7.10: 細胞周期制御システム

The Cell Cycle Control System
JoVE Core
Anatomy and Physiology
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JoVE Core Anatomy and Physiology
The Cell Cycle Control System
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June 23, 2023

Overview

細胞周期の調節は、細胞が1つのフェーズから次のフェーズに進行し、有糸分裂を開始する方法を指示します。細胞周期制御システムには、細胞内調節分子と外部トリガーが含まれます。それらは「停止」または「前進」信号を提供し、チェックポイントと呼ばれる特定の細胞周期ステージで動作して、細胞が次のフェーズに進む前に特定のプロセスが完了していることを確認します。

サイクリンおよびサイクリン依存性キナーゼ(Cdks)は、細胞周期のG1、G2、およびM期で機能する主要な細胞周期調節因子です。G1チェックポイントのレギュレーターは、細胞サイズや成長因子など、DNA合成に適した条件が利用可能であることを確認します。セルがこれらの要件を満たさない場合、セルは S フェーズに入ることができません。細胞は、そのニーズが満たされるまで細胞周期を停止するか、G0段階に移動します。G2チェックポイントのレギュレーターは、複製されたDNAに損傷やエラーがないことを確認します。そうでなければ、DNA修復メカニズムが損傷を修復し、細胞が次の段階に進むことを可能にします。M期チェックポイントの調節因子は、姉妹染色分体が中期の赤道面の微小管に正しく整列し、付着していることを確認します。これにより、細胞は細胞分裂の後期段階に進み、同じ数の染色体を持つ2つの娘細胞を産生することができます。

細胞が上記のチェックポイントのいずれかに失敗し、有糸分裂を通じて進行し続けると、突然変異が蓄積され、最終的には制御不能な増殖または腫瘍形成につながる可能性があります。

このテキストはOpenstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 3.5: Section Title Cell Growth and Division から改変されています。

Transcript

細胞周期制御システムは、G1、G2、および有糸分裂期で細胞周期を停止する制御タンパク質を特徴としています。

これらは、前のステージがエラーなしで完了するまで、次のステージの開始を防ぐのに役立ちます。

さらに、サイクリン依存性プロテインキナーゼ(Cdks)と呼ばれるこれらの主要な調節タンパク質は、サイクリンと複合体を形成し、すべてのステージが調整され、適切なタイミングで行われるようにします。

G1チェックポイントでは、制御タンパク質は、細胞が臨界サイズに達しているかどうか、DNAにエラーがないこと、およびDNA合成のためにS期に入るのに十分な栄養素と成長因子が存在するかどうかを確認します。

セルが必要な信号を受信しない場合、セルは静止状態またはG0フェーズに切り替

わります。

それ以外の場合、DNAは複製され、細胞はG2チェックポイントに遭遇し、そこで調節タンパク質は有糸分裂に入る前にDNAのエラーをチェックします。

有糸分裂中、調節タンパク質が染色体が紡錘体に付着し、正確に整列していることを確認した後、細胞は分裂に進みます。

細胞周期のどの時点でも、制御タンパク質が修復不可能な損傷を検出すると、細胞死が発生します。

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