Celoten celični cikel nadzoruje nadzorni sistem. Na enem Kontrolna točka celičnega cikla kritični procesi in fazni prehodi, ki potekajo znotraj celičnega cikla, so urejeni.
Kaj je kontrolna točka celičnega cikla?
Zaporedje fizioloških dogodkov v celicah, ki imajo jedro, imenujemo celični cikel. To poteka kot cikel, ki se začne po eni delitvi celice in začne naslednjo. Sestavljen je iz interfaze in mitoze. Matična celica se deli na dve hčerinski celici, v katerih se začne interfaza. Tam genska aktivnost uravnava metabolizem rastoče celice, medtem ko se v celicnem jedru razvije nukleolus.
Interfaza je daljša od obeh in nato preide na mitozo. Spet je razdeljen na različne faze. To so faza G1, v kateri celica raste in je pripravljeno podvajanje kromosomov, S faza, v kateri se kromosomi podvojijo, in faza G2, v kateri celica še naprej raste in je pripravljena naslednja mitoza.
Ta celoten cikel nadzoruje molekularni nadzorni sistem. Tu se sprožijo in nadzirajo celični dogodki, ki v obliki kontrolnih točk prenašajo zaustavitev in nadaljnje signale. Kritični procesi in fazni prehodi, ki potekajo znotraj celičnega cikla, se analizirajo na kontrolni točki. Te služijo kot zaščita za celovitost genskega materiala in zagotavljajo, da se celica ne degenerira.
Kritičen postopek lahko npr. B. biti, ko se v metafazi pojavi ločitev kromosomov. Metafaza predstavlja drugo fazo celične delitve, znano kot mitoza in mejoza. V metafazi nukleolus in jedrska ovojnica odstopata. Nastane tipična struktura, tako imenovani samostan. V tej fazi se kromosomi med seboj bistveno razlikujejo.
Funkcija in naloga
Kontrolne točke celičnega cikla so postavljene v dveh fazah. To sta interfaza s kontrolnima točkama G1 in G2 ter faza mitoze. Med prvim je povečana aktivnost jedra, kar je povezano s povečanim tveganjem poškodbe DNK zaradi rakavih povzročiteljev, na primer zaradi UV svetlobe. To pa lahko privede do malignih tumorjev.
Tu lahko povzročijo tudi različni toksini, zdravila, okoljski strupi in strupi. V interfazi so vgrajeni specializirani proteini, ki preprečijo takšne okvare, jih odkrijejo in na kontrolni točki preprečijo prehodu celice v drugo fazo. Celično smrt nato povzroči apoptoza. Figurativno lahko govorimo o kontroliranem samomoru celice, ki je v primerjavi s smrtjo celice z. B. mehanske poškodbe sprožijo vnetno reakcijo in citoplazma se ne sprosti.
Na tej kontrolni točki se odloči, ali je treba celico deliti ali ne. Večina celic v človeškem telesu je v stanju, ki ga celica ne deli več. Če na tej kontrolni točki ni nadaljnjega signala, je celica zapustila cikel in se ne deli več. Nato se spremeni v fazo G0.
Molekularni mehanizmi nadzora delujejo pri nadzoru celičnega cikla. V interfazi gre za tvorbo beljakovin 53 in 21 ter BAX. Protein 53 je odločilen za nadzor celovitosti DNK. Znan je tudi kot "varuh" genoma. V biološkem procesu, pri katerem se genetska informacija verige DNA prenese v RNK, protein deluje kot transkripcijski faktor, ki ugulira DNK, ko je poškodovan in povzroči izražanje tumorskih supresorskih genov.
Za celični cikel vretenčarjev je pomemben tudi protein 21, tako imenovani zaviralec CDK, ki blokira celico pri faznih prehodih, tako da imajo encimi za obnovo DNK dovolj časa, da na primer zatirajo rast rakavih celic ali povzročijo različne genetske okvare zdravilo. BAX pa je protein, ki deluje kot kofaktor beljakovin 53. Spremlja apoptozo celice.
Na drugi kontrolni točki celičnega cikla se v mitotični fazi kromosomi ločijo v metafazi. To je vedno kritičen trenutek kot npr. B. nepopolna ločitev vodi do somatskih numeričnih aberacij kromosomov.
Znano je, da ima celica človeškega telesa 46 kromosomov. To stanje imenujemo evploidija. Ko nastane nepravilnost, se lahko kromosomi množijo. Nato govorimo o poliploidiji. Človeško življenje v teh pogojih ni mogoče. Če število kromosomov ne ustreza haploidnemu nizu (n = 23), pride do napačnega ločevanja kromosomov ali sestrskih kromatid. Ena bolezen, ki gre skupaj s tem, je trisomija 21.
V fazi mitoze je zagotovljena pravilna porazdelitev kromosomov med matičnimi in hčerinskimi celicami. Torej je mitotska faza kontrolna točka vretena. To pomeni mehanizem za nadzor vretena, ki temelji na dejstvu, da kromosomi niso ločeni, dokler mikrotubule niso pravilno pritrjene na kinetohore. Natančen postopek med fazo mitoze še ni natančno raziskan. Zdravniki domnevajo, da beljakovine medsebojno delujejo s kinetohorom in oprijemljivimi mikrotubuli vretenastega aparata.
Bolezni in bolezni
Če so kontrolne točke celičnega cikla motene, z. B. tvorijo rakave celice. Rakasta celica nastane s pretvorbo normalne celice v nenormalno. V zdravem imunskem sistemu se celica prepozna in uniči. Če se to ne zgodi, nastane tumor.
Če celica ostane na prvotni lokaciji, jo imenujemo benigni tumor. To je mogoče odpraviti. Celice malignega tumorja pa lahko poškodujejo druge organe in celice, lahko motijo metabolizem in tvorijo metastaze. V nasprotju z običajnimi celicami se lahko rakave celice delijo neskončno pogosto, zato jih je težko zdraviti.
