Wprowadzenie do cyklu komórkowego.







initAd();



































  Biochemia
  Biotechnologia
  Fizjologia
  Genetyka
  Medycyna
  Mikrobiologia
  Inne








   Biologii komórki
   Biologii molekularnej
   Medycyny molekularnej
   Histologii
   Botaniki
  
Leksykon medyczny
   Testy








   Botanika
   Budowa komórki
   Ewolucja
   Genetyka
   Medycyna
   Terminologia
   Zoologia








   A 
   B 
   C 
   D 
   E 
   F 
   G
   H 
   I 
   J 
   K 
   L 
   Ł 
   M
   N 
   O 
   P 
   R 
   S 
   Ś 
   T
   U 
   W 
   Z 
   Ż 
  Cała lista 








   Apoptoza
   PDB
   Biochemia
   Biotechnologia
   Czasopisma
   Książki
   Uczelnie
   Uniwersytety
   Zdjęcia

















 O nas
           Tu jesteś:  
Biologia.pl < Kurs medycyny molekularnej


















Wprowadzenie do cyklu komórkowego.




Nasz kurs zaczniemy od wstępnej rozmowy o mechanizmach molekularnych cyklu
komórkowego...

Życie dzielącej się komórki można podzielić na powtarzające się okresy.
Każdy taki okres to jeden cykl komórkowy.

Przez kilkadziesiąt lat naukowcy, którzy oglądali komórki somatyczne pod
mikroskopem świetlnym, zwracali uwagę przede wszystkim na sam podział
komórki, czyli mitozę, a nie na interfazę, czyli okres pomiędzy podziałami.
Mitoza jest bardzo efektownym i widowiskowym zjawiskiem,
za to w interfazie
pozornie nic się nie dzieje. Ale tylko pod względem morfologicznym. Pod
względem molekularnym interfaza jest o wiele bardziej skomplikowana niż
mitoza, no i bez procesów biochemicznych zachodzących w interfazie podział
komórki byłby niemożliwy...

W 1951 roku Howard i Pelc udowodnili, ze komórki kopiują DNA podczas
określonej części interfazy. W ten sposób interfaza została wstępnie
podzielona na trzy części: fazę S , w której komórka replikuje DNA; fazę G1 , która oddziela koniec poprzedniej mitozy od fazy S; oraz fazę G2 , która oddziela fazę S od początku następnej mitozy. Taki wstępny podział okazał
się jak najbardziej prawidłowy pod względem molekularnym: obecnie także
interfazę dzieli się na fazę G1, fazę S i fazę G2. Każda z tych
faz wygląda inaczej pod względem molekularnym.







Komórki, które się nie dzielą, wycofują się z fazy G1 albo G2 do fazy G0 .
Decyzja o wejściu w fazę G0 najczęściej nie jest nieodwracalna - większość
komórek może wyjść z fazy G0 i skończyć podział np. pod wpływem pobudzania
czynnikami wzrostowymi .

Przechodzenie z jednej fazy cyklu do drugiej jest regulowane przez
specjalne punkty kontrolne, które sprawdzają, czy cykl komórkowy przebiega
prawidłowo. Nieprawidłowe działanie punktów kontrolnych może prowadzić do
przyspieszonych podziałów komórek, które w tej sytuacji mogą łatwiej
zmienić się w komórki nowotworowe, bo - ogólnie mówiąc - stają się niestabilne genetycznie.

Zajmijmy się młodą, zdrową, ludzką komórką, która ma materiał genetyczny w
idealnym stanie i nie brakuje jej ani czynników wzrostowych, ani tlenu, ani
substancji odżywczych. Taka komórka najprawdopodobniej będzie chciała się
podzielić. Ale najpierw musi przejść przez fazę G1, pokonać punkt kontrolny
na granicy faz G1 i S, skopiować swój DNA, wejść w fazę G2 i przejść przez
punkt kontrolny pomiędzy fazami G2 i M . W tych wszystkich przemianach -
oraz podczas samej mitozy - potrzebne są trzy główne grupy białek: cykliny,
kinazy cyklinozależne (cdk) i inhibitory kinaz cyklinozależnych.

Cykliny to białka, których stężenie w komórce zmienia się w zależności od
fazy cyklu komórkowego. Na przykład czynniki wzrostowe zwiększają produkcję
cyklin w komórkach i miedzy innymi w ten sposób stymulują podziały komórek.

Kinazy cyklinozależne najczęściej są w komórce przez cały czas, ale w
nieaktywnej postaci - żeby zacząć działać, musza połączyć się ze swoimi
cyklinami. W ten sposób komórka wstępnie kontroluje cykl komórkowy,
włączając produkcję odpowiednich cyklin w wybranym momencie cyklu - na
przykład cykliny D są wytwarzane na początku fazy G1, cykliny E - pod
koniec fazy G1, a cykliny A kontrolują przechodzenie komórki przez fazę S.
W komórkach człowieka istnieją różne rodzaje kinaz cyklinozależnych, które
łączą się ze swoimi cyklinami, np. w fazie G1 kinazy cdk4 i cdk6 łączą się
z cyklinami D, a podczas mitozy cykliny B łączą się z kinazami cdc2. W
prostszych komórkach eukariotycznych (np. u drożdży) jest tylko jeden
rodzaj kinazy cyklinozależnej, który odpowiada na zmieniające się stężenia
cyklin podczas przechodzenia przez cykl komórkowy.

Niektóre zróżnicowane komórki też wytwarzają specjalne cykliny - na
przykład nie dzielące się komórki nerwowe produkują nietypową cyklinę,
białko p35, które łączy się z kinazą Cdk5. Całkowite uruchomienie kinaz
cyklinozależnych wymaga obecności kinazy CAK (cdk-activating kinase) -
białka, które również składa się ze specjalnej kinazy cyklinozależnej
(cdk7) i specjalnej cykliny (cykliny H).

Działanie kinaz cyklinozależnych jest dodatkowo kontrolowane przez różne
kinazy i fosfatazy, które przyłączają grupy fosforanowe do cdk albo je
odłączają, oraz przez inhibitory kinaz cyklinozależnych - białka, które
wyłączają aktywne cząsteczki cdk.





Można sobie wyobrazić, że cykl komórkowy może zostać zatrzymany na kilka
sposobów: przez zmniejszenie produkcji cyklin, przez zmianę sposobu
fosforylacji cząsteczek cdk, przez zwiększenie produkcji inhibitorów kinaz
cyklinozależnych... I komórka rzeczywiście wykorzystuje te wszystkie
sposoby. Porozmawiamy o nich w kolejnych odcinkach kursu.

Dodatkowe mechanizmy molekularne nie pozwalają komórkom cofać cyklu
komórkowego. Takie mechanizmy często polegają na niszczeniu białek
potrzebnych we wcześniejszych fazach cyklu - komórki w fazie S nie
zawierają niektórych białek potrzebnych w fazie G1 i dlatego nie mogą się
cofnąć do fazy G1 Przynajmniej teoretycznie.

Krótko mówiąc: niektóre molekularne szlaki sygnałowe pobudzają komórkę do
przechodzenia przez cykl komórkowy i podziałów; inne działają
przeciwstawnie. To, czy komórka będzie się dzielić, czy zatrzyma się w
którymś momencie cyklu, zależy od tego, która grupa sygnałów ma przewagę...

W następnym odcinku zajmiemy się przechodzeniem komórki przez fazę G1
cyklu komórkowego, również z medycznego punktu widzenia: uszkodzenie białek
fazy G1 może na różne sposoby prowadzić do powstania komórki nowotworowej.


Następny


Opracowanie i redakcja: Grzegorz Nalepa.

















CZWARTEK13 września 2001



Sponsor serwisu:











Jak szukać?
 
Znajdź






Zobacz także:




Leksykon medyczny



Kurs histologii






Wiedza i Życie 





Świat Nauki 





dlaczego.pl 





gimnazjum.pl 





liceum.pl 






mapaPolski.pl 






pilot.pl 
















Serwis nominowany do 'Złotej witryny' konkursu Webfestival 2001.

standard HTML 4.0Copyright © 1996 - 2001Prószyński i S-ka SAemail: [e-mail]