Celoten celični cikel nadzoruje sistem kontrolnih točk. Kontrolna točka celičnega cikla uravnava kritične procese in fazne prehode, ki se pojavijo znotraj celičnega cikla.
Kaj je kontrolna točka celičnega cikla?
Celoten celični cikel nadzoruje nadzorni sistem. Kontrolna točka celičnega cikla uravnava kritične procese in fazne prehode, ki se pojavijo znotraj celičnega cikla. Zaporedje fizioloških dogodkov v celicah, ki imajo jedro, se imenuje celični cikel. To se zgodi kot cikel, ki se začne po eni delitvi celice in sproži naslednjo. Sestavljen je iz medfaze in mitoze. V tem procesu se matična celica razdeli na dve hčerinski celici, v katerih se spet začne medfaza. The gen tam prisotna aktivnost uravnava presnovo rastoče celice, medtem ko se v celičnem jedru razvije jedrce. Interfaza je daljša od obeh in se nato spremeni v mitozo. Spet je razdeljen na različne faze. To so faza G1, v kateri celica raste in se pripravi podvojitev kromosomov, faza S, v kateri kromosomi dvojno in fazo G2, v kateri celica nadaljuje rastejo in naslednja mitoza je pripravljena. Ves ta cikel nadzira molekularni nadzorni sistem. Tu se sprožijo in nadzorujejo celični dogodki, ki posredujejo zaustavitvene in nadaljevalne signale v obliki kontrolnih točk. Kontrolna točka tako analizira kritične procese in fazne prehode, ki potekajo v celičnem ciklu. Ti služijo zaščiti integritete genskega materiala in zagotavljanju, da celica ne degenerira. Na primer, kritičen postopek je lahko, kadar pride do metafaze do segregacije kromosomov. Metafaza predstavlja drugo fazo celične delitve, znano kot mitoza in mejoza. V metafazi se jedro in jedrna ovojnica regresirata. Med tem postopkom se oblikuje tipična struktura, imenovana monaster. kromosomi se v tej fazi med seboj bistveno razlikujejo.
Funkcija in naloga
Kontrolne točke celičnega cikla se vzpostavijo v dveh fazah. To sta interfaza s kontrolnima točkama G1 in G2 ter mitotična faza. V prvem času pride do povečane jedrske aktivnosti in s tem je povezano povečano tveganje za poškodbe DNA zaradi rakotvornih snovi, kakršne povzroča UV svetloba. To pa lahko vodi do malignih tumorjev. Različni toksini, droge, tu lahko tudi strupi in toksini v okolju povzročajo bolezni. V medfazi, specializirano beljakovin so zgrajeni tako, da preprečijo takšne napake, jih odkrijejo in preprečijo prehod celice na drugo fazo na kontrolni točki. Nato apoptozo povzroči celično smrt. Slikovito lahko govorimo o nadzorovanem samomoru celice, ki v nasprotju s smrtjo celice zaradi npr. Mehanske poškodbe sproži vnetno reakcijo in ne sprosti citoplazme. Na tej kontrolni točki se odloči, ali se bo celica razdelila ali ne. Večina celic v človeškem telesu je v stanju, da se celica ne deli več. Če na tej kontrolni točki ni nadaljnjega signala, je celica zapustila cikel in se ne deli več. Nato preklopi na fazo G0. Med nadzorom celičnega cikla potekajo mehanizmi molekularnega nadzora. V medfazi so to tvorbe beljakovin 53 in 21 ter BAX. Protein 53 je ključnega pomena pri nadzoru celovitosti DNA. Imenuje se tudi kot "varuh" genoma. V biološkem postopku, v katerem se genske informacije iz verige DNA prenesejo v RNA, protein deluje kot transkripcijski faktor, ki poveča regulacijo DNA, kadar je poškodovan in povzroči izražanje tumorskih supresorskih genov. Za celični ciklus vretenčarjev je prav tako bistven protein 21, tako imenovani inhibitor CDK, ki blokira celico pri faznih prehodih, da encimi za popravilo DNA dovolj časa, da na primer zavre rast rak celic ali popravili različne genetske napake. BAX pa je protein, ki deluje kot ko-faktor beljakovin 53. Nadzira apoptozo celice. Na drugi kontrolni točki celičnega cikla se v fazi mitoze v metafazi pojavi ločevanje kromosomov. To je vedno kritičen trenutek, ker na primer nepopolna segregacija vodi do somatskih numeričnih kromosomskih aberacij. Znano je, da ima človeška somatska celica 46 kromosomi.To stanje se imenuje evploidija. Ko nastane nepravilnost, se lahko kromosomi namnožijo. Potem govorimo o poliploidiji. Človeško življenje v teh pogojih ni mogoče. Ker število kromosomov spet ne ustreza haploidnemu nizu (n = 23), pride do pomanjkljive ločitve kromosomov ali sestrskih kromatid. S tem povezana bolezen je trisomija 21. V fazi mitoze pravilno distribucija kromosomov med materinsko in hčerinsko celico. Zato je faza mitoze vretena. To vključuje mehanizem za upravljanje vretena, ki temelji na dejstvu, da se kromosomi ne ločijo, dokler ni mikrotubulov pravilno pritrjen na kinetohore. Natančno zaporedje dogodkov med mitotsko fazo še ni natančno raziskano. Zdravniki domnevajo medsebojno delovanje beljakovin s kinetohorom in pritrjenimi mikrotubulami vretenastega aparata.
Bolezni in motnje
Če so kontrolne točke celičnega cikla motene, rak na primer lahko nastanejo celice. The rak celica nastane s pretvorbo normalne celice v nenormalno. V zdravih imunski sistem, celica je prepoznana in uničena. Če se to ne zgodi, nastane tumor. Če celica ostane na prvotnem mestu, se imenuje benigni tumor. To je mogoče odpraviti. Celice malignega tumorja pa lahko poškodujejo druge organe in celice, lahko motijo metabolizem in tvorijo metastaze. V nasprotju z običajnimi celicami se lahko rakave celice neskončno delijo in jih je zato tudi težko zdraviti.
