Opis i znaczenie fazy G1 (cykl komórkowy)

Faza G1 Jest to jeden z etapów, w którym podzielony jest interfejs cyklu życia komórki. Wielu autorów nazywa to „fazą wzrostu”, ponieważ podczas niej występuje najbardziej znaczący wzrost komórki.

Dlatego podczas fazy G1 występują różne wewnątrzkomórkowe zmiany metaboliczne, które przygotowują komórkę do podziału. W pewnym momencie tej fazy, znanej w niektórych tekstach, takich jak „punkt ograniczenia”, komórka jest zaangażowana w podział i kontynuuje fazę S, syntezę.

Fazy ​​cyklu komórkowego (źródło: Richard Wheeler (Zephyris). Rotuli po hiszpańsku przez Alejandro Porto. /CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

[TOC]

Cykl komórkowy

Cykl komórkowy składa się z uporządkowanej sekwencji zdarzeń, które występują w komórce jako przygotowanie do podziału. Jest ogólnie definiowany jako proces podzielony na 4 etapy, na których komórki:

- Wzrost wielkości (faza G1)

- Kopiują swoje DNA i syntetyzują inne ważne cząsteczki (faza syntezy lub faza S)

- Przygotowują się do podziału (faza G2) i

- są podzielone (faza M lub mitozy)

Zgodnie z powyższym cykl komórkowy można podzielić na dwie wielkie „momenty”: interfejs i mitoza. Interfejs składa się z faz G1, S i G2, które obejmują wszystkie procesy między podziałem mitotycznym a innym, więc mówi się, że komórka przechodzi większość swojego życia w interfejsie.

Rozporządzenie

Według komunikatów „stymulatorów” lub „inhibitorów”, które komórka odbiera podczas interfejsu, może „zdecydować”, czy wejść do cyklu komórkowego i dzielić.

Te „wiadomości” są transportowane przez niektóre wyspecjalizowane białka, w tym czynniki wzrostu, receptory tych czynników wzrostu, regulatorowe sygnał jądrowy i przetworniki białek jądrowych.

Może ci służyć: miofilamenty: typy, struktura i organizacja

Ponadto komórki mają również punkty kontroli lub ograniczenia w różnych fazach, które pozwalają im upewnić się, że cykl komórkowy postępuje poprawnie.

Wiele „niereproduktywnych” komórek jest stale dzielonych, więc mówi się o tych, które są zawsze w aktywnym cyklu komórkowym.

Komórki, które nie są podzielone lub komórki spoczynkowe, wchodzą z fazy G1 do fazy zwanej G0, podczas której mogą pozostać opłacalne przez wiele miesięcy, a nawet lat (w tej fazie istnieje wiele komórek ludzkiego ciała).

Komórki terminalnie zróżnicowane nie mogą opuścić fazy G0 i wejść do cyklu komórkowego, podobnie jak na przykład w niektórych komórkach neuronalnych, na przykład.

Opis fazy G1

Jak wspomniano, fazę G1 cyklu komórkowego można uznać za fazę wzrostu, ponieważ po podzieleniu komórki jej komórki potomne wchodzą w tę fazę i zaczynają syntetyzować enzymy i składniki odżywcze niezbędne do późniejszej replikacji DNA i podziału komórkowego.

W tej fazie istnieje również dużo białka i posłańca RNA, a jego czas trwania jest niezwykle zmienna, ogólnie w zależności od ilości składników odżywczych dostępnych dla komórki.

Podfazy G1

Fazę G1 można opisać jako utworzone przez cztery „podfazy”: konkurencja (G1A), wejście lub dochód (G1B), progresja (G1C) i montaż (G1D).

Konkurencja odnosi się do procesu, w którym komórka wchodząca do G1 wchłania składniki odżywcze i elementy pozakomórkowe przez błonę plazmatyczną. Wejście lub dochód składa się z wejścia tych „materiałów”, które przyczyniają się do wzrostu komórek.

Może ci służyć: erytropoiesis: etapy i jej cechy, regulacja, stymulanty

Wzrost ten ma miejsce podczas podfazy progresji, która kończy się, gdy materiały te są składane w celu utworzenia innych struktur komórkowych i uzupełnienia postępu komórki w fazie G1 i w kierunku punktu kontrolnego.

Punkty kontrolne lub „ograniczenie”

Wszystkie komórki mają regulatory, które pozwalają im monitorować swój wzrost. Na końcu fazy G1 istnieje punkt kontrolny, który zapewnia, że ​​synteza białek wystąpiła prawidłowo i że całe DNA komórkowe jest „nienaruszone” i „gotowe” na kolejne fazy.

Specjalistyczne „zabezpieczenia” znalezione w tym punkcie kontrolnym to białka znane jako kinazy zależne od jazdy na rowerze lub CDK, angielski Kinazy zależne od cykliny, białka, które również uczestniczą na początku podziału DNA podczas fazy S.

Kinazy zależne od cykli są białkami kinazy, które charakteryzują się potrzebą oddzielnej podjednostki (cyklinu), która zapewnia podstawowe domeny aktywności enzymatycznej.

Punkty kontrolne cyklu komórkowego (źródło: Wassermanlab/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0), przez Wikimedia Commons i zmodyfikowane przez Raquel Parada)

Są odpowiedzialni za dodanie grup fosforanowych w odpadach seryny i tremeriny zlokalizowanych w określonych domenach białych białek, zmieniając ich aktywność.

Mają bardzo ważne funkcje zarówno w kontroli podziału komórek, jak i w modulacji transkrypcji genetycznej w odpowiedzi na różne sygnały o dodatkowej instraciórkowej. Dzięki tym białkom nie tylko fazie G1, ale także faza S i faza G2 działają jako „zegar” cyklu komórkowego.

Punkt sterowania G1/S

Punkt kontrolny w fazie G1 jest jednym z najważniejszych i właśnie tam, gdzie komórka „decyduje”, czy rosła wystarczająco, a jeśli warunki żywieniowe wokół niego i wewnątrz są odpowiednie, aby rozpocząć proces replikacji genomu.

Może ci służyć: rogowce: charakterystyka, histologia, funkcje

W tym punkcie przejściowym fazowym uczestniczą białka kinazy zależne od cyklu podfamilnej 2 (CDK2), które zależą od cyklu i.

Gdy komórka „przekroczy” ten punkt kontrolny i wejdzie w następną fazę, aktywność CDK1 jest ponownie „wyłączona” przez zniszczenie jej części cyklu, dlatego wykazano, że białka te są nieaktywne, dopóki nie będą dostępne cykiny w cytosolu.

Znaczenie

Faza G1 jest nie tylko niezbędna do wzrostu komórek i przygotowania struktur subkomórkowych do podziału, ale jej punkt kontrolny jest kluczowy z punktu widzenia regulacji proliferacji komórek.

„Deregulacja” kontroli proliferacji jest jednym z głównych silników rozwoju guza w różnych typach tkanek, ponieważ wiele punktów kontrolnych cyklu komórkowego jest „anulowanych” podczas nowotworu.

Bibliografia

1. Casem, m. L. (Ed.). (2016). Studia przypadków w biologii komórkowej. Academic Press.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Britannica Encyclopaedia. Pobrano 5 kwietnia 2020 r. Z WWW.Britannica.com/science/cykl komórkowy
3. Harrison, m.K., Adon, a.M. I Saavedra, H.Siema. CDK fazy G1 reguluje cykl centrów i pośredniczy w amplifikacji centrów zależnych od onkogenu. Cell Div 6, 2 (2011). https: // doi.Org/10.1186/1747-1028-6-2
4. Li i., Barbe lub., I Diehl, J. DO. (2015). Regulacja cyklu komórkowego. W molekularnych podstawach raka (PP. 165-178). Tylko repozytorium treści!.
5. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. DO., Krieger, m., Scott, m. P., Bretscher, a.,… & Matsudaira, p. (2008). Biologia komórek molekularnych. Macmillan.
6. MALUMBS, m. (2014). Kinazy zależne od cykliny. Genome Biology, 15 (6), 122.
7. McDaniel, John. (2020, 6 kwietnia). Faza G1: Co dzieje się na tej fazie cyklu komórkowego?. Naukowe.com. Źródło: https: // naukowe.com/zdarza się, że-g1-faza-8220720.Html
8. Tanase, c., Ogrezeanu, i., & Badiu, c. (2011). Patologia molekularna gruczolaków przysadki. Elsevier.