17.3: نظام التحكم في دورة الخلية

دورة الخلية عبارة عن مجموعة منظمة من الأحداث التي تقود الخلية إلى الانقسام إلى خليتين ابنتيتين ، تحتوي كل منهما على كروموسومات متطابقة مع الخلية الأم. إنها دورة الخلية التي تؤدي إلى تكوين كائن حي كامل من زيجوت أحادي الخلية. إلى جانب ذلك ، يعمل انقسام الخلايا أيضا في تجديد أو إصلاح الأنسجة في حقيقيات النوى متعددة الخلايا البالغة. على سبيل المثال ، في نخاع العظام ، تنقسم الخلايا الجذعية لتشكيل خلايا دم جديدة. على الرغم من أنه ضروري للعديد من الوظائف ، إلا أن انقسام الخلايا في حالة عدم وجود آلية تحكم يؤدي إلى الإصابة بالسرطان والعديد من الأمراض الوراثية.

لضمان حدوث نسخ الحمض النووي بشكل صحيح ووراثة كل خلية ابنة العدد الصحيح من الكروموسومات ، تمتلك الخلية آليات مراقبة تشكل نظام التحكم في دورة الخلية. هناك طريقتان معروفتان على الأقل للتحكم في دورة الخلية. تتضمن إحدى هذه العمليات سلسلة من فسفرات البروتين التي تنقل الخلية من مرحلة إلى أخرى. أيضا ، هناك سلسلة من نقاط التفتيش التي تراقب الانتهاء من الأحداث الأساسية ، وإذا لزم الأمر ، تؤخر التقدم إلى المرحلة التالية. عند كل نقطة تفتيش ، تمنع بروتينات المنظم بدء الخلية من دخول المرحلة التالية حتى يتم تصحيح أخطاء المرحلة السابقة.

الشكل الأول من التنظيم عائلة شديدة التنظيم من الكينازات. يتطلب تنشيط Kinase التفاعل مع وحدة فرعية ثانية معبرا عنها في نقاط ثابتة من دورة الخلية. يطلق على هذا المكون الثانوي اسم “cyclin” الخاص بالطور الذي يتحد مع شريكه “كيناز المعتمد على cyclin” (CDK) ، ويشكل مركبا نشطا ، كل منها يظهر خصوصية ركيزة مميزة. تعمل الفسفرة التنظيمية وإزالة الفسفرة على ضبط وظيفة مجمعات cyclin-CDK ، مما يضمن تقدما محددا جيدا.

الشكل الثاني لتنظيم دورة الخلية – التحكم في نقاط التفتيش ، هو أكثر من آلية مراقبة. تحدد نقاط تفتيش دورة الخلية العيوب في الأحداث الحاسمة مثل تكرار الحمض النووي وفصل الكروموسومات. على سبيل المثال ، يؤدي تلف الحمض النووي إلى سلسلة إشارات تنشط العديد من مثبطات دورة الخلية. تربط هذه المثبطات بروتينات دورة الخلية الحرجة لإيقاف الدورة حتى يتم القضاء على خطر الطفرة.