Cellecyklussen er den periode, hvor en celle eksisterer fra det øjeblik den dannes ved deling af modercellen til dens egen deling eller død.
Længden af cellecyklussen varierer fra celle til celle. Hurtigt multiplicerende celler fra voksne organismer, såsom hæmatopoietiske eller basale celler i epidermis og tyndtarmen , kan komme ind i cellecyklussen hver 12.-36. time. Korte cellecyklusser (ca. 30 minutter) observeres under hurtig knusning af æg fra pighuder , padder og andre dyr. Under eksperimentelle forhold har mange cellekulturlinjer en kort cellecyklus (ca. 20 timer) . I de fleste aktivt delende celler er perioden mellem mitoserne cirka 10-24 timer.
Den eukaryote cellecyklus består af to perioder:
Beskrivelsen af celledeling er baseret på data fra lysmikroskopi i kombination med mikrofilm og på resultater af lys- og elektronmikroskopi af fikserede og farvede celler.
Den regelmæssige sekvens af skiftende perioder i cellecyklussen udføres under interaktionen af proteiner såsom cyclin-afhængige kinaser og cycliner . Celler i G 0 - fasen kan gå ind i cellecyklussen , når de udsættes for vækstfaktorer . Forskellige vækstfaktorer, såsom blodplade- , epidermale og nervevækstfaktorer , udløser ved at binde til deres receptorer en intracellulær signaleringskaskade, hvilket i sidste ende fører til transskription af gener for cycliner og cyclinafhængige kinaser . Cyclin-afhængige kinaser bliver kun aktive, når de interagerer med de tilsvarende cycliner . Indholdet af forskellige cykliner i cellen ændrer sig gennem hele cellecyklussen. Cyclin er en regulatorisk komponent i det cyclin-cyclin-afhængige kinasekompleks. Kinase er den katalytiske komponent i dette kompleks. Kinaser er ikke aktive uden cycliner . Forskellige cycliner syntetiseres på forskellige stadier af cellecyklussen . Således når indholdet af cyclin B i frøoocytter sit maksimum ved mitosetidspunktet , når hele kaskaden af phosphoryleringsreaktioner katalyseret af det cyclin B/cyclinafhængige kinasekompleks udløses. Ved slutningen af mitosen nedbrydes cyclin hurtigt af proteinaser.
For at bestemme afslutningen af hver fase af cellecyklussen er det nødvendigt at have kontrolpunkter i den. Hvis cellen "passerer" kontrolpunktet, så fortsætter den med at "bevæge sig" gennem cellecyklussen. Hvis nogle omstændigheder, såsom DNA-skade, forhindrer cellen i at passere gennem et kontrolpunkt, hvilket kan sammenlignes med en slags kontrolpunkt, så stopper cellen, og en anden fase af cellecyklussen indtræffer ikke, i det mindste indtil forhindringer, der forhindrede buret fra at passere gennem checkpointet blev fjernet. Der er mindst fire cellecykluskontrolpunkter: et kontrolpunkt i G1, hvor DNA-integriteten kontrolleres, før det går ind i S-fase, et kontrolpunkt i S-fasen, hvor DNA-replikation kontrolleres for korrekthed af DNA-replikation, et kontrolpunkt i G2, hvor mistede skader kontrolleres når de passerer tidligere kontrolpunkter, eller opnås på efterfølgende stadier af cellecyklussen. I G2-fasen detekteres fuldstændigheden af DNA-replikationen, og celler, hvori DNA er underreplikeret, går ikke ind i mitose. Ved spindelsamlingens kontrolpunkt kontrolleres det, at alle kinetochorer er fastgjort til mikrotubuli .
Dysregulering af cellecyklussen er årsagen til de fleste solide tumorer . I cellecyklussen, som allerede nævnt, er passage af kontrolpunkter kun mulig, hvis de foregående trin er afsluttet normalt, og der ikke er nogen sammenbrud. Tumorceller er karakteriseret ved ændringer i komponenterne i cellecyklussens kontrolpunkter. Når cellecykluskontrolpunkter inaktiveres, observeres dysfunktion af adskillige tumorsuppressorer og proto-onkogener, især p53 , pRb , Myc og Ras . p53-proteinet er en af de transkriptionsfaktorer, der initierer syntesen af p21 -proteinet , som er en hæmmer af CDK-cyclinkomplekset, hvilket fører til cellecyklusstop i G1- og G2-perioderne. En celle, hvis DNA er beskadiget, går således ikke ind i S-fasen. Med mutationer, der fører til tab af p53-proteingener, eller med deres ændringer, forekommer cellecyklusblokade ikke, celler går ind i mitose, hvilket fører til fremkomsten af mutante celler, hvoraf de fleste ikke er levedygtige, mens andre giver anledning til maligne celler.
| cellecyklus | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Faser |
| ||||||||||
| Regulatorer |
| ||||||||||