Cellesyklusen

Veksten og delingen av en celle blir orkestrert til en høyt kontrollert og ordnet prosess kalt cellesyklusen.

Kreditt: mirela377 / .com

Cellesyklusen inneholder 4 trinn; Gap 1 (G1) fase, syntese (S) fase, gap 2 (G2) fase og mitose (M) fase. For de fleste menneskelige celler tar en enkeltcellsyklus omtrent 24 timer. Imidlertid, i vev der det er et konstant behov for fornyelse og erstatning av celler, som foring av tarmen, er prosessen mye kortere, og tar så lite som 9 timer.

Interphase

G1-, S- og G2-faser blir kumulativt referert til som interfase som involverer vekst av en celle og replikasjon av dens DNA. Opprinnelig i G1-fase vokser cellen fysisk og øker volumet av både protein og organeller. I S-fase kopierer cellen DNA sitt for å produsere to søsterkromatider og replikerer nukleosomene. Til slutt involverer G2-fasen ytterligere cellevekst og organisering av mobilinnholdet.

Mitose

I løpet av M-fasen deler cellen seg i to datterceller. DNA kondenserer til å begynne med for å danne kromosomer som trekkes fra hverandre av en mitotisk spindel. Denne M-fasen er videre delt inn i 4 trinn; profase, metafase, anafase og telofase.

Profase: DNA kondenserer for å danne kromosomer og mitotiske spindler begynner å dannes mellom de to nukleosomene. Disse spindlene begynner da å binde seg til kinetochores på kromosomene og organisere dem i midten av cellen.

Metafase: Kromosomer som er bundet av kinetochores trekkes inn i midten av cellen og danner en linje kalt metafaseplaten. Cellen sørger da for at alle kromosomer er bundet på to separate kinetochores, en på hver søsterkromatid, i en fase som kalles spindelkontrollpunktet. Dette bekrefter at hver nye celle vil inneholde en jevn mengde DNA-materiale når cellen deler seg.

Anafase: Etter at cellen har gått gjennom dette kontrollpunktet, vil den deretter gå inn i anafase. Cohesins, som holder kromosomer sammen, blir spaltet og de bundne mikrotubuli begynner å forkorte. Denne prosessen trekker søsterkromatidene fra hverandre til motsatte poler i cellen. De resterende mikrotubuli, som ikke er bundet til kromosomer, forlenger seg og tvinger de to halvdelene av cellen lenger bort fra hverandre.

Telofase: På dette punktet er cellen nesten fullstendig delt. Innen telofase dekondenseres DNA og den mitotiske spindelen brytes ned før to separate kjerner utvikler seg.

Cytokinesis

Når DNA er delt, deler den fysiske cellen seg i en prosess som kalles cytokinese. Opprinnelig dannes en kontraktil ring i midten som deler og klemmer cellen i to. Dette danner en fordypning kalt spaltefuren, som til slutt deler cellen i to identiske datterceller.

Kontroll av cellesyklusen

Samlet sett er denne prosessen sterkt kontrollert av forskjellige proteiner, som handle for å både stimulere og hemme cellesyklusen. Cyclin og cyclin-avhengige kinaser (CDKs) er blant de viktigste proteinene som er involvert i stimuleringen av syklusen. Syklinnivåene blir hevet og senket på forskjellige stadier av syklusen, noe som stimulerer funksjonen til CDK-er hvis tilstedeværelse er stabil, men bare kan fungere i nærvær av sykliner. CDK fungerer til å fosforylere mange forskjellige proteiner som er nødvendige for å passere viktige punkter i cellesyklusen, kalt sjekkpunkter.

Disse sjekkpunktene er til stede på slutten av G1 og starten på G2, og fungerer for å sikre at den viktige prosesser i hvert trinn utføres før cellen beveger seg over på eller forlater S-fasen. Det er også et M-fasekontrollpunkt (spindelkontrollpunktet) som sørger for at kromosomene er riktig justert, som tidligere beskrevet.

Samlet fungerer disse kontrollpunktene for å sikre genomets integritet og forhindre DNA-skade. Hvis en celle ikke oppfyller kravene til sjekkpunktet, stoppes cellesyklusen og DNA kan repareres, eller hvis DNAet er utenfor reparasjon, kan apoptose stimuleres.

Hvis disse sjekkpunktene er tapt på grunn av muterte proteiner, da blir ikke cellesyklusen lenger kontrollert og kan føre til ikke-styrt replikasjon, for eksempel, mutasjoner i TP53-genet fører til mange typer kreft.

Dette proteinet er involvert i cellesyklusen arrest og transkripsjon av proteiner involvert i DNA-reparasjon eller apoptose. Derfor betyr tap av dette genet at cellesyklusen ikke kan stoppes og DNA ikke kan repareres, noe som resulterer i svulstvekst.

Generelt er cellesyklusen en viktig prosess for vekst og reparasjon av vev. Den er organisert i 4 forskjellige faser; G1-fase, S-fase, G2-fase og M-fase, og styres av tilstedeværelsen av kontrollpunkter.Tap av kontroll er involvert i kreft, for eksempel med mutasjoner som resulterer i tap av syklusstopp og DNA-reparasjon, noe som demonstrerer viktigheten av riktig regulering.

Videre lesing

• Alt cellulært biologisk innhold
• Cellekjerneens struktur og funksjon
• Hva er organeller?
• Ribosomstruktur
• Proteinproduksjon: Initiasjon, Forlengelse og oppsigelse

Sitater