7.10: System kontroli cyklu komórkowego

System regulacji cyklu komórkowego kieruje sposobem, w jaki komórka przechodzi z jednej fazy do drugiej i rozpoczyna mitozę. System kontroli cyklu komórkowego obejmuje wewnętrzne cząsteczki regulujące oraz zewnętrzne bodźce. Dostarczają one sygnały "stop" lub "do przodu" i działają w określonych etapach cyklu komórkowego określanych jako punkty kontrolne, aby zapewnić, że określony proces zostanie ukończony, zanim komórka przejdzie do następnej fazy.

Cikliny i kinazy zależne od ciklin (Cdki) są głównymi regulatorami cyklu komórkowego i działają na fazach G1, G2 i M cyklu komórkowego. Regulatorzy na punkcie kontrolnym G1 weryfikują, czy są dostępne odpowiednie warunki do syntezy DNA, takie jak rozmiar komórki i czynniki wzrostu. Jeśli komórka nie spełnia tych wymagań, jest powstrzymywana przed wejściem w fazę S. Komórka albo zatrzymuje cykl komórkowy, albo przechodzi do fazy G0, aż spełni swoje wymagania. Regulatorzy na punkcie kontrolnym G2 weryfikują, czy zreplikowane DNA jest wolne od uszkodzeń lub błędów; w przeciwnym razie mechanizm naprawy DNA naprawia uszkodzenia, a następnie pozwala komórce przejść do kolejnego etapu. Regulatorzy na punkcie kontrolnym fazy M zapewniają, że siostrzane chromatydy są prawidłowo ustawione i przyłączone do mikrotubul w płaszczyźnie równikowej metafazy. Pozwala to komórce przejść do fazy anafazy podziału komórki i wytworzyć dwie komórki potomne o równoległej liczbie chromosomów.

Jeśli komórka nie przechodzi przez którykolwiek z powyższych punktów kontrolnych i kontynuuje postępowanie przez mitozę, gromadzi mutacje, które mogą ostatecznie prowadzić do niekontrolowanego wzrostu lub powstania guza.

Ten tekst jest adaptacją z Openstax, Anatomy and Physiology 2e, Section 3.5: Section Title Cell Growth and Division

System kontroli cyklu komórkowego zawiera białka regulatorowe, które zatrzymują cykl komórkowy w fazach G1 , G2 i mitotycznych.

Pomagają one zapobiec rozpoczęciu kolejnego etapu, dopóki wcześniejsze etapy nie zostaną zakończone bez żadnych błędów.

Ponadto te kluczowe białka regulatorowe, zwane kinazami białkowymi zależnymi od cyklin lub Cdk, tworzą kompleksy z cyklinami i zapewniają, że wszystkie etapy są skoordynowane i prawidłowo zaplanowane.

W punkcie kontrolnym G1 białko regulatorowe sprawdza, czy komórka osiągnęła rozmiar krytyczny, czy DNA jest wolne od błędów i czy obecna jest wystarczająca ilość składników odżywczych i czynników wzrostu, aby wejść w fazę S w celu syntezy DNA.

Jeśli ogniwo nie otrzyma niezbędnego sygnału, przełącza się w stan spoczynku lub fazę G0.

W przeciwnym razie DNA ulega replikacji, a komórka napotyka punkt kontrolny G2, w którym białka regulatorowe sprawdzają błędy w DNA przed wejściem w mitozę.

Podczas mitozy, po tym, jak białko regulatorowe sprawdzi, czy chromosomy są przyłączone do wrzeciona i są dokładnie wyrównane, komórka przechodzi do podziału.

W dowolnym momencie cyklu komórkowego, jeśli białko regulatorowe wykryje nieodwracalne uszkodzenie, następuje śmierć komórki.