G1-fase
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 16. juli 2019; verifikation kræver 1 redigering .G 1 fase (fra engelsk Gap 1 phase ) - den første af de tre faser af eukaryote cellers cellecyklus . På dette stadie af interfasen øges cellen i størrelse og syntetiserer mRNA og proteiner , og forbereder sig på den efterfølgende mitose efter interfase . G 1 -fasen slutter med begyndelsen af S-fasen af interfasen.
Generelle karakteristika
G 1 -fase udgør sammen med S-fase og G 2 -fase en lang periode med cellevækst - interfase, som går forud for celledeling - mitose (M-fase) [1] .
Under G 1 -fasen vokser cellen i størrelse og syntetiserer mRNA og proteiner, der er nødvendige for DNA- syntese . Når cellen når den nødvendige størrelse, og de nødvendige proteiner allerede er syntetiseret, går cellen ind i den næste fase af cellecyklussen - S-fasen. Varigheden af hver fase, inklusive G 1 -fasen, er forskellig i forskellige celletyper. I humane somatiske celler varer cellecyklussen omkring 18 timer, og G 1 -fasen tegner sig for omkring en tredjedel af denne tid [2] . I embryoner fra den kløvede frø ( Xenopus ), søpindsvin ( Echinoidea ) og Drosophila ( Drosophila ) , er G1-fasen svagt udtrykt og repræsenterer et eventuelt mellemrum mellem mitosens afslutning og S-fasen [2] .
G 1 -fasen og andre faser af cellecyklussen kan være afhængige af vækstfaktorer såsom næringsstoffer , temperatur og plads til vækst. Der skal være tilstrækkeligt med aminosyrer til mRNA og proteinsyntese . Fysiologiske temperaturer er optimale for cellevækst. Hos mennesker er den normale fysiologiske temperatur omkring 36,5 °C (under armen) [1] .
G 1 -fasen er især vigtig for cellecyklussen, fordi cellen i denne periode bestemmer, om den vil dele sig eller forlade cellecyklussen [2] . Hvis cellen forbliver ikke-delerende i stedet for at gå i S-fase, forlader den G 1 -fasen og går ind i en hviletilstand kaldet G 0 -fasen . Det er svært, men muligt, at vende tilbage til G 1 -fasen fra G 0 -fasen [1] .
Under G 1 -fasen forbliver cellen diploid ( 2n ). Det betyder, at cellen indeholder et dobbelt sæt artsspecifikke kromosomer , og DNA'et er endnu ikke replikeret før celledeling . Det genetiske materiale er i form af kromatin eller løst snoede DNA-strenge. Haploide eukaryote organismer , såsom nogle gær , har kun ét sæt kromosomer ( 1n ). Under G 1 -fasen forbereder cellen sig stadig på DNA-replikation , og dens genetiske materiale er endnu ikke blevet kopieret (dette sker i S-fasen) [1] .
Regulering af G 1 -fase
I cellecyklussen er der et klart sæt instruktioner kendt som cellecykluskontrolsystemet, som styrer varigheden og koordineringen af cellecyklussens faser for at sikre, at de forekommer i den rigtige rækkefølge. Biokemiske triggere, kendt som cyclin-afhængige kinaser , udløser celletypetrin på det rigtige tidspunkt og sikrer den korrekte rækkefølge for at forhindre fejl [2] .
Der er tre kontrolpunkter i cellecyklussen : G 1 /S-kontrolpunkt (overgang fra G 1 fase til S-fase) eller startpunkt i gær, G 2 /M-kontrolpunkt og spindelpunkt [1] .
Biokemiske regulatorer af G 1 -fasen
Under G 1 -fasen øges aktiviteten af G 1 /S-cykliner signifikant mod slutningen af G 1 -fasen. Disse cycliner initierer nogle af de tidlige processer, der er forbundet med celledeling, såsom centrosomfordobling hos hvirveldyr og spindeldannelse i gær, men de er mest ansvarlige for aktiveringen af S-cyclinkomplekser [2] .
Komplekser af cycliner, der er aktive i andre faser af cellecyklussen, er inaktive i denne fase, således at de tilsvarende cellulære processer ikke forløber i den forkerte rækkefølge. I G 1 -fasen er der tre måder at undertrykke aktiviteten af cyclin-afhængige kinaser: gener - inhibitorer ved hjælp af regulatoriske proteiner undertrykker translationen af de vigtigste cyclingener ; anafasestimuleringskomplekset aktiveres , hvilket specifikt undertrykker S- og M-cykliner (men ikke G 1 /S-cykliner) og endelig en høj koncentration af inhibitorer af cyclin-afhængige kinaser [2] .
Begrænsningspunkt
I G 1 -fasen adskiller restriktionspunktet (R) sig fra de andre kontrolpunkter, da det ikke bestemmer en speciel tilstand af cellen, ideel til overgangen til næste fase, men ændrer den videre retning af cellens liv . Hos hvirveldyr, efter at cellen har været i G 1 -fasen i omkring tre timer, går den ind i restriktionspunktet, hvor cellen beslutter, om den vil gå videre i cellecyklussen eller gå ind i hvilestadiet, G 0 -fasen [3 ] .
Dette punkt deler også G 1 -fasen i to halvdele: præmitotisk og postmitotisk. Mellem begyndelsen af G 1 -fasen (som begynder i en ny celle efter mitose) og R-cellen er cellen i G 1 -postmitotisk subfase eller postmitotisk fase. Efter R og før S-fase kaldes cellen for at være i G 1 -præsyntetisk underfase eller præsyntetisk fase af G 1 -fasen [4] .
For at en celle kan passere gennem den G 1 -postmitotiske fase, er et højt indhold af vækstfaktorer og et stabilt niveau af proteinsyntese nødvendigt, ellers vil cellen gå ind i G 0 -fasen [4] .
Nogle forfattere hævder, at restriktionspunktet og G 1 /S-punktet er det samme [1] [2] , men i nyere værker viste det sig, at det er to forskellige punkter i G 1 -fasen, hvor cellefremskridt noteres. Det første, restriktionspunktet, afhænger af vækstfaktorer og afgør, om cellen går ind i G 0 -fasen, mens det andet kontrolpunkt afhænger af næringsstoffer og afgør, om cellen går ind i S-fasen [3] [4] . En vis uenighed mellem forskere tilskrives det faktum, at nogle af dem studerede pattedyrsceller , mens andre - gær [3] .
G 1 /S-kontrolpunkt
G 1 /S-checkpoint er mellem begyndelsen af G 1 -fasen og S-fasen, som bestemmer overgangen af celler i S-fasen. Faktorer, der kan forhindre en celle i at gå ind i S-fasen, kan omfatte mangel på vækstfaktorer, DNA-skader og andre særlige omstændigheder.
På dette tidspunkt fører dannelsen af G 1 /S-cyklinkomplekset og cyclinafhængige kinaser (CKK) cellen til at gå ind i en ny delingscyklus. Disse komplekser aktiverer derefter S-CCK-komplekserne, som fører cellen til DNA-replikation i S-fasen. Samtidig falder aktiviteten af anafasestimuleringskomplekset betydeligt, hvilket gør det muligt at aktivere S- og M-cykliner.
Hvis en celle ikke kan komme ind i S-fasen, går den ind i den hvilende G 0 -fase, hvor der hverken er cellevækst eller deling [1] .
G 1 fase og cancer
Mange kilder bekræfter, at forstyrrelser i G 1 -fasen og G 1 /S-kontrolpunktet fører til ukontrolleret vækst af tumorer. I tilfælde, hvor forstyrrelser påvirker G 1 -fasen, sker dette hovedsageligt, fordi generne, der koder for regulatoriske proteiner af E2F-familien, opnår ubegrænset aktivitet og øger ekspressionen af G 1 /S-cyclingener, som et resultat af, at cellen ukontrolleret går ind i cellen cyklus [2] .
Nogle kræftlægemidler virker dog også på G 1 -fasen af cellecyklussen. I mange typer kræft , herunder brystkræft [5] og hudkræft [6] , kan tumorvækst forhindres ved at forhindre tumorceller i at gå ind i G 1 -fasen, hvilket forhindrer celledeling og spredning.
Noter
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lodish, Harvey, et al. Molekylær cellebiologi. 6. New York City: W. H. Freeman and Company, 2008. Tryk.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Morgan, David. Cellecyklussen: Principper for kontrol. London: New Science Press LTD, 2007. Udskriv.
- ↑ 1 2 3 Foster, David A., Paige Yellen, et al. Gener Cancer Gener Cancer. 1.11 (2010): 1124-1131. Web. 19 nov. 2012. doi=10.1177/1947601910392989.
- ↑ 1 2 3 Zetterberg, A., O. Larrsen og KG Wilman. "Nuværende mening i cellulær biologi." Aktuel mening i cellulær biologi. 7.6 (1995): 835-42. Print.
- ↑ Wali, Vikram B.; Bachawal, Sunitha V., Sylvester, Paul W. Kombineret behandling af γ-Tocotrienol med statiner inducerer mammatumorcellecyklusarrest i G1 // Eksperimentel biologi og medicin: tidsskrift. - 2009. - Juni ( bd. 234 , nr. 6 ). - S. 639-650 . - doi : 10.3181/0810-RM-300 .
- ↑ Ja, Yan; et alia. Atractylenolide II inducerer G1-cellecyklusstop og apoptose i B16-melanomceller (engelsk) // Journal of Ethnopharmacology : journal. - 2011. - Juni ( bd. 136 , nr. 1 ). - S. 279-282 . - doi : 10.1016/j.jep.2011.04.020 .
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|
| cellecyklus | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Faser |
| ||||||||||
| Regulatorer |
| ||||||||||