Cellcykelkontrollpunkt

Hela cellcykeln styrs av ett kontrollsystem. På ett Cellcykelkontrollpunkt kritiska processer och fasövergångar som sker inom en cellcykel regleras.

Vad är cellcykelns kontrollpunkt?

Sekvensen av fysiologiska händelser i celler som har en kärna kallas cellcykeln. Detta sker som en cykel som börjar efter en celldelning och initierar den nästa. Det består av gränssnitt och mitos. En modercell delas upp i två dotterceller där gränssnittet börjar. Genaktiviteten där reglerar den växande cellens metabolism, medan en nukleolus utvecklas i cellkärnan.

Gränssnittet är det längsta av de två och byter sedan till mitos. Det är åter uppdelat i olika faser. Dessa är G1-fasen där cellen växer och dubblering av kromosomer bereds, S-fasen i vilken kromosomerna fördubblas och G2-fasen där cellen fortsätter att växa och nästa mitos bereds.

Hela cykeln styrs av ett molekylärt kontrollsystem. Det är här cellhändelser utlöses och kontrolleras, som överför stopp- och ytterligare signaler i form av kontrollpunkter. Kritiska processer och fasövergångar som sker inom cellcykeln analyseras vid en kontrollpunkt. Dessa tjänar som skydd för det genetiska materialets integritet och säkerställer att cellen inte degenereras.

En kritisk process kan t.ex. B. vara när en separering av kromosomerna sker i metafaset. Metafaset representerar den andra fasen av celldelning, känd som mitos och meios. I metafaset försvinner kärnan och kärnhöljet. En typisk struktur bildas, en så kallad kloster. Kromosomerna skiljer sig avsevärt från varandra i denna fas.

Funktion & uppgift

Cellcykelkontrollpunkter ställs in i två faser. Dessa är gränssnittet med kontrollpunkterna G1 och G2 och mitosfasen. Under den första finns det ökad kärnaktivitet, vilket är förknippat med en ökad risk för DNA-skador från cancerformiga medel, till exempel orsakade av UV-ljus. Detta i sin tur kan leda till maligna tumörer.

Olika gifter, läkemedel, miljöförgiftningar och gifter kan också orsaka sjukdomar här. I intervallet byggs specialiserade proteiner upp som motverkar sådana defekter, upptäcker dem och vid kontrollpunkten förhindrar cellen att växla till en annan fas. Celldöd åstadkommes sedan av apoptos. Figurativt kan man tala om ett kontrollerat självmord av cellen, som jämfördes med cellens död av z. B. mekaniska skador utlöser en inflammatorisk reaktion och ingen cytoplasma släpps.

Vid denna kontrollpunkt avgörs om cellen ska delas eller inte. De flesta celler i människokroppen är i ett tillstånd som cellen inte längre delar sig. Så om det inte finns någon ytterligare signal vid denna kontrollpunkt har cellen lämnat cykeln och delar inte längre. Den ändras sedan till G0-fasen.

Molekylära kontrollmekanismer äger rum vid cellcykelstyrning. I intervallet är dessa bildning av proteiner 53 och 21 och BAX. Proteinet 53 är avgörande för kontrollen av DNA-integriteten. Han är också känd som "väktaren" av genomet. I en biologisk process där den genetiska informationen om en DNA-sträng överförs till RNA fungerar proteinet som en transkriptionsfaktor som uppreglerar DNA när det skadas och orsakar uttryck av tumörundertryckande gener.

Även viktigt för cellcykeln för ryggradsdjur är protein 21, en så kallad CDK-hämmare, som blockerar cellen vid fasövergångarna så att enzymerna för DNA-reparation har tillräckligt med tid för att till exempel undertrycka tillväxten av cancerceller eller orsaka olika genetiska defekter avhjälpa. BAX är i sin tur ett protein som fungerar som en kofaktor för protein 53. Den övervakar cellens apoptos.

Vid den andra cellcykelkontrollpunkten, i den mitotiska fasen, separeras kromosomerna i metafaset. Detta är alltid ett kritiskt ögonblick som t.ex. B. ofullständig separation leder till somatiska numeriska kromosomavvikelser.

Det är känt att människokroppen har 46 kromosomer. Detta tillstånd kallas euploidi. När en abnormitet bildas kan kromosomerna multiplicera. Sedan talar vi om polyploidi. Mänskligt liv är inte möjligt under dessa förhållanden. Om antalet kromosomer inte motsvarar haploiden uppsättning (n = 23), finns det en felaktig separation av kromosomerna eller systerkromatiderna. En sjukdom som följer med detta är trisomi 21.

I mitosfasen säkerställs korrekt distribution av kromosomerna mellan moder- och dotterceller. Följaktligen är den mitotiska fasen en spindelkontrollpunkt. Detta medför en spindelkontrollmekanism baserad på det faktum att kromosomerna endast separeras när mikrotubulorna är korrekt fästa till kinetokorema. Den exakta processen under mitosfasen har ännu inte undersökts exakt. Läkarna antar att proteinerna interagerar med kinetokoren och de vidhäftande mikrotubulorna i spindelapparaten.

Sjukdomar och sjukdomar

Om cellcykelkontrollpunkterna störs, z. B. bilda cancerceller. Cancercellen skapas genom att omvandla en normal cell till en onormal cell. I det friska immunförsvaret känns igen och förstörs en cell. Om detta inte händer bildas en tumör.

Om cellen förblir på sin ursprungliga plats kallas den en godartad tumör. Detta kan elimineras. Cellerna i en malig tumör kan i sin tur skada andra organ och celler, kan störa metabolismen och bilda metastaser. Till skillnad från normala celler kan cancerceller dela sig oändligt ofta och är därför svåra att behandla.