L'intero ciclo cellulare è controllato da un sistema di controllo. Nessuno Punto di controllo del ciclo cellulare i processi critici e le transizioni di fase che avvengono all'interno di un ciclo cellulare sono regolati.
Qual è il punto di controllo del ciclo cellulare?
La sequenza di eventi fisiologici nelle cellule che hanno un nucleo è chiamata ciclo cellulare. Questo avviene come un ciclo che inizia dopo una divisione cellulare e inizia la successiva. Consiste nell'interfase e mitosi. Una cellula madre si divide in due cellule figlie in cui inizia l'interfase. L'attività genica regola il metabolismo della cellula in crescita, mentre un nucleolo si sviluppa nel nucleo della cellula.
L'interfase è la più lunga delle due e quindi passa alla mitosi. È di nuovo suddiviso in diverse fasi. Sono la fase G1 in cui la cellula cresce e si prepara la duplicazione dei cromosomi, la fase S in cui i cromosomi si raddoppiano e la fase G2 in cui la cellula continua a crescere e si prepara la successiva mitosi.
L'intero ciclo è controllato da un sistema di controllo molecolare. È qui che vengono attivati e controllati gli eventi cellulari, che trasmettono segnali di arresto e ulteriori segnali sotto forma di punti di controllo. I processi critici e le transizioni di fase che avvengono all'interno del ciclo cellulare vengono analizzati in un punto di controllo. Questi servono come protezione per l'integrità del materiale genetico e assicurano che la cellula non degeneri.
Un processo critico può ad es. B. essere quando si verifica una separazione dei cromosomi nella metafase. La metafase rappresenta la seconda fase della divisione cellulare, nota come mitosi e meiosi. Nella metafase, il nucleolo e l'involucro nucleare si ritirano. Si forma una struttura tipica, un cosiddetto monastero. I cromosomi differiscono in modo significativo l'uno dall'altro in questa fase.
Funzione e compito
I punti di controllo del ciclo cellulare sono impostati in due fasi. Sono l'interfase con i punti di controllo G1 e G2 e la fase di mitosi. Durante il primo, c'è una maggiore attività di base, che è associata a un aumento del rischio di danni al DNA da agenti patogeni cancerosi, ad esempio causati dalla luce UV. Questo a sua volta può portare a tumori maligni.
Anche varie tossine, farmaci, veleni ambientali e tossine possono causare malattie qui. Nell'interfase si formano proteine specializzate che contrastano tali difetti, li rilevano e, al checkpoint, impediscono alla cellula di passare ad un'altra fase. La morte cellulare è quindi determinata dall'apoptosi. In senso figurato, si può parlare di un suicidio controllato della cellula, rispetto alla morte della cellula ad es. B. lesioni meccaniche innescano una reazione infiammatoria e il citoplasma non viene rilasciato.
A questo punto di controllo si decide se la cella deve essere divisa o meno. La maggior parte delle cellule del corpo umano si trova in uno stato in cui la cellula non si divide più. Quindi, se non c'è più segnale in questo punto di controllo, la cellula ha lasciato il ciclo e non si sta più dividendo. Quindi passa alla fase G0.
I meccanismi di controllo molecolare avvengono nel controllo del ciclo cellulare. Nell'interfase, queste sono la formazione delle proteine 53 e 21 e BAX. La proteina 53 è decisiva per il controllo dell'integrità del DNA. È anche conosciuto come il "guardiano" del genoma. In un processo biologico in cui l'informazione genetica di un filamento di DNA viene trasferita all'RNA, la proteina agisce come un fattore di trascrizione che sovraregola il DNA quando è danneggiato e provoca l'espressione di geni oncosoppressori.
La proteina 21 è anche essenziale per il ciclo cellulare dei vertebrati, un cosiddetto inibitore CDK, che blocca la cellula nelle transizioni di fase in modo che gli enzimi per la riparazione del DNA abbiano abbastanza tempo per, ad esempio, sopprimere la crescita delle cellule tumorali o causare vari difetti genetici rimedio. BAX, a sua volta, è una proteina che funge da cofattore per la proteina 53. Controlla l'apoptosi della cellula.
Al secondo checkpoint del ciclo cellulare, nella fase mitotica, i cromosomi vengono separati in metafase. Questo è sempre un momento critico come ad es. B. una separazione incompleta porta ad aberrazioni cromosomiche numeriche somatiche.
È noto che la cellula del corpo umano ha 46 cromosomi. Questa condizione è chiamata euploidia. Quando si forma un'anomalia, i cromosomi possono moltiplicarsi. Allora parliamo di poliploidia. La vita umana non è possibile in queste condizioni. Se il numero di cromosomi non corrisponde all'insieme aploide (n = 23), c'è una separazione errata dei cromosomi o dei cromatidi fratelli. Una malattia che accompagna questo è la trisomia 21.
Nella fase di mitosi viene assicurata la corretta distribuzione dei cromosomi tra cellule madri e figlie. Quindi, la fase mitotica è un punto di controllo del fuso. Ciò comporta un meccanismo di controllo del fuso basato sul fatto che i cromosomi non vengono separati fino a quando i microtubuli non sono correttamente attaccati ai cinetocori. L'esatto processo durante la fase di mitosi non è stato ancora studiato con precisione. I medici presumono che le proteine interagiscano con il cinetocore e i microtubuli aderenti dell'apparato del fuso.
Malattie e disturbi
Se i punti di controllo del ciclo cellulare sono disturbati, z. B. formano cellule cancerose. La cellula cancerosa viene creata trasformando una cellula normale in una anormale. Nel sistema immunitario sano, una cellula viene riconosciuta e distrutta. Se ciò non accade, si forma un tumore.
Se la cellula rimane nella sua posizione originale, si chiama tumore benigno. Questo può essere eliminato. Le cellule di un tumore maligno, a loro volta, sono in grado di danneggiare altri organi e cellule, possono interrompere il metabolismo e formare metastasi. A differenza delle cellule normali, le cellule tumorali possono dividersi infinitamente spesso e sono quindi difficili da trattare.
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