17.3: מערכת בקרת מחזור התא

מחזור התא הוא סדרה מאורגנת של אירועים המובילה את התא להתחלק לשני תאי בת, שכל אחד מהם מכיל כרומוזומים זהים לתא ההורה. זהו מחזור התא שמוביל להיווצרות אורגניזם שלם מזיגוטה חד-תאית. חוץ מזה, חלוקת התא מתפקדת גם בחידוש או תיקון של רקמות באיקריוטים רב-תאיים בוגרים. לדוגמה, במוח העצם, תאי הגזע מתחלקים ליצירת תאי דם חדשים. למרות שהוא חיוני למספר תפקודים, חלוקת התא בהיעדר מנגנון בקרה מובילה לסרטן ולמחלות גנטיות רבות.

כדי להבטיח ששכפול הדנ”א מתרחש כראוי וכל תא בת יורש את מספר הכרומוזומים הנכון, לתא יש מנגנוני מעקב המרכיבים את מערכת בקרת מחזור התא. ישנן לפחות שתי שיטות ידועות לבקרת מחזור התא. אחד התהליכים האלה כולל מפל של זרחון חלבוני שמעביר תא משלב אחד למשנהו. כמו כן, יש שורה של מחסומים העוקבים אחר השלמת אירועים חיוניים, ובמידת הצורך מעכבים את ההתקדמות לשלב הבא. בכל נקודת ביקורת, החלבונים המווסתים מונעים מהתחלת התא להיכנס לשלב הבא עד לתיקון השגיאות של השלב הקודם.

הצורה הראשונה של רגולציה כוללת משפחה מוסדרת מאוד של קינאזות. הפעלת קינאז דורשת אינטראקציה עם תת-יחידה שנייה המבוטאת בנקודות קבועות של מחזור התא. רכיב משני זה מכונה כ- “ציקלין” ספציפי לשלב המשלב עם שותפו “קינאז תלוי ציקלין” (CDK), ויוצר קומפלקס פעיל, שכל אחד מהם מציג ספציפיות מצע ייחודית. זרחן רגולטורי ו dephosphorylation לכוונן את הפונקציה של קומפלקסים cyclin-CDK, הבטחת התקדמות מוגדרת היטב.

הצורה השנייה של ויסות מחזור התא – בקרת נקודות ביקורת, היא יותר מנגנון מעקב. נקודות ביקורת במחזור התא מזהות פגמים באירועים מכריעים כגון שכפול DNA והפרדת כרומוזומים. לדוגמה, נזק לדנ”א מפעיל מפל איתות המפעיל מספר מעכבי מחזור תאים. מעכבים אלה קושרים חלבונים קריטיים במחזור התא כדי לעצור את המחזור עד לביטול הסיכון למוטציה.