G 1 faza - G1 phase

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

G jedna faza , szczelina 1 faza lub wzrostu 1 faza jest pierwszą z czterech fazach cyklu komórkowego , który odbywa się w eukariotycznej komórce podziału. W tej części interfazy komórka syntetyzuje mRNA i białka przygotowując się do kolejnych etapów prowadzących do mitozy. Faza G 1 kończy się, gdy komórka przechodzi do fazy S interfazy. Zajmuje 30-40 procent czasu trwania cyklu komórkowego.

Przegląd

G 1 w fazie wraz z fazy S i G 2 fazy obejmują długi okres wzrostu w cyklu komórkowego podziału komórki zwane międzyfaza , które odbywa się przed podziałem komórki w mitozę (faza M).

Podczas fazy G 1 komórka powiększa się i syntetyzuje mRNA i białko potrzebne do syntezy DNA . Gdy wymagane białka i wzrost są zakończone, komórka wchodzi w kolejną fazę cyklu komórkowego, fazę S. Czas trwania każdej fazy, w tym fazy G 1 , jest różny w wielu różnych typach komórek. W ludzkich komórkach somatycznych cykl komórkowy trwa około 18 godzin, a faza G 1 zajmuje około 1/3 tego czasu. Jednak w embrionach Xenopus, embrionach jeżowca i zarodkach Drosophila faza G 1 jest ledwo obecna i jest definiowana jako przerwa, jeśli taka istnieje, między końcem mitozy a fazą S.

Na fazę G 1 i inne podfazy cyklu komórkowego mogą wpływać ograniczające czynniki wzrostu, takie jak dostarczanie składników odżywczych, temperatura i miejsce do wzrostu. Do syntezy mRNA i białek muszą być obecne wystarczające nukleotydy i aminokwasy . Fizjologiczne temperatury są optymalne dla wzrostu komórek. U ludzi normalna fizjologiczna temperatura wynosi około 37 ° C (98,6 ° F).

Faza G 1 jest szczególnie ważna w cyklu komórkowym, ponieważ decyduje o tym, czy komórka zobowiązuje się do podziału, czy też do wyjścia z cyklu komórkowego. Jeśli komórka otrzyma sygnał, że pozostanie niepodzielna, zamiast przejść do fazy S, opuści fazę G 1 i przejdzie w stan spoczynku zwany fazą G 0 . Większość nieproliferujących komórek kręgowców wejdzie w fazę G 0 .

Rozporządzenie

W ramach cyklu komórkowego istnieje rygorystyczny zestaw przepisów zwanych systemem kontroli cyklu komórkowego, który kontroluje synchronizację i koordynację faz, aby zapewnić prawidłową kolejność zdarzeń. Biochemiczne wyzwalacze znane jako kinazy zależne od cyklin (Cdk) włączają cykle komórkowe w skorygowanym czasie i we właściwej kolejności, aby zapobiec jakimkolwiek błędom.

Istnieją trzy punkty kontrolne w cyklu komórkowym: punkt kontrolny G 1 / S lub punkt kontrolny Start w drożdżach; G 2 kontrolnego / M ; i punkt kontrolny wrzeciona .

Regulatory biochemiczne

Podczas G 1 fazie G 1 / s aktywności cykliny wyraźnie wzrasta przy końcu G 1 fazie.

Kompleksy cykliny, które są aktywne podczas innych faz cyklu komórkowego, są inaktywowane, aby zapobiec wystąpieniu jakichkolwiek zdarzeń cyklu komórkowego. Trzy sposoby zapobiegania aktywności Cdk znajdują G 1 Faza pRB wiązania się E2F czynników transkrypcyjnych rodzin obniżają ekspresję z genów S cykliny fazy; anafaza kompleks wspomagający (APC) jest aktywne, cykliny cele i rozkłada S i M (nie G 1 / S cyklin); a wysokie stężenie inhibitorów Cdk występuje podczas fazy G 1 .

Punkt ograniczenia

Punkt ograniczenia ( R ) w fazie G 1 różni się od punktu kontrolnego, ponieważ nie określa, czy warunki komórki są idealne, aby przejść do następnej fazy, ale zmienia przebieg komórki. Po tym, jak komórka kręgowca znajduje się w fazie G 1 przez około trzy godziny, komórka wchodzi w punkt ograniczenia, w którym podejmuje się decyzję, czy komórka przejdzie do przodu z fazą G 1, czy też przejdzie do nieaktywnej fazy G 0 .

Ten punkt również oddziela dwie połowy fazy G 1 ; fazy postmitotycznej i przedmitotycznej. Pomiędzy początkiem fazy G 1 (która jest również po wystąpieniu mitozy) a R, komórka jest znana jako znajdująca się w podfazie G 1 -pm lub fazie postmitotycznej. Po R i przed S, komórka jest znana jako będąca w G 1 -ps lub w przedziale fazowym przed S fazy G 1 .

Aby komórka mogła przejść przez G 1 -pm, musi występować duża ilość czynników wzrostu i stabilne tempo syntezy białka, w przeciwnym razie komórka przejdzie do fazy G 0 .

Badania sprzeczne

Niektórzy autorzy powiedzą, że punkt ograniczenia i punkt kontrolny G 1 / S to jedno i to samo, ale nowsze badania dowodzą, że istnieją dwa różne punkty w fazie G 1, które sprawdzają postęp komórki. Pierwszy punkt restrykcyjny jest zależny od czynnika wzrostu i określa, czy komórka przechodzi do fazy G 0 , podczas gdy drugi punkt kontrolny jest zależny od wartości odżywczych i określa, czy komórka przechodzi do fazy S.

Punkt kontrolny G 1 / S

Punkt kontrolny G 1 / S to punkt między fazą G 1 a fazą S, w którym komórka jest oczyszczana do przejścia do fazy S. Powody, dla których komórka nie przeszłaby do fazy S, to niewystarczający wzrost komórek, uszkodzenie DNA lub inne przygotowania nie zostały zakończone.

W punkcie kontrolnym G 1 / S utworzenie cykliny G 1 / S z Cdk w celu utworzenia kompleksu zobowiązuje komórkę do nowego cyklu podziału. Kompleksy te następnie aktywują kompleksy S-Cdk, które poruszają się wraz z replikacją DNA w fazie S. Jednocześnie aktywność kompleksu promującego anafazę (APC) znacznie spada, umożliwiając aktywację cyklin S i M.

Jeśli komórka nie może przejść do fazy S, wchodzi w uśpioną fazę G 0, w której nie ma wzrostu ani podziału komórkowego.

W raku

Wiele źródeł powiązało nieprawidłowości w fazie G 1 lub w punkcie kontrolnym G 1 / S z niekontrolowanym wzrostem guzów . W tych przypadkach, gdy faza G 1 jest dotknięta, dzieje się tak na ogół dlatego, że białka regulatorowe genów z rodziny E2F stały się niepohamowane i zwiększają ekspresję genu cykliny G 1 / S, co prowadzi do niekontrolowanego wejścia do cyklu komórkowego.

Jednak lekarstwo na niektóre formy raka leży również w fazie G 1 cyklu komórkowego. Wiele raków, w tym piersi i skórze nowotworach uniemożliwiono proliferacji powodując komórek nowotworowych, aby wprowadzić G 1 zatrzymanie cyklu komórkowego, zapobiegania podziału komórek i rozprzestrzenia.

Zobacz też

Bibliografia