Ciclul celular

• De Hannah Simmons, M.Sc. Revizuită de Chloe Barnett, BSc

  Creșterea și divizarea unei celule este orchestrată într-un proces foarte controlat și ordonat numit ciclul celular.

  Credit: mirela377 / .com

  Ciclul celular conține 4 etape; Faza Gap 1 (G1), faza de sinteză (S), faza gap 2 (G2) și faza de mitoză (M). Pentru majoritatea celulelor umane, un singur ciclu celular durează aproximativ 24 de ore. Cu toate acestea, în țesuturile în care există o nevoie constantă de reînnoire și înlocuire a celulelor, cum ar fi mucoasa intestinului, procesul este mult mai scurt, durând doar 9 ore.

  Interfază

  G1, S și G2 sunt denumite cumulativ interfază care implică creșterea unei celule și replicarea ADN-ului acesteia. Inițial în faza G1, celula crește fizic și crește volumul atât de proteine, cât și de organite. În faza S, celula își copiază ADN-ul pentru a produce două cromatide surori și își reproduce nucleozomii. În cele din urmă, faza G2 implică creșterea celulară și organizarea conținutului celular.

  Mitoză

  În timpul fazei M, celula se împarte în două celule fiice. ADN-ul se condensează inițial pentru a forma cromozomi care sunt separați de un fus mitotic. Această fază M este împărțită în continuare în 4 etape; profază, metafază, anafază și telofază.

  Profază: ADN-ul se condensează pentru a forma cromozomi și fusurile mitotice încep să se formeze între cei doi nucleozomi. Acești fusuri încep apoi să se lege de kinetocori de pe cromozomi și îi organizează în centrul celulei.

  Metafază: Cromozomii care sunt legați de kinetocorii lor sunt atrași în centrul celulei, formând o linie numită placa metafazică. Celula se asigură apoi că toți cromozomii sunt legați de doi kinetocori separați, unul pe fiecare cromatidă soră, într-o fază numită punctul de control al fusului. Aceasta confirmă faptul că fiecare nouă celulă va conține o cantitate uniformă de material ADN odată ce celula se desparte.

  Anafază: După ce celula trece cu succes prin acest punct de control, va intra apoi în anafază. Coezinele, care țin cromozomii împreună, sunt clivate și microtubulii legați încep să se scurteze. Acest proces îndepărtează cromatidele surori de la polii opuși ai celulei. Microtubulii rămași, care nu sunt legați de cromozomi, se alungesc și forțează cele două jumătăți ale celulei mai departe unul de celălalt.

  Telofază: În acest moment, celula este aproape complet divizată. În cadrul telofazei, ADN-ul decondensează și fusul mitotic este defalcat înainte de a se dezvolta două nuclee separate.

  Citokineza

  Odată ce ADN-ul este divizat, celula fizică se împarte într-un proces numit citokineză. Inițial, un inel contractil se formează în centru, împărțind și ciupind celula în jumătate. Aceasta formează o indentare numită brazdă de scindare, care în cele din urmă împarte celula în două celule fiice identice.

  Controlul ciclului celular

  În ansamblu, acest proces este foarte controlat de diferite proteine, care acționează atât pentru stimularea, cât și pentru inhibarea ciclului celular. Ciclina și kinazele dependente de ciclină (CDK) sunt printre cele mai importante proteine implicate în stimularea ciclului. Nivelurile de ciclină sunt crescute și reduse în diferite etape ale ciclului, ceea ce stimulează funcția CDK-urilor a căror prezență este stabilă, dar care poate funcționa numai în prezența ciclinelor. CDK-urile funcționează pentru a fosforila mai multe proteine diferite, care sunt necesare pentru trecerea unor puncte importante din ciclul celular, numite puncte de control.

  Aceste puncte de control sunt prezente la sfârșitul G1 și la începutul G2, funcționând pentru a se asigura că procesele fiecărei etape sunt efectuate înainte ca celula să se deplaseze sau să părăsească faza S. Există, de asemenea, un punct de control al fazei M (punctul de control al fusului) care asigură alinierea corectă a cromozomilor, așa cum sa descris anterior.

  În general, aceste puncte de control funcționează pentru a asigura integritatea genomului și pentru a preveni deteriorarea ADN-ului. Dacă o celulă nu îndeplinește cerințele punctului de control, atunci ciclul celular este oprit și ADN-ul poate fi reparat sau dacă ADN-ul nu poate fi reparat, atunci apoptoza poate fi stimulată.

  Dacă aceste puncte de control sunt pierdut din cauza proteinelor mutante, atunci ciclul celular nu mai este controlat și poate duce la replicarea neguvernată, de exemplu, mutațiile genei TP53 duc la multe tipuri de cancer.

  Această proteină este implicată în ciclul celular. arestarea și transcrierea proteinelor implicate în repararea sau apoptoza ADN-ului. Prin urmare, pierderea acestei gene înseamnă că ciclul celular nu poate fi oprit și ADN-ul nu poate fi reparat, rezultând o creștere tumorală.

  În general, ciclul celular este un proces esențial pentru creșterea și repararea țesuturilor. Este organizat în 4 faze distincte; Faza G1, faza S, faza G2 și faza M și controlate de prezența punctelor de control.Pierderea controlului este implicată în cancer, cum ar fi în cazul mutațiilor care duc la pierderea ciclului de stopare și repararea ADN-ului, ceea ce demonstrează importanța unei reglementări corecte. Tot conținutul de biologie celulară

• Structura și funcția nucleului celular
• Ce sunt organitele?
• Structura ribozomilor
• Producția de proteine: inițiere, Alungire și încetare

Referințe