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Der Zellzyklus beinhaltet die Duplikation des intrazellulären Inhalts, gefolgt von der Teilung in zwei Tochterzellen.
Die Replikation des zellulären Inhalts, insbesondere der DNA, ist von entscheidender Bedeutung, und jeder Fehler während des Prozesses kann zu Erkrankungen wie Krebs führen.
Wie verhindern Zellen also Fehler bei der Teilung?
Das Zellzykluskontrollsystem verfügt über Regulatorproteine, die den Zyklus an verschiedenen Kontrollpunkten stoppen.
An jedem Kontrollpunkt verhindern die Regulatorproteine die Einleitung jedes Schritts, bis die früheren Stadien abgeschlossen sind und eventuelle Fehler korrigiert wurden.
Im Allgemeinen verfügt das Steuerungssystem über drei entscheidende Kontrollpunkte, die sich in den Phasen G1, G2 und M befinden.
Am G1-Checkpoint prüft das Regulatorprotein, ob die Zelle die kritische Größe erreicht hat und die DNA frei von Fehlern ist. Es wird auch überprüft, ob genügend Nährstoffe und Wachstumsfaktoren vorhanden sind, um mit der DNA-Synthese zu beginnen.
Wenn die Zelle zu diesem Zeitpunkt nicht das erforderliche Signal empfängt, wechselt sie in einen Ruhezustand, der als G0-Phase bezeichnet wird, bis alle Bedingungen erfüllt sind.
Die Zellen, die den G1-Checkpoint passieren, durchlaufen die Synthese oder S-Phase, in der die DNA repliziert wird.
Danach trifft die Zelle auf einen zweiten Checkpoint in der G2-Phase, wo die Regulatorproteine überprüfen, ob Fehler in der DNA vorhanden sind und ob die Zelle eine geeignete Größe hat, um in die Mitose- oder M-Phase zu gelangen.
Während der Mitose überprüft das Kontrollsystem, ob die Chromosomen an der Spindel befestigt und genau ausgerichtet sind, damit der Zyklus zur Zellteilung fortgesetzt wird. Stellt das Regulatorprotein zu irgendeinem Zeitpunkt irreparable Schäden fest, kommt es zum Zelltod. Eine Art von kritischen Regulatorproteinen sind die Cyclin-abhängigen Proteinkinasen (CDK). CDKs bilden Komplexe mit Cyclinen, und ihre Aktivität beeinflusst Proteine, die direkt am Zellwachstum und der DNA-Synthese beteiligt sind.
Der Zellzyklus ist eine organisierte Abfolge von Ereignissen, die dazu führt, dass sich eine Zelle in zwei Tochterzellen teilt, von denen jede identis…
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