerazei I, ARN polimerazei II și ARN polimerazei III pentru a stimula transcripția și traducerea globală și, astfel, creșterea celulară.

În plus, activitatea ribozomilor individuali poate fi crescută pentru a stimula eficiența globală a traducerii ARNm prin reglarea factorilor de inițiere a traducerii, inclusiv a complexului „factorului de inițiere a elongației translaționale 4E” (eIF4E), care se leagă de capătul 5′ al ARNm și îl acoperă. Proteina TOR, care face parte din complexul TORC1, este un important regulator în amonte al inițierii traducerii, precum și al biogenezei ribozomilor. TOR este o serină/treonină kinază care poate fosforila direct și inactiva un inhibitor general al eIF4E, numit proteina de legare 4E (4E-BP), pentru a promova eficiența traducerii. De asemenea, TOR fosforilează și activează în mod direct proteina ribozomală S6-kinaza (S6K), care promovează biogeneza ribozomilor.

Pentru a inhiba creșterea celulară, rata globală de expresie a genelor poate fi scăzută sau rata globală de degradare biomoleculară poate fi crescută prin creșterea ratei de autofagie. În mod normal, TOR inhibă direct funcția kinazei Atg1/ULK1 care induce autofagia. Astfel, reducerea activității TOR reduce atât rata globală de traducere, cât și crește gradul de autofagie pentru a reduce creșterea celulară.

Reglarea creșterii celulare la animale

Multe dintre moleculele de semnal care controlează creșterea celulară se numesc factori de creștere, mulți dintre aceștia induc transducția semnalului prin intermediul căii PI3K/AKT/mTOR, care include în amonte kinaza lipidică PI3K și în aval proteina kinaza serină/treonină Akt, care este capabilă să activeze o altă proteină kinază TOR, care promovează traducerea și inhibă autofagia pentru a determina creșterea celulară.

Disponibilitatea nutrienților influențează producția de factori de creștere din familia Insulină/IGF-1, care circulă sub formă de hormoni la animale pentru a activa calea PI3K/AKT/mTOR în celule pentru a promova activitatea TOR, astfel încât atunci când animalele sunt bine hrănite vor crește rapid, iar atunci când nu sunt capabile să primească suficienți nutrienți își vor reduce rata de creștere.

În plus, disponibilitatea aminoacizilor pentru celulele individuale promovează, de asemenea, în mod direct activitatea TOR, deși acest mod de reglare este mai important la organismele unicelulare decât la organismele multicelulare, cum ar fi animalele, care mențin întotdeauna o abundență de aminoacizi în circulație.

O teorie disputată propune că multe celule diferite de mamifere suferă tranziții dependente de dimensiune în timpul ciclului celular. Aceste tranziții sunt controlate de kinaza dependentă de ciclină Cdk1. Deși proteinele care controlează Cdk1 sunt bine cunoscute, legătura lor cu mecanismele care monitorizează dimensiunea celulară rămâne evazivă.Un model postulat pentru controlul dimensiunii la mamifere situează masa ca forță motrice a ciclului celular. O celulă nu poate crește până la o dimensiune anormal de mare deoarece, la o anumită dimensiune sau masă celulară, este inițiată faza S. Faza S începe secvența de evenimente care duce la mitoză și la citochineză. O celulă nu poate deveni prea mică deoarece evenimentele ulterioare ale ciclului celular, cum ar fi S, G2 și M, sunt întârziate până când masa crește suficient de mult pentru a începe faza S.

Populațiile celulare

Populațiile celulare trec printr-un tip particular de creștere exponențială numită dublare sau proliferare celulară. Astfel, fiecare generație de celule ar trebui să fie de două ori mai numeroasă decât generația anterioară. Cu toate acestea, numărul de generații oferă doar o cifră maximă, deoarece nu toate celulele supraviețuiesc în fiecare generație. Celulele se pot reproduce în stadiul de mitoză, în care se dublează și se împart în două celule egale din punct de vedere genetic.

Dimensiunea celulelor

Dimensiunea celulelor este foarte variabilă între organisme, unele alge, cum ar fi Caulerpa taxifolia, fiind o singură celulă cu o lungime de câțiva metri. Celulele vegetale sunt mult mai mari decât cele animale, iar protiștii, cum ar fi Paramecium, pot avea o lungime de 330 μm, în timp ce o celulă umană tipică ar putea avea 10 μm. Modul în care aceste celule „decid” cât de mari ar trebui să fie înainte de a se diviza este o întrebare deschisă. Se știe că gradienții chimici sunt parțial responsabili și se presupune că este implicată detectarea stresului mecanic de către structurile citoscheletale. Lucrările pe această temă necesită, în general, un organism al cărui ciclu celular este bine caracterizat.

Reglarea dimensiunii celulelor de drojdie

Relația dintre dimensiunea și diviziunea celulară a fost studiată pe larg la drojdie. Pentru unele celule, există un mecanism prin care diviziunea celulară nu este inițiată până când o celulă nu a atins o anumită dimensiune. Dacă aprovizionarea cu substanțe nutritive este restricționată (după timpul t = 2 în diagrama de mai jos), iar rata de creștere a dimensiunii celulelor este încetinită, perioada de timp dintre diviziunile celulare este mărită. Au fost izolați mutanți ai dimensiunii celulelor de drojdie care încep diviziunea celulară înainte de a atinge o dimensiune normală/regulară (mutanți wee).

Figura 1:Ciclul celular și creșterea

Proteina Wee1 este o tirozin kinază care, în mod normal, fosforilează proteina de reglare a ciclului celular Cdc2 (omologul CDK1 la om), o kinază dependentă de cicline, pe un reziduu de tirozină. Cdc2 determină intrarea în mitoză prin fosforilarea unei game largi de ținte. Această modificare covalentă a structurii moleculare a Cdc2 inhibă activitatea enzimatică a Cdc2 și împiedică diviziunea celulară. Wee1 acționează pentru a menține Cdc2 inactiv în timpul G2 timpuriu, când celulele sunt încă mici. Când celulele au ajuns la o dimensiune suficientă în timpul G2, fosfataza Cdc25 elimină fosforilarea inhibitoare și, astfel, activează Cdc2 pentru a permite intrarea în mitoză. Sistemul de control al intrării mitotice coordonează un echilibru al activității lui Wee1 și Cdc25 în funcție de modificările în dimensiunea celulelor. S-a demonstrat în cazul mutanților Wee1, celule cu activitate Wee1 slăbită, că Cdc2 devine activ atunci când celula este mai mică. Astfel, mitoza are loc înainte ca drojdia să atingă dimensiunea normală. Acest lucru sugerează că diviziunea celulară poate fi reglată parțial prin diluarea proteinei Wee1 în celule pe măsură ce acestea cresc mai mari.

Legătura Cdr2 cu Wee1

Proteina kinaza Cdr2 (care reglează negativ Wee1) și kinaza Cdr2 legată de Cdr2 Cdr1 (care fosforilează și inhibă direct Wee1 in vitro) sunt localizate într-o bandă de noduri corticale în mijlocul celulelor în interfază. După intrarea în mitoză, factorii de citochineză, cum ar fi miozina II, sunt recrutați în noduri similare; aceste noduri se condensează în cele din urmă pentru a forma inelul citocinetic. S-a constatat că o proteină necaracterizată anterior, Blt1, se colocalizează cu Cdr2 în nodurile mediale de interfază. Celulele Blt1 knock-out au avut o lungime crescută la diviziune, ceea ce este în concordanță cu o întârziere în intrarea mitotică. Această descoperire face legătura între o locație fizică, o bandă de noduri corticale, și factorii care s-au dovedit a regla direct intrarea mitotică, și anume Cdr1, Cdr2 și Blt1.

Experimentele ulterioare cu proteine marcate cu GFP și proteine mutante indică faptul că nodurile corticale mediale sunt formate prin asamblarea ordonată, dependentă de Cdr2, a mai multor proteine care interacționează în timpul interfazei. Cdr2 se află în vârful acestei ierarhii și acționează în amonte de Cdr1 și Blt1. Mitoza este promovată prin reglarea negativă a lui Wee1 de către Cdr2. S-a demonstrat, de asemenea, că Cdr2 recrutează Wee1 în nodul cortical medial. Mecanismul acestei recrutări nu a fost încă descoperit. Un mutant al kinazei Cdr2, care este capabil să se localizeze în mod corespunzător în ciuda pierderii funcției de fosforilare, întrerupe recrutarea lui Wee1 la cortexul medial și întârzie intrarea în mitoză. Astfel, Wee1 se localizează împreună cu rețeaua sa inhibitorie, ceea ce demonstrează că mitoza este controlată prin reglarea negativă dependentă de Cdr2 a lui Wee1 la nivelul nodurilor corticale mediale.

Factorii de polaritate celulară

Factorii de polaritate celulară poziționați la vârfurile celulelor oferă indicii spațiale pentru a limita distribuția Cdr2 la mijlocul celulei. La drojdia de fisiune Schizosaccharomyces pombe (S. Pombe), celulele se divid la o dimensiune definită și reproductibilă în timpul mitozei datorită activității reglementate a Cdk1. Proteina kinaza de polaritate celulară Pom1, membră a familiei de kinaze reglementate de tirozină-fosforilare cu dublă specificitate (DYRK), se localizează la capetele celulelor. În celulele Pom1 knock-out, Cdr2 nu mai era limitată la mijlocul celulei, ci era observată în mod difuz în jumătate din celulă. Din aceste date reiese că Pom1 furnizează semnale inhibitoare care limitează Cdr2 la mijlocul celulei. S-a demonstrat, de asemenea, că semnalele dependente de Pom1 conduc la fosforilarea Cdr2. S-a demonstrat, de asemenea, că celulele Pom1 knock-out se divid la o dimensiune mai mică decât cele de tip sălbatic, ceea ce indică o intrare prematură în mitoză.

Pom1 formează gradienți polari care ating vârful la capetele celulelor, ceea ce arată o legătură directă între factorii de control al dimensiunii și o locație fizică specifică în celulă. Pe măsură ce o celulă crește în dimensiune, crește un gradient în Pom1. Când celulele sunt mici, Pom1 este răspândit în mod difuz în tot corpul celular. Pe măsură ce celula crește în dimensiune, concentrația de Pom1 scade în mijloc și se concentrează la capetele celulei. Celulele mici la începutul G2 care conțin niveluri suficiente de Pom1 în întreaga celulă au Cdr2 inactiv și nu pot intra în mitoză. Abia când celulele cresc în G2 târzie, când Pom1 este limitat la capetele celulei, Cdr2 din nodurile corticale mediale este activat și capabil să înceapă inhibarea lui Wee1. Această constatare arată modul în care dimensiunea celulelor joacă un rol direct în reglarea începerii mitozei. În acest model, Pom1 acționează ca o legătură moleculară între creșterea celulară și intrarea în mitoză prin intermediul unei căi Cdr2-Cdr1-Wee1-Cdk1. Gradientul polar Pom1 transmite cu succes informații despre dimensiunea și geometria celulelor către sistemul de reglementare Cdk1. Prin acest gradient, celula se asigură că a atins o dimensiune definită, suficientă pentru a intra în mitoză.

Alte sisteme experimentale pentru studiul reglării dimensiunii celulare

Un mijloc comun de a produce celule foarte mari este prin fuziunea celulară pentru a forma sinciții. De exemplu, celulele musculare scheletice foarte lungi (câțiva centimetri) sunt formate prin fuziunea a mii de miocite. Studiile genetice efectuate pe musca de fructe Drosophila au evidențiat mai multe gene care sunt necesare pentru formarea de celule musculare multinucleate prin fuziunea mioblastelor. Unele dintre proteinele cheie sunt importante pentru adeziunea celulară între miocite, iar altele sunt implicate în transducția semnalului de la celulă la celulă dependentă de adeziune, care permite o cascadă de evenimente de fuziune celulară.Creșterea dimensiunii celulelor vegetale este complicată de faptul că aproape toate celulele vegetale se află în interiorul unui perete celular solid. Sub influența anumitor hormoni vegetali, peretele celular poate fi remodelat, permițând creșteri ale dimensiunii celulelor care sunt importante pentru creșterea unor țesuturi vegetale.

Majoritatea organismelor unicelulare au dimensiuni microscopice, dar există unele bacterii și protozoare gigantice care sunt vizibile cu ochiul liber. Vezi: Tabel cu dimensiunile celulelor -Populații dense ale unei bacterii gigantice de sulf în sedimentele de platou din Namibia- Protiști de mari dimensiuni din genul Chaos, strâns înrudit cu genul Amoeba

La bacteriile în formă de tijă E. coli, Caulobacter crescentus și B. subtilis dimensiunea celulelor este controlată de un mecanism simplu în care diviziunea celulară are loc după ce s-a adăugat un volum constant de la diviziunea anterioară. Crescând întotdeauna cu aceeași cantitate, celulele născute mai mici sau mai mari decât media converg în mod natural către o dimensiune medie echivalentă cu cantitatea adăugată în timpul fiecărei generații.

Diviziunea celulară

Reproducerea celulară este asexuată. Pentru majoritatea constituenților celulei, creșterea este un proces constant, continuu, întrerupt doar pentru scurt timp în faza M, când nucleul și apoi celula se împart în două.

Procesul de diviziune celulară, numit ciclu celular, are patru părți majore numite faze. Prima parte, numită faza G1, este marcată de sinteza diferitelor enzime care sunt necesare pentru replicarea ADN-ului. a doua parte a ciclului celular este faza S, în care replicarea ADN-ului produce două seturi identice de cromozomi. A treia parte este faza G2, în care are loc o sinteză semnificativă de proteine, implicând în principal producerea de microtubuli care sunt necesari în timpul procesului de diviziune, numit mitoză. a patra fază, faza M, constă în diviziunea nucleară (cariocineză) și diviziunea citoplasmatică (citochineză), însoțită de formarea unei noi membrane celulare. Aceasta este diviziunea fizică a celulelor „mamă” și „fiică”. Faza M a fost împărțită în mai multe faze distincte, cunoscute secvențial sub numele de profază, prometafază, metafază, anafază și telofază, care duc la citochineză.

Diviziunea celulară este mai complexă la eucariote decât la alte organisme. Celulele procariote, cum ar fi celulele bacteriene, se reproduc prin fisiune binară, un proces care include replicarea ADN-ului, segregarea cromozomilor și citochineza. Diviziunea celulelor eucariote implică fie mitoza, fie un proces mai complex numit meioză. Mitoza și meioza sunt uneori denumite cele două procese de „diviziune nucleară”. Fisiunea binară este similară reproducerii celulelor eucariote care implică mitoza. Ambele conduc la producerea a două celule fiice cu același număr de cromozomi ca și celula parentală. Meioza este utilizată pentru un proces special de reproducere celulară a organismelor diploide. Aceasta produce patru celule fiice speciale (gameți) care au jumătate din cantitatea celulară normală de ADN. Un gamete masculin și unul feminin se pot combina apoi pentru a produce un zigot, o celulă care are din nou cantitatea normală de cromozomi.

Restul acestui articol este o comparație a principalelor caracteristici ale celor trei tipuri de reproducere celulară care implică fie fisiunea binară, fie mitoza, fie meioza. Diagrama de mai jos ilustrează asemănările și diferențele dintre aceste trei tipuri de reproducere celulară.

Creșterea celulară

Comparație între cele trei tipuri de diviziune celulară

Conținutul ADN al unei celule este duplicat la începutul procesului de reproducere celulară. Înainte de replicarea ADN-ului, conținutul de ADN al unei celule poate fi reprezentat ca fiind cantitatea Z (celula are Z cromozomi). După procesul de replicare a ADN-ului, cantitatea de ADN din celulă este 2Z (înmulțire: 2 x Z = 2Z). În timpul fisiunii binare și al mitozei, conținutul de ADN duplicat al celulei parentale care se reproduce este separat în două jumătăți egale care sunt destinate să ajungă în cele două celule fiice. Partea finală a procesului de reproducere celulară este diviziunea celulară, când celulele fiice se separă fizic de o celulă parentală. În timpul meiozei, există două etape de diviziune celulară care împreună produc cele patru celule fiice.

După finalizarea fisiunii binare sau a reproducerii celulare care implică mitoza, fiecare celulă fiică are aceeași cantitate de ADN (Z) ca cea pe care o avea celula parentală înainte de a-și replica ADN-ul. Aceste două tipuri de reproducere celulară au produs două celule fiice care au același număr de cromozomi ca și celula parentală. Cromozomii se dublează înainte de diviziunea celulară atunci când formează noi celule cutanate pentru reproducere. După reproducerea celulară meiotică, cele patru celule fiice au jumătate din numărul de cromozomi pe care îl avea inițial celula parentală. Aceasta este cantitatea haploidă de ADN, adesea simbolizată prin N. Meioza este utilizată de organismele diploide pentru a produce gameți haploizi. Într-un organism diploid, cum ar fi organismul uman, majoritatea celulelor din corp au cantitatea diploidă de ADN, 2N. Folosind această notație pentru numărarea cromozomilor, spunem că celulele somatice umane au 46 de cromozomi (2N = 46), în timp ce spermatozoizii și ovulele umane au 23 de cromozomi (N = 23). Oamenii au 23 de tipuri distincte de cromozomi, cei 22 de autosomi și categoria specială a cromozomilor sexuali. Există doi cromozomi sexuali distincți, cromozomul X și cromozomul Y. O celulă umană diploidă are 23 de cromozomi de la tatăl persoanei respective și 23 de la mamă. Altfel spus, corpul dumneavoastră are două copii ale cromozomului uman numărul 2, unul de la fiecare dintre părinți.

Cromozomi

Imediat după replicarea ADN-ului, o celulă umană va avea 46 de „cromozomi dubli”. În fiecare cromozom dublu există două copii ale moleculei de ADN a acelui cromozom. În timpul mitozei, cromozomii dubli sunt despărțiți pentru a produce 92 de „cromozomi unici”, din care jumătate intră în fiecare celulă fiică. În timpul meiozei, există două etape de separare a cromozomilor care asigură că fiecare dintre cele patru celule fiice primește câte o copie a fiecăruia dintre cele 23 de tipuri de cromozomi.

Reproducere sexuală

Articolul principal: Evoluția sexului
Informații suplimentare: Originea și funcția meiozei și Recombinarea omoloagă

Chiar dacă reproducerea celulară care folosește mitoza poate reproduce celulele eucariote, eucariotele se deranjează cu procesul mai complicat al meiozei deoarece reproducerea sexuată precum meioza conferă un avantaj selectiv. Observați că, atunci când începe meioza, cele două copii ale cromatidelor surori numărul 2 sunt adiacente una față de cealaltă. În acest timp, pot avea loc evenimente de recombinare genetică. Informațiile din ADN-ul cromozomului 2 obținut de la unul dintre părinți (roșu) se vor transfera în molecula de ADN a cromozomului 2 care a fost primită de la celălalt părinte (verde). Observați că în mitoză cele două copii ale cromozomului numărul 2 nu interacționează. Recombinarea informației genetice între cromozomi omologi în timpul meiozei este un proces de reparare a leziunilor ADN. Acest proces poate produce, de asemenea, noi combinații de gene, dintre care unele pot fi benefice din punct de vedere adaptativ și pot influența cursul evoluției. Cu toate acestea, la organismele cu mai mult de un set de cromozomi în stadiul principal al ciclului de viață, sexul poate oferi, de asemenea, un avantaj, deoarece, în cazul împerecherii aleatorii, produce homozigoți și heterozigoți în conformitate cu raportul Hardy-Weinberg.

Tulburări

O serie de tulburări de creștere pot apărea la nivel celular și, în consecință, acestea stau la baza unei mari părți din evoluția ulterioară a cancerului, în care un grup de celule prezintă o creștere și o diviziune necontrolată peste limitele normale, invazie (intruziune pe și distrugere a țesuturilor adiacente) și, uneori, metastaze (răspândire în alte locuri din organism prin limfă sau sânge). Mai mulți factori determinanți cheie ai creșterii celulare, cum ar fi ploidia și reglarea metabolismului celular, sunt de obicei perturbate în tumori. Prin urmare, creșterea celulară eterogenă și pleomorfismul este una dintre primele semne distinctive ale progresiei cancerului. În ciuda prevalenței pleomorfismului în patologia umană, rolul său în evoluția bolii este neclar. În țesuturile epiteliale, pleomorfismul în ceea ce privește dimensiunea celulară poate induce defecte de împachetare și dispersa celulele aberante. Dar consecința creșterii celulare atipice în alte țesuturi animale este necunoscută.

Metode de măsurare

Creșterea celulară poate fi detectată printr-o varietate de metode.creșterea dimensiunii celulelor poate fi vizualizată prin microscopie, folosind coloranți adecvați. Dar creșterea numărului de celule este de obicei mai semnificativă. Acesta poate fi măsurat prin numărarea manuală a celulelor sub observație microscopică, folosind metoda de excludere a coloranților (de exemplu, albastru tripan) pentru a număra numai celulele viabile. Metode mai puțin fastidioase, scalabile, includ utilizarea citometrelor, în timp ce citometria în flux permite combinarea numărătorii de celule („evenimente”) cu alți parametri specifici: sondele fluorescente pentru membrane, citoplasmă sau nucleu permit distingerea celulelor moarte/viabile, a tipurilor de celule, a diferențierii celulare, a expresiei unui biomarker, cum ar fi Ki67.

Pe lângă creșterea numărului de celule, se poate evalua în ceea ce privește creșterea activității metabolice, adică CFDA și calceina-AM măsoară (fluorimetric) nu numai funcționalitatea membranară (retenția colorantului), ci și funcționalitatea enzimelor citoplasmatice (esteraze). Testele MTT (colorimetric) și testul resazurinei (fluorimetric) dozează potențialul redox mitocondrial.

Toate aceste teste pot corela bine sau nu, în funcție de condițiile de creștere celulară și de aspectele dorite (activitate, proliferare). Sarcina este și mai complicată în cazul populațiilor de celule diferite, mai mult, atunci când se combină interferențe de creștere celulară sau toxicitate.

Vezi și

  • Creștere bacteriană
  • Fisiune binară
  • Ciclu celular
  • Clonă (genetică)
  • .

  • Biologia dezvoltării
  • Meiose
  • Mitoză
  • Pleomorfism
  • Celula stem
  1. ^ a b c Conlon, Ian; Raff, Martin (1999). „Size Control in Animal Development” (Controlul dimensiunii în dezvoltarea animalelor). Cell. 96 (2): 235-244. doi:10.1016/S0092-8674(00)80563-2. ISSN 0092-8674. PMID 9988218. S2CID 15738174.
  2. ^ Grewal, Savraj S; Edgar, Bruce A (2003). „Controlling cell division in yeast and animals: does size matter?”. Journal of Biology. 2 (1): 5. doi:10.1186/1475-4924-2-5. ISSN 1475-4924. PMC 156596. PMID 12733996.
  3. ^ Neufeld, Thomas P; de la Cruz, Aida Flor A; Johnston, Laura A; Edgar, Bruce A (1998). „Coordination of Growth and Cell Division in the Drosophila Wing” (Coordonarea creșterii și a diviziunii celulare în aripa Drosophilei). Cell. 93 (7): 1183-1193. doi:10.1016/S0092-8674(00)81462-2. ISSN 0092-8674. PMID 9657151. S2CID 14608744.
  4. ^ Thompson, Barry J. (2010). „Developmental control of cell growth and division in Drosophila” (Controlul dezvoltării creșterii și diviziunii celulare la Drosophila). Opinie curentă în biologia celulară. 22 (6): 788-794. doi:10.1016/j.ceb.2010.08.018. PMID 20833011.
  5. ^ Hafen, E. (2004). „Interacțiunea dintre factorul de creștere și semnalizarea nutrienților: Lessons from Drosophila TOR”. TOR. Subiecte actuale în microbiologie și imunologie. 279. pp. 153-167. doi:10.1007/978-3-642-18930-2_10. ISBN 978-3-642-62360-8. ISSN 0070-217X. PMID 1456060957.
  6. ^ Mitchison JM (2003). „Growth during the cell cycle” (Creșterea în timpul ciclului celular). Int. Rev. Cytol. Revistă internațională de citologie. 226: 165-258. doi:10.1016/S0074-7696(03)01004-0. ISBN 978-0-12-364630-9. PMID 12921238.
  7. ^ Cooper, Stephen (2004). „Control and maintenance of mammalian cell size”. BMC Cell Biology. 5 (1): 35. doi:10.1186/1471-2121-5-35. PMC 524481. PMID 15456512.
  8. ^ Peplow, Mark (23 martie 2005). „Algae create glue to repair cell damage”. Nature.com. Retrieved 4 iulie 2016.
  9. ^ Slavov N.; Botstein D. (iunie 2011). „Coupling among Growth Rate Response, Metabolic Cycle and Cell Division Cycle in Yeast”. Molecular Biology of the Cell. 22 (12): 1997-2009. doi:10.1091/mbc.E11-02-0132. PMC 3113766. PMID 2152524243.
  10. ^ Mutanții Wee1 din S. pombe au celule de dimensiuni mici, iar proteinele omoloage la om reglează, de asemenea, intrarea celulelor în mitoză; în Lodish HF, Berk A, Zipursky LS, Matsudaira P, et al., eds. (2000). Molecular cell biology (4th ed.). New York: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3136-8.
  11. ^ Wu L, Russell P (iunie 1993). „Nim1 kinase promotes mitosis by inactivating Wee1 tyrosine kinase”. Nature. 363 (6431): 738-41. Bibcode:1993Natur.363..738W. doi:10.1038/363738a0. PMID 8515818. S2CID 4320080.
  12. ^ Wu JQ, Kuhn JR, Kovar DR, Pollard TD (noiembrie 2003). „Spatial and temporal pathway for assembly and constriction of the contractile ring in fission yeast cytokinesis”. Dev. Cell. 5 (5): 723-34. doi:10.1016/S1534-5807(03)00324-1. PMID 14602073.
  13. ^ a b c c d Moseley JB, Mayeux A, Paoletti A, Nurse P (iunie 2009). „A spatial gradient coordinates cell size and mitotic entry in fission yeast” (Un gradient spațial coordonează dimensiunea celulelor și intrarea mitotică în drojdia de fisiune). Nature. 459 (7248): 857-60. Bibcode:2009Natur.459..857M. doi:10.1038/nature08074. PMID 19474789. S2CID 4330336.
  14. ^ Rupes I (septembrie 2002). „Verificarea dimensiunii celulelor în drojdie”. Trends Genet. 18 (9): 479-85. doi:10.1016/S0168-9525(02)02745-2. PMID 12175809.
  15. ^ Padte NN, Martin SG, Howard M, Chang F (decembrie 2006). „The cell-end factor pom1p inhibă mid1p în specificarea planului de diviziune celulară în drojdia de fisiune”. Curr. Biol. 16 (24): 2480-7. doi:10.1016/j.cub.2006.11.024. PMID 17140794.
  16. ^ Menon SD, Osman Z, Chenchill K, Chia W (iunie 2005). „A positive feedback loop between Dumbfounded and Rolling pebbles leads to myotube enlargement in Drosophila”. J. Cell Biol. 169 (6): 909-20. doi:10.1083/jcbb.200501126. PMC 2171639. PMID 15955848.
  17. ^ Schulz HN, Brinkhoff T, Ferdelman TG, Mariné MH, Teske A, Jorgensen BB (aprilie 1999). „Dense populations of a giant sulfur bacterium in Namibian shelf sediments”. Science. 284 (5413): 493-5. Bibcode:1999Sci…284..493S. doi:10.1126/science.284.5413.493. PMID 1020505058. S2CID 32571118.
  18. ^ Taheri-Araghi, S; Bradde, S; Sauls, J. T.; Hill, N. S.; Levin, P. A.; Paulsson, J; Vergassola, M; Jun, S (februarie 2015). „Cell-size control and homeostasis in bacteria”. Current Biology. 25 (3): 385-391. doi:10.1016/j.cub.2014.12.009. PMC 4323405. PMID 25544609.
  19. ^ Campos, M; Surovtsev, I. V.; Kato, S; Paintdakhi, A; Beltran, B; Ebmeier, S. E.; Jacobs-Wagner, C (decembrie 2014). „O extindere constantă a dimensiunii conduce homeostazia dimensiunii celulelor bacteriene”. Cell. 159 (6): 1433-1446. doi:10.1016/j.cell.2014.11.022. PMC 4258233. PMID 25480302.
  20. ^ Schmoller, Kurt M.; Skotheim, Jan M. (decembrie 2015). „The Biosynthetic Basis of Cell Size Control” (Bazele biosintetice ale controlului dimensiunii celulelor). Trends Cell Biol. 25 (12): 793-802. doi:10.1016/j.tcb.2015.10.006. PMC 6773270. PMID 26573465.
  21. ^ Travis, W.D.; Brambilla, B.; Burke, A.P; Marx, A.; Nicholson, A.G. (2015). WHO Classification of Tumours of the Lung, Pleura, Thymus and Heart (Clasificarea OMS a tumorilor pulmonare, pleurei, timusului și inimii). Lyon: Agenția Internațională pentru Cercetare a Cancerului. ISBN 978-92-832-2436-5.
  22. ^ El-Naggar, A.K.; Chan, J.C.K.; Grandis, J.R.; Takata, T.; Slootweg, P.J. (2017-01-23). Clasificarea OMS a tumorilor capului și gâtului. Lyon: Agenția Internațională pentru Cercetare a Cancerului. ISBN 978-92-832-2438-9. Arhivat din original pe 2019-10-31. Retrieved 2019-10-31.
  23. ^ Ramanathan, Subramanian P.; Krajnc, Matej; Gibson, Matthew C. (octombrie 2019). „Cell-Size Pleomorphism Drives Aberrant Clone Dispersal in Proliferating Epithelia”. Celula de dezvoltare. 51 (1): 49-61.e4. doi:10.1016/j.devcel.2019.08.005. PMC 6903429. PMID 31495693.

Books

  • Morgan, David O. (2007). The cell cycle: principles of control (Ciclul celular: principii de control). Londra: Sunderland, Mass. ISBN 978-0-9539181-2-6.
    • O comparație a modelelor generaționale și exponențiale de creștere a populației celulare
    • Local Growth in an Array of Disks Wolfram Demonstrations Project.

    Rezultat imagine pentru creștere celulară

    Creșterea celulară (sau interfază) este prescurtarea pentru ideea de „creștere a populațiilor celulare” prin intermediul reproducerii celulare. Este stadiul în care celulele se pregătesc pentru următoarea diviziune, au loc activități și reacții biochimice, însă în acest stadiu nu pot fi observate schimbări evidente.

    .

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.