Regulering av cellens livssyklus

Gjennom hele livet til en flercellet organisme blir det produsert nye celler ved at eksisterende celler deler seg. De nye cellene bidrar til å bygge opp organismen under vekst og utvikling. I tillegg erstatter de celler som er skadde, eller som dør fordi de er blitt for gamle til å utføre oppgavene sine.

Livssyklusen til en celle, og dermed celledeling, blir nøye regulert av cellens eget kontrollsystem. Kontrollsystemet består av ulike sjekkpunkt. Ved hvert sjekkpunkt må cellen stoppe opp inntil cellens tilstand og miljøet cellen oppholder seg i, er kontrollert og godkjent. Denne strenge kontrollen hindrer at defekte celler deler seg.

Sjekkpunkt – stopp opp og vent på godkjenning

Det finnes sjekkpunkt i alle faser av cellens livssyklus. Det gjennomføres

• kontroll av cellestørrelse og den generelle tilstanden til cellen

• kontroll og eventuell reparasjon av feil ved DNA-replikasjonen

• kontroll underveis i delingsfasen, slik at hver cellehalvdel får en nøyaktig kopi av hvert kromosom, og celledelingen blir fullstendig

Det viktigste sjekkpunktet er om cellen er klar for interfasen og videre celledeling, eller om den skal gå over i hvilefase (G₀). De fleste cellene i menneskekroppen oppholder seg i G₀-fase og venter på riktig signal for å gå over i interfasen.

Kontrollproteiner og andre signalmolekyler

Det er mengden av en spesiell type proteiner (proteinkinaser og cykliner) som avgjør om cellen kan passere et gitt sjekkpunkt eller ikke. Disse proteinene aktiverer eller hemmer andre proteiner og kan derfor styre atferden til cellen.

I tillegg til kontrollproteinene registrerer også kontrollsystemet ulike signalmolekyler i miljøet rundt cellen. Dette kan være tilgang på næringsstoffer, variasjon i temperatur eller ulike veksthormoner. Alle disse faktorene kan påvirke livssyklusen til en celle. Mangel på næringsstoffer vil hindre cellevekst, mens veksthormoner vil stimulere cellen til økt vekst og hyppigere celledeling. Veksthormoner skilles ut i ulike utviklingsstadier hos en organisme, eller ved skade.

Hos encellede organismer innebærer celledød at organismen dør. Hos flercellede organismer er celledød en viktig del av vekst, utvikling og reparasjon.

Apoptose – programmert celledød

For å kunne utvikle ulike vev og organer setter cellen selv i gang mekanismer som gjør at den dør. Denne formen for celledød kalles apoptose, eller programmert celledød, og er en naturlig del av utviklingen hos flercellede organismer.

Under embryoutviklingen hos mennesker setter celler i gang apoptose for å danne atskilte fingre uten "svømmehud" mellom. Her er det forhåndsbestemt at noen celler skal dø uten at de erstattes av nye.

Apoptose styrer også prosessen når rumpetrollene mister halen sin, og når trærne mister bladene om høsten.

Nekrose – tilfeldige årsaker til celledød

Når celler tilfeldig rammes av slag, kutt eller andre ytre påvirkninger, vil cellene dø ved nekrose. Ved nekrose blir cellemembranen ødelagt, og cellene lekker innhold til omgivelsene. Dette setter i gang en betennelsesreaksjon i kroppen, slik at immunforsvaret blir informert og kan fjerne de ødelagte cellene.

Hvis forholdet mellom celledeling og celledød kommer i ubalanse, kan det føre til at livsnødvendige celler dør, eller at celler deler seg uendelig mange ganger.

Dette kan skje hvis det oppstår en skade eller feil i ett eller flere gener som styrer kontrollsystemet i cellen. Kontrollproteinene kan få endret egenskapene sine og dermed påvirke cellens atferd. Dette kan føre til at organismen blir alvorlig syk, og i verste fall dør.

Ukontrollert celledeling

Kreft er en samlebetegnelse på celler som deler seg ukontrollert.

Kreftceller har tilegnet seg ulike egenskaper:

• De deler seg uendelig mange ganger så lenge de har tilgang på næring.

• De deler seg raskt og ofte.

• De påvirker normale celler slik at disse kan bli til kreftceller.

• De unngår kroppens immunforsvar.

• De deler seg uavhengig av veksthormoner.

• De kan produsere og skille ut ulike signalmolekyler.

Disse egenskapene gjør at kreftceller kan hope seg opp i et område og danne en celleklump, en svulst. Kreftceller kan også spre seg til ulike deler av kroppen og gjøre alvorlig skade ved å påvirke vev og organer som ligger i nærheten.

Kreftceller er utrolig komplekse, og det er fortsatt mye vi ikke vet om slike celler.