Мы объясним, что такое клеточный цикл, его фазы, контрольные точки и регуляция. А также его влияние на развитие рака
Клеточный цикл состоит из трех межфазных стадий и митотической фазы
Что такое клеточный цикл?
Клеточный цикл это упорядоченный и последовательный набор событий, происходящих во всех клетках в целом. Они включают их рост и последующее размножение на две дочерние клетки. Этот процесс является фундаментальным для существования многоклеточных существ
Он начинается с появления молодой клетки и завершается ее созреванием и делением клетки , т.е. созданием двух новых клеток. Она осуществляется в соответствии с набором биохимических стимулов и ответов, интерпретируемых клеточным ядром , которые обеспечивают упорядоченное воспроизводство тканей организма
Поэтому клетки обычно начинают свой клеточный цикл, когда условия окружающей среды благоприятствуют этому. Однако цикл не всегда происходит одинаково, со значительными вариациями между животными растениями или прокариотическими эукариотическими клетками. Однако он возникает у всех живых существ , для сходных целей и на сходных стадиях
Фазы клеточного цикла
Стадии клеточного цикла описываются в соответствии с формулой:
- G1. Промежуток 1 или Интервал 1.
- Синтез.
- Gap 2 или Gap 2.
- M М-фаза или М-фаза, названная так потому, что она включает митоз или мейоз , перед цитоплазматическим делением или цитокинезом.
До начала клеточного цикла клетки называются покоящимися (это означает, что они предпочитают быть покоящимися), а после начала клеточного цикла они называются пролиферирующими (это означает, что они быстро размножаются)
Клеточный цикл не линейный, а круговой, так как молодые клетки могут выбрать повторение процесса , таким образом, порождая по две новые, в зависимости от потребностей. В широком смысле, различные этапы, входящие в него, организованы на основе двух отдельных фаз, а именно:
- Интерфейс. Эта первая фаза включает стадии G1-S-G2, во время которых он вырастает до нужного уровня, чтобы начать дублирование своего генетического материала , полностью копируя его в соответствии со своей ДНК
- Промежуточный этап 1. Клетка растет физически, дублируя свои органеллы и белки, необходимые для следующих этапов.
- S stage. Синтезируется полная копия ДНК клетки, а также дублирующая центросома, которая поможет разделить ДНК на более поздних стадиях.
- этап 2. Клетка становится еще больше, вырабатывает белки и новые органеллы и готовится к митозу – делению клетки.
- фаза М. Митотическая фаза начинается, когда клетка уже продублировала свой генетический материал и органеллы, готовая разделиться на две идентичные особи. Начало митоза начинается с разделения ДНК на две двойные нити, и два новых клеточных ядра отходят друг от друга к противоположным полюсам.
М-фаза делится на четыре отдельные фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза
Таким образом, когда начинается цитокинез, который является подготовкой к окончательному разделению двух новых клеток, каждое ядро остается отдельным. Между двумя клетками начинает формироваться барьер, который позже станет частью самой плазматической мембраны , и в конечном итоге происходит физическое разделение
Регуляция клеточного цикла
Клеточный цикл должен происходить в очень специфических условиях , которые требуют очень специфических случаев контроля и регуляции. Поэтому без точных инструкций не только не будет инициирован весь цикл, но и не произойдет переход от одного этапа к другому
В первом случае контроль осуществляется генами в собственном генетическом коде клетки. Существуют инструкции по созданию или модификации белков для запуска каждой стадии цикла. Набор ферментов которые активируют, облегчают или завершают каждую фазу – это циклины и циклин-зависимые киназы
Контрольные точки клеточного цикла
Белок p53 восстанавливает ДНК во время клеточного цикла.
Существует, особенно во время митоза, ряд контрольных точек клеточного цикла, где процесс контролируется, чтобы убедиться, что не было допущено ошибок. Это контрольные точки преходящего существования, т.е. как только их функция выполнена и процесс продолжается без сбоев, они исчезают
Кроме того, если проблема не была удовлетворительно решена через некоторое время, эти контрольные точки готовят клетку к самоуничтожению или апоптозу
Контрольными точками во время митоза являются:
- В конце стадии G1 и перед стадией S. Это контрольная точка для нереплицированной ДНК, которая ингибирует ген Cdc25, который, в свою очередь, активирует циклин A/B Cdk1. Таким образом, он предотвращает продолжение цикла.
- Перед анафазой в митозе. Это контрольный пункт, который обеспечивает разделение хромосом , и действует путем активации белка Mad2, который предотвращает деградацию сегурина, пока условия не станут подходящими.
- контрольные точки повреждения ДНК в G1, S или G2. Если происходит повреждение клетки, в частности, генетического материала, активируется белок p53, который обеспечивает восстановление ДНК. Если это не удается, немедленно активируются процессы апоптоза.
Важность клеточного цикла
Клеточный цикл – это фундаментальный репродуктивный цикл клеток, который обеспечивает рост многоклеточных организмов и восстановление тканей. Он также запускает пролиферацию, необходимую, например, для создания критической клеточной массы для формирования эмбрионов будущих новых особей вида
Это процесс, который происходит постоянно. Он закодирован в нашей ДНК, поэтому является одним из фундаментальных и изначальных циклов клеточной жизни эукариот
Рак и клеточный цикл
Как известно, рак – это заболевание, при котором определенные клетки в определенных тканях начинают безостановочное, аномальное размножение дисфункциональных клеток. Этот процесс, который вполне может привести к смерти, если его вовремя не остановить, не прерывается естественным процессом клеточного апоптоза и поэтому требует медицинского вмешательства
Многие эксперты предполагают, что начало процесса, вызывающего рак, лежит в определенных генах, регулирующих клеточный цикл, которые дают сбой или повреждаются, выводя процесс из-под контроля, что в свою очередь приводит к другим сбоям и кульминации в образовании опухоли. Такие гены называются онкогенами, а их предшественники – протоонкогенами
Добавить комментарий