Hele cellesyklusen styres av et kontrollsystem. På en Cell syklus sjekkpunkt kritiske prosesser og faseoverganger som finner sted innenfor en cellesyklus er regulert.
Hva er cellesyklus-kontrollpunktet?
Sekvensen av fysiologiske hendelser i celler som har en kjerne kalles cellesyklusen. Dette foregår som en syklus som begynner etter en celledeling og initierer den neste. Den består av grensesnittet og mitosen. En morscelle deler seg i to datterceller hvor grensefasen begynner. Genaktiviteten der regulerer metabolismen til den voksende cellen, mens en nukleolus utvikler seg i cellekjernen.
Interfasen er den lengste av de to og går over til mitose. Det er igjen delt inn i forskjellige faser. Dette er G1-fasen der cellen vokser og duplisering av kromosomer blir tilberedt, S-fasen der kromosomene dobles og G2-fasen der cellen fortsetter å vokse og neste mitose blir forberedt.
Hele syklusen styres av et molekylært kontrollsystem. Det er her cellehendelser utløses og kontrolleres, som overfører stopp- og videre signaler i form av kontrollpunkter. Kritiske prosesser og faseoverganger som finner sted innenfor cellesyklusen blir analysert på et kontrollpunkt. Disse fungerer som beskyttelse for arvematerialets integritet og sikrer at cellen ikke degenererer.
En kritisk prosess kan f.eks. B. være når en separasjon av kromosomene skjer i metafasen. Metafasen representerer den andre fasen av celledeling, kjent som mitose og meiose. I metafasen trekkes kjernen og kjernehyllen tilbake. Det dannes en typisk struktur, en såkalt kloster. Kromosomene skiller seg betydelig fra hverandre i denne fasen.
Funksjon & oppgave
Kontrollpunkter for cellesyklus er satt i to faser. Dette er grensesnittet med kontrollpunktene G1 og G2, og mitosefasen. I løpet av den første er det økt kjerneaktivitet, som er assosiert med økt risiko for DNA-skade fra kreftformede patogener, for eksempel forårsaket av UV-lys. Dette kan igjen føre til ondartede svulster.
Ulike giftstoffer, medikamenter, miljøgifter og giftstoffer kan også forårsake sykdommer her. I mellomfasen bygges det opp spesialiserte proteiner som motvirker slike feil, oppdager dem og ved sjekkpunktet forhindrer at cellen går over til en annen fase. Celledød blir da ført frem av apoptose. Figurativt sett kan man snakke om et kontrollert selvmord av cellen, sammenlignet med cellens død ved f.eks. B. mekaniske skader utløser en betennelsesreaksjon og ingen cytoplasma frigjøres.
På dette kontrollpunktet avgjøres det om cellen skal deles eller ikke. De fleste cellene i menneskekroppen er i en tilstand som cellen ikke lenger deler seg. Hvis det ikke er noe ytterligere signal på dette kontrollpunktet, har cellen forlatt syklusen og deler seg ikke lenger. Den endres deretter til G0-fasen.
Molekylære kontrollmekanismer finner sted i cellesykluskontroll. I mellomfasen er dette dannelsen av proteiner 53 og 21 og BAX. Proteinet 53 er avgjørende for kontroll av DNA-integriteten. Han er også kjent som "verge" for genomet. I en biologisk prosess der den genetiske informasjonen til en DNA-streng blir overført til RNA, fungerer proteinet som en transkripsjonsfaktor som oppregulerer DNA når det er skadet og forårsaker uttrykk for tumorundertrykkende gener.
Også viktig for cellesyklusen til virveldyr er protein 21, en såkalt CDK-hemmer, som blokkerer cellen ved faseovergangene slik at enzymer for DNA-reparasjon har nok tid til å for eksempel undertrykke veksten av kreftceller eller forårsake forskjellige genetiske defekter middel. BAX er på sin side et protein som fungerer som en kofaktor for protein 53. Den overvåker apoptosen av cellen.
Ved det andre cellesykluskontrollpunktet, i den mitotiske fasen, blir kromosomene separert i metafasen. Dette er alltid et kritisk øyeblikk som f.eks. B. ufullstendig separasjon fører til somatiske numeriske kromosomavvik.
Det er kjent at menneskekroppens celle har 46 kromosomer. Denne tilstanden kalles euploidy. Når en abnormitet dannes, kan kromosomene formere seg. Da snakker vi om polyploidi. Menneskeliv er ikke mulig under disse forholdene. Hvis antallet kromosomer ikke tilsvarer det haploide settet (n = 23), er det en feil separasjon av kromosomene eller søsterkromatider. En sykdom som følger med dette er trisomi 21.
I mitosefasen er det sikret riktig fordeling av kromosomene mellom mor- og datterceller. Derfor er den mitotiske fasen et spindelkontrollpunkt. Dette innebærer en spindelkontrollmekanisme basert på det faktum at kromosomene ikke er separert før mikrotubulene er riktig festet til kinetokorene. Den eksakte prosessen i mitosefasen er ennå ikke undersøkt nøyaktig. Leger antar at proteinene samvirker med kinetokoren og de vedlagte mikrotubulene på spindelapparatet.
Sykdommer og plager
Hvis kontrollpunktene for cellesyklusen er forstyrret, z. B. danne kreftceller. Kreftcellen lages ved å transformere en normal celle til en unormal. I det sunne immunforsvaret blir en celle gjenkjent og ødelagt. Hvis dette ikke skjer, dannes en svulst.
Hvis cellen forblir på sin opprinnelige beliggenhet, kalles den en godartet svulst. Dette kan elimineres. Cellene i en ondartet svulst er på sin side i stand til å skade andre organer og celler, kan forstyrre stoffskiftet og danne metastaser. I motsetning til normale celler kan kreftceller dele seg uendelig ofte og er derfor vanskelige å behandle.
