Rakutsükkel on keharaku erinevate faaside regulaarselt esinev järjestus. Rakutsükkel algab alati pärast raku jagunemist ja lõpeb pärast järgmise rakujagamise lõppu.
Mis on rakutsükkel?
Rakutsükkel algab alati pärast raku jagunemist ja lõpeb pärast järgmise rakujagamise lõppu. Rakutsükkel algab kohe pärast rakkude jagunemist interfaasiga. Interfaas on tuntud ka kui G-faas. See koosneb faasidest G1, G2, S ja 0. G1 faasis, mida nimetatakse ka lõhe faasiks, on põhirõhk rakkude kasv. Rakule lisatakse mitmesuguseid rakukomponente, näiteks tsütoplasma ja mõned raku organellid. Erinevad valgud ja RNA, ribonukleiinhape, toodetakse rakus. RNA mängib rakus rolli geneetilise teabe kandjana. G-faasis jagunevad nn tsentrioolid. Centrioles on tuuma lähedal paiknevad loomarakkude organellid. Rakutuum on nüüd selgelt nähtav. G1 faasis koosneb iga kromosoom ainult ühest kromatiidist. G1 faas kestab tavaliselt 1 kuni 12 tundi. Degeneratiivsetes rakkudes võib see faas olla äärmiselt lühenenud. G1 faasile järgneb S faas. Selles faasis toimub DNA replikatsioon tuumas, nii et selle sünteesifaasi lõpus dubleeritakse DNA ja iga kromosoom moodustatakse kahest kromatiidist. S-faas kestab 7 kuni 8 tundi. G2 faas tähistab üleminekut mitoosile, rakutuuma jagunemisele. Seda faasi nimetatakse ka postsünteetiliseks või premitootiliseks intervalliks. Rakukontaktid naaberrakkudega katkevad, rakk omandab vedeliku suurenenud sissevoolu tõttu ümara kuju ja muutub suuremaks. Lisaks suurenenud RNA molekulid ja valgud sünteesitakse rakkude jagunemiseks. See protsess võtab umbes neli tundi. Niinimetatud M-faasi stimuleeriv faktor (MPF) viib seejärel üleminekuni M-faasi, mitoosi faasi. Sugurakkudes nimetatakse ka mitoosi faasi meioos. M-faasis toimub rakkude tegelik jagunemine. The kromosoomid jagada nii tuum kui ka rakk ise. Mitoosi faas jaguneb veel profaasiks, metafaasiks, anafaasiks ja telofaasiks. Mõned rakud sisenevad pärast jagunemist G0 faasi. G0 faasis enam rakke ei moodustu. Närvirakud või epiteelirakud on sageli G0 faasis. Spetsiaalsed kasvufaktorid võivad rakke uuesti aktiveerida ka G0 faasist, nii et ka nende rakkude jaoks algab rakutsükkel uuesti G1 faasis.
Funktsioon ja ülesanne
Perioodiline rakutsükkel võimaldab kehal asendada kasutatud ja surnud rakud uute rakkudega. Inimrakkude eluiga on väga erinev. Kuigi närvirakud aju ei asendata kunagi, mõned keharakud elavad vaid paar tundi. Teadlaste hinnangul sureb iga sekund umbes 50 miljonit rakku. Samal ajal moodustub rakutsükli kaudu sama palju rakke, asendades otseselt kadunud rakud. Seega kompenseerib keha surevate rakkude kadu pidevalt toimuva rakutsükli kaudu. Rakutsükkel mängib olulist rolli ka füüsilises arengus. Rakud saavad ainult kasvama teatud suurusele. Seega selleks, et inimesed saaksid kasvama tuleb moodustada suuremad uued rakud. Rakutsükkel on vajalik ka kahjustatud kehaosade või kudede taastamiseks. Rakkude jagunemine aitab siin asendada vigastustest kahjustatud rakke. HaavadNäiteks saab sulgeda ainult uute rakkude moodustumisel. Seetõttu käigus haavade paranemist, raku jagunemise määr haava piirkonnas suureneb järsult.
Haigused ja kaebused
Patoloogilisest vaatepunktist mängib rakutsükkel olulist rolli vähk. Tervetel inimestel kontrollitakse rakutsüklit nn rakutsükli kontrollpunktide abil. Nende eesmärk on kaitsta DNA-d ja geneetilist materjali ning vältida rakkude degeneratsiooni. Lisaks pärsivad nad rakkude jagunemist DNA kahjustusega rakkudes. Mõjutatud rakkudel on siis võimalus kas kahjustused parandada või korvamatute kahjustuste korral rakkude programmeeritud surmaga alustada. Neoplastilised rakud, st vähk rakud, toimivad autonoomselt ega allu enam neile kontrollimehhanismidele. Rakkude kontrollimatule kasvule aitavad nüüd kaasa kaks tegurit. Esiteks muteeruvad nn protoonkogeenid onkogeenideks. Need vallandavad mõjutatud raku liigse kasvu. Lisaks muteeruvad kasvaja supresseerivad geenid. Tavalises olekus on neil tegelikult kasvu pidurdav toime. Pärast mutatsiooni on nende funktsioonid siiski häiritud ja apoptoosi ehk kahjustatud rakkude programmeeritud rakusurma enam ei käivitata. The vähk rakud võivad seega takistamatult paljuneda. Häired. Etappides meioosehk sugurakkude jagunemine võib viima valesti jaotatud kromosoomid. Nende arv kromosoomid tütarrakkudes on seejärel patoloogiliselt muudetud. Seda nimetatakse ka kromosomaalseks aberratsiooniks. Tuntuim kromosoomide kõrvalekalle on kindlasti Downi sündroom, tuntud ka kui trisoomia 21, milles kromosoom 21 esineb kolm korda, mitte kaks korda. 46 kromosoomi asemel on 47 kromosoomi. Trisoomia 21 omadused on silmalau teljed jooksmine väljapoole, lihaste hüpotoonia ja nelja-sõrm vagu. Enamasti viib häire vaimse seisundini aeglustumine. Umbes pooled kõigist mõjutatud isikutest kannatavad ka a süda defekt. Muud defektse rakutsükli põhjustatud kromosomaalsed kõrvalekalded on Turneri sündroom or Klinefelteri sündroom. Siin mõjutavad sugukromosoomid. Kromosomaalsed kõrvalekalded põhjustavad sageli ka varajast raseduse katkemist.
