Podział kom ze wzgl na potencjał replikacyjny:
- mitotyczne - labilne - dzielące się - wymienne: dzielą się aktywnie przez ccały okres życia zastępując utraconee komórki, zdolne do regeneracji; kom.naskórka, nabłonka przewodu pokarmowego, nabłonka dróg moczowych, komórki układu krwiotwórczego, 1,5% składu komórkowego danej tkanki przez okres całego życia; macierzyste szpiku kostnego, komórki kanalików nasiennych jądra

- względnie mitotyczne - stabilne - niska aktywność mitotyczna, zatrzyamne w G0, podział możliwy po aktywacji, zdolne do regeneracji, hepatocyty, kom kanalików nerkowych, kom miąższowe gruczołów, kom mezenchymalne (m.gładkich,chrząstka,osteoblasty), komórki śródbłonków naczyniowych, fibroblasty

- postmitotyczne - permamentne - nie dzielące się, stałe - niezdolne do podziału, regeneracji, do wejścia do cyklu komórkowego, ich utrata ma charakter nieodwracalny; kom mięśnia sercowego, nerwowe, włókna mięśni szkieletowych; są zastępowane przez tkankę bliznowatą w przypadku nieodwracalnych uszkodzeń i utraty tych komórek, która nie jest zdolna do pełnienia ich funkcji, są zdolne do fuzji z komórkami macierzystymi szpiku kostnego - możliwość odnowy - przy zranieniu, nowotwory

Cykl komórkowy

Interfaza - międzypodziałowa - synteza białek, przewodzenie impulsów, ruchy itp
Faza G1 - synteza białek, węglowodanów, tłuszczy charakterystycznych dla danego typu kom, nie następuje synteza i podwojenie DNA, wszystkie białka potrzebne do tego są przygotowane
Faza S - synteza i replikacja DNA - podwojenie 2C do 4C, replikacja pod ścisłą kontrolągenetyczną, DNA modyfikowane strukturalnie aby ponowna replikacja odcinka nie była możliwa
replikon - podstawowa jedn replikacyjna chromosomów
replikacja chromosowego DNA - 3 poziomy organizacyjne:
1. replikon - pojedynczy - element grupy replikonów, ułożonych koniec do końca wzdłuż podwójnej nici DNA
2. grupa replikonów - zbiory tandemowych replikonów replikujących DNA niemal równocześnie
3. rodzina replikonów - wiele wbiorów, które replikują DNA chromosomowy w tym samym czasie trwania fazy S
Faza G2 - przygotowuje kom do podziału, synteza białek związanych z regulowaniem procesu podziałowego, sprawdzenie czy il DNA prawidlowo podwojona, komórka rośnie wraz z organellami
Faza G0 - jeżeli kom nie podejmie syntezy białek regulujących fazę S w G1, czas G1 przedłużony, cykl kom zatrzymany, kom przeprowadzają wszystkie reakcje metaboliczne, nie mogą się dzielić, podlegają specjalizacji, charakteryzują się wówczas obniżonym tempem metabolizmu, mniejszą aktywnością transkrypcyjną.

Regulatory
MPF - czynnik inicjujący mitozę, główny składnik - cyklina B (degradowana przez proteosomy z udziałem ubikwintyny)
cyklina B: podjednostki:
- kinaza - zdolna do fosforylacji odp.stubstratu w cytoplazmie - cyklinozależna kinaza białkowa Cdk
- podj.regulatorowa - synteza i degradacja odpowiada fazom cyklu kom

kinazy białkowe - fosfotransferazy - regulują cykl kom, przenoszą reszty fosforanowe z wysokoen.związków na substraty, zawsze obecne w cytoplazmie, cykliczna aktywność, katalizują fosforylację białek inicjujących i kontrolujących syntezę DNA - w efekcie - aktywność podziałową komórek
podj.regulatorowe - regulują aktywność kinaz, synteza - G1, apogeum - wczesna profaza M, koniec - anafaza, duże stęż w profazie -> uaktywnia kinazę cyklin B Cdk-B -> fosforylacja całego zespolu białek odp.za kondensację chromosomów, rozpad osłonki jądrowej, formowanie wrzeciona

5 typów kinaz: Cdk1-5 zależnych od cyklin ABCDE, regulujących różne fazy cyklu kom.

kom wychodzi z G0 -> uaktywniona Cdk2 zależna od cykliny D CdkD -> fosforylacja substratów regulujących enzymy odp za syntezę białek, aktywujących nukleotydowe prekursory potrzebne do replikacji;
prawie równocześnie z Cdk2-D: Cdk4-D i Cdk5-D -> pozostają przez całą G1, degradacja na początku S; w fazie G1 również: Cdk2-E, stęż narasta do końca G1 i początku S, potem zanika

degradacja czterech cyklin -> przełom G1-S -> Cdk2-A - podczas całej S, degradacja z zakończeniem S
G2 - na początku - synteza cykliny B - Cdk-2B, najwięcej na przełomie G2iM, po uruchomieniu mitozy degradacja

Geny regulowane przez kinazy cyklinozależne:
- wczesnej odpowiedzi - kodują czynniki transkrypcyjne, których zadaniem jest regulacja transkrypcji innych genów
- późnej odpowiedzi - kodują białka katalizujące ogólne procesy metaboliczne kom, w tym białka cyklu

Błędy
w fazie G1 - naprawcze białko ps 53 -> wykrywa błąd, przyłącza się do jednego z odc.DNA -> jako czynnik transkrypcyjny zatrzymuje kom w G1 -> inicjuje transkrypcję inhibitorów cyklin D: Cdk4 Cdk6 (skład: białka p21, p27, p57 i specyficzne inhibitory z rodz.białek p15 i p16) -> zatrzymanie kom w G1 -> enzymy naprawcze naprawiają -> usunięcie uszkodzenia -> p53 odczepione od cząstDNA, zdegradowane, brak p53 zablokowanie inhibitora cyklin -> przywrócona synteza cyklin -> dalszy ciąg cyklu

Punkty kontrolne G1 G2
G1 - pozwala sprawdzić, czy otoczenie sprzyja podziałom i DNa kom nie jest uszkodzony przed wejściem w S, kom może opóźnić przejście przez G1, wejść w G0
G2 - zapewnia, że kom ma nieuszkodzony DNA, replikacja DNA zostanie zakończona, zanim kom rozpocznie mitozę

Mitoza - podział j.kom - kariokineza -> podział cytoplazmy - cytokineza; główne zad.: zwiększenie liczby kom, przy równomiernym rozdziale mat.gen., możliwym dzięki specyficznej i przejściowej kondensacji chromatyny, proces ciągły;
- 5 faz: profaza prometafaza metafaza anafaza telofaza
- warunki przeprowadzenia: 1. kondensacja chr. 2. uformowanie wrzeciona 3. ustawienie chr. w płaszczyźnie równikowej 4. przemieszczenie zreplikowanych chromatyd do przeciwległych biegunów 5. dekondensacja chromosomów, organizacja jąder potomnych

PROFAZA
- stadium przygotowawcze do rozdziału chromosomów zreplikowanych w S
- chr.: długie cienkie nici -> stopniowa kondensacja, maximum kondensacji w metafazie
- równolegle z kondensacją zanika jądro
- chr skracają się i grubieją
- można tu wyróżnić poszczególny chr złożone z dwóch chromatyd z centromerem, w późniejszej fazie rozwijają się kinetochory - msca przyczepu włókien wrzeciona
- powstaje wrzeciono podziałowe poprzedzone depolimeryzacją MT, monomery tubuliny z materiałem tubularnym zsyntetyzowanym w G2 -> budowa wrzeciona; pierwsza faza powstawania wrzeciona - replikacja centriol powstałych w G1, 4 centriole początkowo blisko jądra, w miarę kondensacji chromosomów pary centriol oddalają się naprzeciwlegle, przez rosnące pęki mikrotubul - elementów włókien wrzeciona, początek wzrostu w rejonie centriol - centrum polimeryzacyjne mt MPC -> inicjacja intensywnego wzrostu włókien wrzeciona, uformowane wrzeciono pierwotne początkowo zlokalizowane poza jądrem - na jego powierzchni, wokół każdej pary centiol - centrosfera z materiału perycentriolarnego, z MPCc odchodzą mt tworząc astrosferę

PROMETAFAZA
- częściowa kondensacja chr, uformowanie wrzeciona pierwotnego -> osłonka jądrowa rozpada się przez degradację jej iałek - lamin
- chromosomy - bezładne ruchy, spowodowane pierwszym kontaktem kinetochorów chromatyd z odpowiednimi włóknami wrzeciona, które po rozpadzie osłonki jądrowej wchodzi w obręb rejonu jądrowego, zajmuje centralne miejsce w kom -> wrzeciono właściwe
- pod koniec chr ustawiają się w płaszczyźnie równikowej wrzeciona (metakineza), centromery siostrzanych chromatyd są zwrócone w przeciwnych kierunkach - dobiegunowo

METAFAZA
- chr całkowicie skondensowane
- połączenie sięwłókien wrzeciona z kitenochorami ich siostrzanych chromatyd -> cisza podziałowa (prawdopodobnie chromatydy siostrzane rozdzielaja się)
- chromosomy w płaszczyźnie równikowej, ruchy oscylacyjne
- równomierny rozdział organelli kom i skł cytoplazmy w rejony przyszłych kom

ANAFAZA
- ustawienie się chr w płąszczyźnie równikowej -> szybkie odciąganie chromatyd do przeciwległych biegunów
- rozdzielone chromatydy -> niezależne chromosomy
- włókna wrzeciona nie połączone z chromosomami wydłużają się -> wrzeciono podziałowe wydłużone, odpycha centrosfery na przeciwległe krańce kom

TELOFAZA
- dwa zespoły chr wbudowane do nowo powstałych jąder, zamknięte w zrekonstruowanej osłonce jądrowej,
- dekondensacja chrm
- odbudowa jąderka przez podjęcie procesu transkrypcji rybosomowego RNA, kom gotowa do cytokinezy

CYTOKINEZA
- równy podział cytoplazmy
- proces ciągły, bierze początek w anafazie
- regulowany pozycją wrzeciona - położenie bruzdy podziałowej
- trzy mechanizmy podziału:
kom zwierzęce - w wyniku powstania bruzdy podziałowej, kom roślin - powstania wew przegrody pierwotnej - fragmoplastu, kom glonów i grzybów - wpuklanie siębłony
formowanie bruzdy - pod koniec telofazy, powstaje śródciałko - skutek akumulacji cytoplazmatycznego materiału z mikrotubulami wrzeciona w części równikowej wrzeciona, część centralna wrzeciona; powstaje zarys bruzdy, która się zagłębia i zaciska śródciałko

WRZECIONO PODZIAŁOWE
- z mikrotubul, powstaje w profazie - w obecności centrosfery - astralne, braku - anastralne
- na obu biegunach astralnego: centriole z mt, tworzące astrosferę, która bierze swój początek w centrum komórki - centrosomie - cytocentrum - jednostka komórkowa w postaci zżelowaneej cytoplazmy, ośrodek formowania MT, występuje poj.lub wielokrotnie blisko jądra; nazywane centrum organizacyjnym MT MTOC, w okresie interfazy MTOC - ośrodek polimeryzacji MT, środek cytozcentrum - para centriol, jest inicjatorem organizacji wrzeciona

- wrzeciono astralne - główny ośrodek organizacyjny w dojrzałym wrzecionie to pary centriol - diplosomy, wokół sferyczna centrosfera, z niej promieniście mikrotubule - włókna astralne, rozchodzące się promieniście od obu biegunów wrzeciona tworząc astrosferę
- włókno biegunowe - nieprzerwanie przez całą dł wrzeciona od jednego bieguna do drugiego
- włókno chromosomowe - początek przy biegunach, koniec na kinetochorach chromatyd
- włókna międzychromosomowe - tylko w anafazie między dwoma grupami chromosomów

Etapy replikacji:
1. Inicjacja - rozpoczyna się w miejscach inicjacji replikacji (MIR)/origin, tu tych enzym helikaza hydrolizuje wiązania wodorowe między zasadami azotowymi-> rozplecenie podwójnej nici, tworzy oczko replikacyjne, powstałe widełki przesuwają się w dwie strony (w kierunku końca 3’ i 5’),
za rozpoczęcie syntezy nowej nici odpowiada prymaza, która na obu rozplecionych niciach syntezuje tzw. startery (primer), czyli krótkie odcinki nukleotydów, do nich polimeraza dołącza kolejne nukleotydy
Replisom lub primosom/prymosom (aparat replikacyjny) – kompleks białkowy rozpoczynający i kontynuujący replikację DNA poprzez rozwijanie widełek replikacyjnych

2. Elongacja - wydłużanie się nowej nici przez dobudowywanie do starej nici komplementarnych nukleotydów przez polimerazę. Ponieważ enzym ten potrafi poruszać się po starej nici tylko w jedną stronę (z kierunku 5’ w kierunku 3’) synteza tylko jednej nici, zwanej nicią wiodącą, może przebiegać w sposób ciągły. Druga nić, zwana nicią opóźnioną jest syntezowana etapami, w postaci krótkich fragmentów zwanych fragmentami Okazaki.

3. Terminacja - helikaza usuwa startery, polimeraza wstawia w ich miejsca brakujące sekwencje nukleotydów, za połączenie tych dobudowywanych fragmentów odpowiada enzym ligaza; aby zapobiec utracie końcowych odcinków nici DNA - telomerów są one wielokrotnie powielane przez polimerazę lub replikowane przez telomerazę.

Cykl centrosomowy- replikacja centrosomu (duplikacja)

Antyonkogen, gen supresorowy – hamujący na procesy proliferacji komórkowej, stabilizująco na procesy utrzymujące stabilność genetyczną komórki

Protoonkogen – gen obecny w prawidłowej komórce, potencjalnie zdolny do wyzwolenia procesu transformacji nowotworowej, uwarunkowana mutacją zmiana jego ekspresji -> onkogen - gen bezpośrednio aktywujący transformację nowotworową komórki

Produkty protoonkogenów: czynniki wzrostu, białka receptorowe cz. wzrostu, białka wykazujące aktywność kinazy tyrozynowej, białka G związane z błoną cytoplazmatyczną, regulatorowe białka cytoplazmatyczne, białka uczestniczące w regulacji transkrypcji genów, białka wykazujące aktywność kinazy serynowej.
Funkcje:
-zawierają informacje dla czynników wzrostowych i ich receptorów błonowych
- kodują wewkom przekaźniki inf związanej z procesami wzrostu i proliferacji
- kodują czynniki transkrypcyjne pobudzające proliferację i upośledzające procesy różnicowania komórki
- kodują białka regulatorowe cyklu komórkowego (cykliny i kinazy cyklinozależne), enzymy (głównie kinazy), a także czynniki kontrolujące proces apoptozy
Białka kodowane przez protoonkogeny są w prawidłowych komórkach istotne dla złożonych procesów regulacyjnych, które wyznaczają prawidłowy przebieg różnicowania i proliferacji.

UBIKWINTYNACJA
1. Aktywacja ubikwintyny: dwie reakcje: enzym E1 tworzy z ATP i aktywuje ubikwitynę do ubikwitynoadenylanu, a ten łączy się z grupą tiolową enzymu E1, powstaje wysokoenergetyczne wiązanie tioestrowe

2. Ubikwityna z enzymu E1 przenoszona przez enzym E2 na białko docelowe (transestryfikacja), zmodyfikowane w ten sposób białko jest rozpoznawane przez proteasom i degradowane.

Ostatni etap ubikwitynacji białek bezpośrednio regulujących przebieg cyklu komórkowego przeprowadzają dwa wieloskładnikowe kompleksy ligaz ubikwitynowych - SCF ( Skp1-Cullin-Fbp) i APC/C
Ligaza ubikwityny, kompleks sprzyjającym anafazie APC kieruje degradacją białek strukturalnych chromosomalnego kinetochoru, wyznacza cykliny mitotyczne, które mają ulec degradacji, zapewniając postęp telofazy i cytokinezy.
SCF działa od połowy fazy G1 poprzez fazę S do połowy fazy G2, dołącza ubikwitynę do cyklin mitotycznych