- Cellcykeln
- förordning
- Beskrivning av fas G1
- Underfaser av G1
- Kontroll- eller "begränsning" -punkter
- Kontrollpunkten G1 / S
- Betydelse
- referenser
Den G1-fasen är ett av stegen i vilka gränsytan av livscykeln hos en cell är uppdelad. Många författare hänvisar till detta som "tillväxtfasen", eftersom den viktigaste tillväxten av en cell under den inträffar.
Under G1-fasen inträffar därför olika intracellulära metaboliska förändringar som förbereder cellen för uppdelning. Vid en viss punkt i denna fas, känd i vissa texter som "begränsningspunkten", deltar cellen i uppdelning och fortsätter till S-fasen av syntesen.
Cellcykelfaser (Källa: Richard Wheeler (Zephyris). Spanska etiketter av Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)
Cellcykeln
Cellcykeln består av den ordnade sekvensen av händelser som inträffar i en cell som förberedelse för dess uppdelning. Det definieras generellt som en process uppdelad i fyra steg där celler:
- ökning i storlek (fas G1)
- kopiera deras DNA och syntetisera andra viktiga molekyler (syntesfas eller S-fas)
- förbereda för uppdelning (G2-fas) och
- dela (M-fas eller mitos)
I enlighet med ovanstående kan cellcykeln delas upp i två stora "stunder": gränssnittet och mitos. Gränssnittet består av faserna G1, S och G2, som omfattar alla processer mellan en mitotisk division och en annan, varför det sägs att en cell tillbringar större delen av sitt liv i gränssnittet.
förordning
Enligt de "stimulerande" eller "hämmande" meddelandena som en cell tar emot under gränssnittet kan den "bestämma" om den ska gå in i cellcykeln eller dela eller inte.
Dessa "meddelanden" bärs av några specialiserade proteiner, inklusive tillväxtfaktorer, receptorer för dessa tillväxtfaktorer, signalomvandlare och kärnreglerande proteiner.
Dessutom har celler också kontrollpunkter eller begränsningspunkter i de olika faserna, vilket gör att de kan säkerställa att cellcykeln fortskrider korrekt.
Många av de "icke-reproduktiva" cellerna delar sig ständigt, varför de sägs alltid vara i en aktiv cellcykel.
Celler som inte delar sig eller som är vilande celler går från G1-fasen till en fas som kallas G0, under vilken de kan förbli livskraftiga i många månader och till och med år (många av cellerna i människokroppen är i denna fas).
Terminellt differentierade celler kan inte lämna G0-fasen och gå in i cellcykeln, som till exempel med vissa neuronala celler.
Beskrivning av fas G1
Som nämnts kan G1-fasen i cellcykeln betraktas som en tillväxtfas, eftersom efter att en cell har delats in, kommer dess dotterceller in i denna fas och börjar syntetisera de enzymer och näringsämnen som är nödvändiga för efterföljande replikering av DNA och celldelning.
Under denna fas produceras också en stor mängd proteiner och messenger-RNA, och deras varaktighet är mycket varierande, i allmänhet beroende på mängden näringsämnen som är tillgängliga för cellen.
Underfaser av G1
G1-fasen kan beskrivas som att den består av fyra "underfaser": tävling (g1a), inträde eller inträde (g1b), progression (g1c) och montering (g1d).
Konkurrens avser processen genom vilken en cell som kommer in i G1 absorberar näringsämnen och extracellulära element genom sitt plasmamembran. Inträdet eller inträdet består av inmatningen av dessa "material", som bidrar till cellens tillväxt.
Denna tillväxt sker under delfasen av progression, som slutar när dessa material samlas för att bilda andra cellstrukturer och slutföra cellens framsteg i G1-fasen och mot kontrollpunkten.
Kontroll- eller "begränsning" -punkter
Alla celler har regulatorer som tillåter dem att övervaka deras tillväxt. I slutet av G1-fasen finns en kontrollpunkt som säkerställer att proteinsyntesen har skett korrekt och att allt cellulärt DNA är "intakt" och "redo" för efterföljande faser.
De specialiserade "skyddsåtgärderna" som finns vid denna kontrollpunkt är proteiner kända som cyklinberoende kinaser eller CDK: er från Cyclin-beroende Kinaser, proteiner som också deltar i början av DNA-uppdelning under S-fasen.
Cyklinberoende kinaser är proteinkinaser som kännetecknas av att de kräver en separat underenhet (en cyklin) som tillhandahåller de väsentliga domänerna för enzymaktivitet.
Kontrollceller för cellcykel (Källa: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), via Wikimedia Commons och modifierad av Raquel Parada)
De är ansvariga för tillsatsen av fosfatgrupper i serin- och treoninrester lokaliserade i specifika domäner av deras målproteiner, vilket förändrar deras aktivitet.
De har mycket viktiga funktioner både i kontrollen av celldelning och i moduleringen av gentranskription som svar på olika extra- och intracellulära signaler. Tack vare dessa proteiner fungerar inte bara G1-fasen utan också S-fasen och G2-fasen som en ”klocka” i cellcykeln.
Kontrollpunkten G1 / S
Kontrollpunkten i G1-fasen är en av de viktigaste och den är där där cellen "bestämmer" om den har vuxit tillräckligt och om näringsförhållandena runt den och inuti den är tillräckliga för att starta den genomiska replikationsprocessen.
De cyklinberoende proteinkinaserna i underfamilj 2 (Cdk2), som är beroende av cyklin E.
När cellen "överskrider" denna kontrollpunkt och går in i nästa fas "stängs aktiviteten av Cdk1" igen genom att förstöra dess cyklindel, varför det har visats att dessa proteiner är inaktiva tills att det finns cykliner tillgängliga i cytosolen.
Betydelse
G1-fasen är inte bara väsentlig för celltillväxt och för beredning av subcellulära strukturer för uppdelning, utan dess kontrollpunkt är kritisk ur synvinkeln för reglering av cellproliferation.
"Avregleringen" av proliferationskontroll är en av de viktigaste drivkrafterna för tumörutveckling i olika vävnader, eftersom många av kontrollpunkterna för cellcykeln "förbikopplas" under tumörgenes.
referenser
- Casem, ML (red.). (2016). Fallstudier inom cellbiologi. Academic Press.
- Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Encyclopaedia Britannica. Hämtad 5 april 2020 från www.britannica.com/science/cell-cykel
- Harrison, MK, Adon, AM & Saavedra, HI G1-fasen Cdks reglerar centrosomcykeln och medierar onkogenberoende centrosomförstärkning. Cell Div 6, 2 (2011). https://doi.org/10.1186/1747-1028-6-2
- Li, Y., Barbash, O., & Diehl, JA (2015). Reglering av cellcykeln. I The Molecular Base of Cancer (sid. 165-178). Endast innehållsförvar !.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A., … & Matsudaira, P. (2008). Molekylär cellbiologi. Macmillan.
- Maluales, M. (2014). Cyklinberoende kinaser. Genombiologi, 15 (6), 122.
- McDaniel, John. (2020, 6 april). G1-fas: Vad händer under denna fas av cellcykeln? sciencing.com. Hämtad från https://sciencing.com/happens-during-g1-phase-8220720.html
- Tanase, C., Ogrezeanu, I., & Badiu, C. (2011). Molekylär patologi av hypofyseadenom. Elsevier.