فهرست مطالب
سلول ها چگونه اندازه خود را در بدن تنظیم می کنند؟ آیا تنظیم اندازه سلول ها ربطی به عملکرد آنها در بدن دارد؟ این فرایندها شامل چه مکانیسم هایی است؟ این سوالات تنها بخشی از سوالاتی است که با خواندن این مقاله به جواب آنها پی خواهید برد.
سلول چگونه اندازه خود را تنظیم می کند؟
از بیش از 350 سال پیش تا به امروز که دانشمندان سلول ها را در زیر میکروسکوپ کشف کردند، دریافتند که هر نوع سلول اندازه مشخصی دارد و اندازه آن ها با نحوه کارشان مرتبط است.
تنظیم اندازه سلول ها به چه نحوی است؟
حال این پرسش مطرح می شود که سلول چگونه اندازه خود را تنظیم می کند؟
محققان با مطالعه بر روی رشد نوک گیاهان نشان دادند که:
سلول ها از محتوای DNA خود به عنوان یک اندازه گیری داخلی برای ارزیابی و تنظیم اندازه شان استفاده می کنند. پروفسور رابرت سبلووسکی، رهبر گروه در مرکز جان اینس و نویسنده متناظر این تحقیق گفت: “مدت هاست که گفته می شود DNA می تواند به عنوان مقیاسی برای اندازه سلول استفاده شود. اما اینکه سلول ها چگونه می توانند مقیاس را بخوانند و از اطلاعات آن استفاده کنند، مشخص نیست. نکته اصلی، استفاده از DNA به عنوان الگویی برای جمع آوری مقدار مناسب پروتئین است که پس از تقسیم سلول باید رقیق شود. مواجه شدن با چنین راه حل ساده ای برای یک مسئله دیرپا بسیار جالب است.”
از آنجایی که اندازه متوسط سلول، نتیجه تعادل بین میزان رشد سلول ها و تعداد دفعات تقسیم آن ها به دو قسمت است و سلول ها قبل از تقسیم به اندازه مشخصی رشد می کنند، بهترین مکان برای پاسخ به سوال، مریستم ساقه و نوک گیاه در حال رشد است که این مریستم ها، سلول های جدیدی را برای ساختن برگ، گل و ساقه تامین می کند؛ زیرا سلول های مریستمی به طور مداوم در حال رشد و تقسیم هستند . آنها اغلب به شکل نامساوی تقسیم شده و در اندازه های مختلف تولید می شوند. با گذشت زمان، این اختلافات باید ایجاد شود، اما اندازه آن ها برای مدت طولانی ای محدود باقی می ماند.
بیشتر خوانیم:
چک پوینت ها (مسیر های ارزیابی) چرخه سلولی
ساخت اولین مدل جنین انسان از سلول های پوستی
رشد و تقسیم سلول ها
در ادامه محققان مرکز جان اینس، رشد و تقسیم سلول های مریستم را به مرور پیگیری کردند. آن ها دریافتند که اگرچه سلول ها می توانند زندگی خود را با اندازه های متغیر آغاز کنند. اما تا زمانی که سلول ها آماده تکثیر DNA خود باشند (مرحله ضروری قبل از تقسیم سلول، زیرا هر سلول جدید به نسخه خود از DNA احتیاج دارد)، بیشترین تنوع اولیه در اندازه سلول اصلاح شده را دارند. سپس آن ها پروتئینی به نام KRP4 را که در به تأخیر انداختن شروع تکثیر DNA نقش دارد، مورد بررسی قرار دادند.
محققان دریافتند که صرف نظر از اندازه اولیه آن ها، سلول ها همیشه با همان مقدار KRP4 متولد می شوند. این به این معنی است که وقتی سلول خیلی کوچک متولد می شود، غلظت بالاتری از KRP4 دریافت می کند. این امر پیشرفت آن را در تکثیر DNA به تأخیر می اندازد، و به سلول اجازه می دهد تا به همان اندازه سلول های دیگر برسد. برعکس، اگر یک سلول بیش از حد بزرگ متولد شود، KRP4 رقیق می شود تا بتواند به سرعت بر روی سلول حرکت کند.
اکنون سوال دیگری مطرح می شود، آیا سلول ها با همان مقدار KRP4 شروع به کار می کنند؟
وقتی سلول ها تقسیم می شوند:
DNA، KRP4 را سوار می کند تا در نسخه های مشابه به هر سلول تازه متولد شده داده شود. به این ترتیب مقدار اولیه KRP4 متناسب با محتوای DNA سلول می شود. برای اطمینان از اینکه KRP4 متناسب با محتوای DNA در سلول مادر تجمع می یابد، هر KRP4 اضافی که به DNA متصل نباشد قبل از تقسیم سلول توسط پروتئین دیگری به نام FBL17 از بین می رود.
آزمایش های آینده به دنبال توضیح دقیق چگونگی ارتباط پروتئین تنظیم کننده KRP4 و سپس جدا شدن از کروموزوم ها در طول تقسیم سلول است. همچنین به دنبال پاسخ این سوال هستند که:
آیا سازوكار در انواع سلول های مختلف برای تولید اندازه های متفاوت تعدیل شده است؟
این یافته ها ممکن است رابطه بین اندازه ژنوم و اندازه سلول با ژنوم های بزرگ را توضیح دهد. بنابراین DNA زیادی در سلول های آن ها تمایل به سلول های بزرگتر دارد. این امر به ویژه در گیاهان زراعی از اهمیت بالایی برخوردار است. بسیاری از آن ها به گونه ای انتخاب شده اند که حاوی کپی های مختلفی از ژنوم های موجود در اجداد وحشی آن ها باشند که این امر منجر به سلول های بزرگتر و اغلب میوه ها و دانه های بزرگتر می شوند.
اجزای سازوکار ژنتیکی که شامل KRP4 است در بسیاری از ارگانیسم ها وجود دارد. پیشنهاد شده است که این اجزا برای تنظیم اندازه سلول در سلول های انسانی مهم هستند. بنابراین مکانیسم کشف شده در این مطالعه همچنین ممکن است در سراسر پادشاهی های بیولوژیکی مرتبط باشد، و پیامدهای آن برای زیست شناسی سلول های حیوانی و انسانی باشد.
کلمات کلیدی: اندازه سلول، DNA، KRP4
گردآورنده: مریم جلالی
بازنویسی: مطهره مرادی
ویراستار: نغمه داودزاده
منبع:
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210610150100.htm
