- Клітинний цикл
- Регулювання
- Опис фази G1
- Підфази G1
- Контрольні або "обмежувальні" точки
- КПП G1 / S
- Важливість
- Список літератури
Фази G1 є одним з етапів , що не мають інтерфейсу життєвого циклу клітини ділиться. Багато авторів називають це "фазою росту", оскільки під час нього відбувається найбільш значне зростання клітини.
Тому під час фази G1 відбуваються різні внутрішньоклітинні обмінні зміни, що готують клітину до поділу. У певний момент цієї фази, відомий у деяких текстах як "точка рестрикції", клітина бере участь у поділі і продовжує S-фазу синтезу.
Фази клітинного циклу (Джерело: Річард Уілер (Zephyris). Іспанські мітки від Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) через Wikimedia Commons)
Клітинний цикл
Клітинний цикл складається з впорядкованої послідовності подій, що відбуваються в клітині під час підготовки до її поділу. Він, як правило, визначається як процес, розділений на 4 етапи, за допомогою яких клітини:
- збільшення розмірів (фаза G1)
- копіюють їх ДНК і синтезують інші важливі молекули (фаза синтезу або S фаза)
- підготуватися до поділу (фаза G2) та
- поділ (М фаза або мітоз)
Відповідно до сказаного, клітинний цикл можна розділити на два великі «моменти»: інтерфейс та мітоз. Інтерфейс складається з фаз G1, S і G2, які містять усі процеси між одним мітотичним поділом та іншим, тому кажуть, що клітина проводить більшу частину свого життя в інтерфейсі.
Регулювання
Відповідно до "стимулюючих" чи "гальмівних" повідомлень, які клітина отримує під час інтерфейсу, вона може "вирішити", чи слід входити до клітинного циклу чи ділитися.
Ці "повідомлення" несуть деякі спеціалізовані білки, включаючи фактори росту, рецептори цих факторів росту, перетворювачі сигналів та ядерні регуляторні білки.
Крім того, клітини також мають контрольні точки або точки обмеження на різних фазах, що дозволяє їм забезпечити правильний прогрес клітинного циклу.
Багато хто з "нерепродуктивних" клітин постійно ділиться, саме тому, як кажуть, вони завжди перебувають в активному клітинному циклі.
Клітини, які не діляться або є спокійними клітинами, переходять з фази G1 у фазу, яку називають G0, протягом якої вони можуть залишатися життєздатними протягом багатьох місяців і навіть років (багато клітин людського організму знаходяться в цій фазі).
Кінцево диференційовані клітини не можуть залишити фазу G0 і вступити в клітинний цикл, як це відбувається, наприклад, з деякими нейронними клітинами.
Опис фази G1
Як було сказано, фазу G1 клітинного циклу можна вважати фазою росту, оскільки після поділу клітини її дочірні клітини вступають у цю фазу і починають синтезувати ферменти та поживні речовини, необхідні для подальшої реплікації ДНК та клітинний поділ.
Під час цієї фази також виробляється велика кількість білків і РНК-месенджера, і їх тривалість сильно змінюється, як правило, залежно від кількості поживних речовин, наявних у клітині.
Підфази G1
Фаза G1 може бути описана як така, що складається з чотирьох "підфаз": змагання (g1a), входу або вступу (g1b), прогресування (g1c) і складання (g1d).
Конкуренція стосується процесу, при якому клітина, що надходить до G1, поглинає поживні речовини та позаклітинні елементи через свою плазматичну мембрану. Запис або запис складається із запису цих «матеріалів», які сприяють зростанню клітинки.
Цей ріст відбувається під час підфази прогресування, яка закінчується, коли ці матеріали збираються для формування інших клітинних структур та завершення просування клітини у фазу G1 та до контрольної точки.
Контрольні або "обмежувальні" точки
Усі клітини мають регулятори, що дозволяють контролювати їх ріст. В кінці фази G1 є контрольна точка, яка забезпечує, щоб синтез білка відбувся належним чином, і вся клітинна ДНК «недоторкана» та «готова» до наступних фаз.
Спеціалізовані "засоби захисту", виявлені в цій контрольній точці, - це білки, відомі як циклінозалежні кінази або CDK, від циклінозалежних кіназ, білки, які також беруть участь у початку поділу ДНК під час фази S.
Циклінозалежні кінази - це білкові кінази, які характеризуються необхідністю окремої субодиниці (цикліну), яка забезпечує необхідні домени для активності ферментів.
Контрольні пункти клітинного циклу (Джерело: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), через Wikimedia Commons та модифіковано Raquel Parada)
Вони несуть відповідальність за додавання фосфатних груп до залишків серину та треоніну, розташованих у конкретних доменах їх цільових білків, змінюючи їх активність.
Вони виконують дуже важливі функції як у контролі поділу клітин, так і в модуляції транскрипції генів у відповідь на різні поза- та внутрішньоклітинні сигнали. Завдяки цим білкам не тільки фаза G1, але і фаза S і фаза G2 функціонують як "годинник" клітинного циклу.
КПП G1 / S
Контрольна точка на фазі G1 є однією з найважливіших, і саме там клітина «вирішує», чи виросла вона достатньо, і якщо харчові умови навколо неї та всередині неї є достатніми, щоб почати процес реплікації геном.
У цій фазі переходу фази беруть участь залежні від цикліну білкові кінази підсімейства 2 (Cdk2), які залежать від цикліну Е.
Як тільки клітина "перевищує" цю контрольну точку і переходить до наступної фази, активність Cdk1 знову "вимикається", знищуючи її частину цикліну, саме тому було показано, що ці білки неактивні до що в цитозолі є цикліни.
Важливість
Фаза G1 важлива не тільки для росту клітин і для підготовки підклітинних структур до поділу, але її контрольна точка є критичною з точки зору регулювання проліферації клітин.
"Дерегуляція" контролю проліферації є одним з головних рушіїв розвитку пухлини в різних типах тканин, оскільки багато контрольних точок клітинного циклу "обходять" під час пухлинного генезу.
Список літератури
- Касем, М. Л. (Ред.). (2016). Приклади з клітинної біології. Академічна преса.
- Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Енциклопедія Британіка. Отримано 5 квітня 2020 року з веб-сайту www.britannica.com/science/cell-cycle
- Harrison, MK, Adon, AM & Saavedra, HI Cdks фази G1 регулюють цикл центросом і опосередковують онкоген-залежне посилення центросом. Cell Div 6, 2 (2011). https://doi.org/10.1186/1747-1028-6-2
- Li, Y., Barbash, O., & Diehl, JA (2015). Регуляція клітинного циклу. В «Молекулярні основи раку» (с. 165-178). Тільки сховище вмісту !.
- Лодіш, Х., Берк, А., Кайзер, Каліфорнія, Крігер, М., Скотт, депутат, Бретчер, А.,… і Мацудайра, П. (2008). Молекулярна клітинна біологія. Макміллан.
- Малуалес, М. (2014). Циклінозалежні кінази. Біологія геному, 15 (6), 122.
- Макданіель, Джон. (2020 р., 6 квітня). Фаза G1: Що відбувається під час цієї фази клітинного циклу ?. sciaching.com. Отримано з https://sciencing.com/happens-during-g1-phase-8220720.html
- Tanase, C., Ogrezeanu, I., & Badiu, C. (2011). Молекулярна патологія аденоми гіпофіза. Ельзев'є.