7.11: Молекулярные факторы, влияющие на деление клеток

Несколько внешних и внутренних факторов влияют на инициацию и ингибирование деления клеток. Например, гибель близлежащих клеток или высвобождение гормона роста человека (hGH) способствует делению клеток. Напротив, недостаток гормона роста или скученность клеток могут препятствовать делению клеток.

Несколько белков функционируют как внутренние регуляторы, гарантируя, что каждая стадия клеточного цикла точно завершена перед переходом к следующей. Молекулы-регуляторы могут действовать непосредственно или влиять на активность или продукцию других регуляторных белков. Эти регуляторные молекулы либо способствуют переходу клетки к следующей фазе (положительная регуляция), либо останавливают цикл (негативная регуляция).

К молекулам-положительным регуляторам относятся циклины и циклин-зависимые киназы (Cdk), которые необходимы для прогрессирования клеточного цикла. В то время как уровень Cdks остается постоянным, уровни четырех циклинов (циклина D, E, A и B) колеблются в течение различных фаз клеточного цикла. После прочного связывания с Cdk циклин фосфорилируется для активации. Уровни циклина D повышаются в фазе G1, остаются высокими на протяжении всей фазы и снижаются в фазе M. Уровень циклина E достигает пика на стыке фаз G1-S, в то время как уровень циклина A высок во время фаз S и G2. По мере того, как клетка приближается к М-фазе, уровень циклина B повышается, что способствует делению клеток.

К отрицательным регуляторным молекулам относятся белок ретинобластомы (Rb), p53 и p21, которые останавливают клеточный цикл. Например, когда p53 обнаруживает повреждение ДНК, для коррекции повреждения подключаются ферменты репарации ДНК. Если ДНК остается невосстановленной, p53 инициирует апоптоз или гибель клеток и предотвращает поврежденную дупликацию хромосом. Повышенный уровень p53 в клетке также может запускать синтез p21. p21 связывается с комплексом Cdk/циклин и останавливает развитие цикла. Накопление p53 и p21 препятствует тому, чтобы клетки приступили к синтезу ДНК (S-фаза).

Этот текст частично адаптирован из Openstax, Anatomy and Physiology 2e, раздел 10.3: Контроль клеточного цикла