Células Coordenam Crescimento e Proliferação

O tamanho da célula é um fator crucial na maioria dos processos fundamentais, como o transporte de nutrientes.

Em uma célula anormalmente grande, os nutrientes precisam se mover por distâncias maiores para se espalhar por toda a célula. Como resultado, a difusão de nutrientes torna-se lenta, fazendo com que a célula morra de fome de nutrientes.

Portanto, uma célula saudável regula seu crescimento em pontos de verificação do ciclo celular - geralmente na transição de fase G1 / S ou na transição de fase G2 / M.

Esses pontos de verificação permitem que a célula monitore seu tamanho e regule o tempo de divisão celular, garantindo assim que as células-filhas tenham um tamanho consistente - um fenômeno chamado homeostase de tamanho.

Organismos unicelulares, como leveduras, são frequentemente usados como organismos modelo para estudar a homeostase do tamanho.

Uma célula de levedura em brotamento se divide assimetricamente, produzindo uma célula-mãe maior e uma célula-filha menor.

A célula-mãe maior cresce rapidamente até seu tamanho crítico e passa pelo ponto de verificação de tamanho na transição de fase G1 / S.

Em contraste, a célula-filha menor tem uma grande lacuna de tamanho para alcançar e, portanto, passa mais tempo crescendo na fase G1.

Na fase inicial do G1, os complexos de proteínas SBF e MBF, os fatores de transcrição promotores do ciclo celular, geralmente são ligados e inibidos por uma proteína repressora chamada Whi5, impedindo assim a transição do ciclo celular.

A reativação do ciclo celular depende de uma proteína sizer chamada Cln3, uma ciclina G1 cuja concentração aumenta proporcionalmente com o tamanho da célula.

Quando a célula atinge seu tamanho alvo, Cln3 atinge uma concentração crítica e forma um complexo com quinase-1 dependente de ciclina ou Cdk1, um ativador chave dos fatores promotores do ciclo celular.

O complexo Cln3-Cdk1 ativo então fosforila Whi5 em vários locais para liberar fatores de transcrição SBF e MBF ativos que desencadeiam genes de transição de fase G1 / S envolvidos em processos vitais, como iniciação de brotos e replicação de DNA.

A ativação desses eventos de transição permite que a célula passe pelo ponto de verificação de tamanho e prossiga por outros estágios do ciclo celular.