EUKARIOTYCZNY CYKL KOMÓRKOWY
1)interfaza
- faza S - replikacja DNA jądrowego
- faza G1
- faza G2
2) faza M
- mitoza
- cytokineza
PUNKTY KONTROLNE (checkpoints)
- w fazie G1 - sprawdza warunki panujące w otoczeniu i czy DNA nie jest uszkodzony. Możliwe jest opóźnienie wejścia w fazę S lub przejście do fazy G0 (kom. nerwowe i mięśniowe pozostają w tej fazie stale)
- w fazie G2 - sprawdza czy DNA nie jest uszkodzony i zapewnia ukończenie replikacji przed wejściem w mitozę
Układem kontroli cyklu komórkowego kierują kinazy białkowe zależne od cyklin (Cdk). Stężenie cyklin zmienia się cyklicznie co umożliwia i sprzyja powstawaniu kompleksów cyklina-Cdk.
- cyklina fazy M (M-Cdk) - wprowadza komórkę w fazę M. Usunięcie cykliny powoduje wyjście z mitozy. Usunięcie to odbywa się przez ubikwitynację - cykliny naznaczone ubikwityną niszczone są w proteosomach. Za kierowanie M-Cdk na drogę ubikwitynację odpowiedzialny jest z kompleksem promującym anafazę (APC).
Aktywowanie M-Cdk odbywa się przez następujące po sobie procesy fosforylacji i defosforylacji odpowiednich miejsc. W ostatnim etapie fosfataza usuwa inaktywującą grupę fosforanową. Aktywne M-Cdk fosforyluje inne cząsteczki fosfatazy i proces się powtarza - dodatnie sprzężenie zwrotne.
- cykliny fazy S i G1/S (S-Cdk i G1/S-Cdk) - włączają fazę S
M-Cdk - Cdk1
S-Cdk - Cdk2
G1/S-Cdk - Cdk2
G1-Cdk - Cdk4, Cdk6
Białkowe inhibitory Cdk - blokują one powstawanie bądź aktywność kompleksów Cdk-cyklina - białko p53:
- po uszkodzeniu DNA zatrzymuje cykl komórkowy w fazie G1
- zwiększa transkrypcję genu p21 kodującego białkowy inhibitor Cdk. Białko p21 wiąże się z G1/S-Cdk i S-Cdk dając czas do naprawy DNA
APOPTOZA - programowana śmierć komórki nie powodująca stanów zapalnych i obumierania komórek sąsiednich. komórka kurczy się, cytoszkielet się zapada, rozpada się otoczka jądrowa a DNA jest cięty na fragmenty.
NEKROZA - powoduje pęcznienie i pękanie komórek, prowadzi do stanów zapalnych i uszkodzenie komórek sąsiednich.
Apoptoza jest prowadzona przez rodzinę proteza nazywanych kaspazami. Syntezowane SA one jako nieaktywne prekursory - prokaspazy, które są aktywowane proteolitycznie. Apoptoza jest kontrolowana przez białka wewnątrzkomórkowe Bcl-2 (głownie białka Bax i Bak). Powodują one uwolnienie cytochromu c z mitochondriów do cytoplazmy. Następnie cytochrom c wiąże się z białkiem adaptorowym aktywującym prokaspazy.
Sygnały zewnątrzkomórkowe stymulujące do podziałów:
1. mitogeny - stymulują podział komórki
2. czynniki wzrostu - stymulują wzrost komórki (wzrost masy komórki), hamują degradację białek i innych makrocząsteczek
3. czynniki przeżycia - sprzyjają przeżywaniu, hamują apoptozę
1. Są wydzielonymi białkami sygnałowymi, które wiążą się z receptorami na powierzchni komórki. Uruchamiają szlaki sygnalizacyjne, które usuwają hamulce blokujące przejście z fazy G1 do S np. białko Retinoblastoma (Rb) - dezaktywuje ono kompleksy G1/S-Cdk i G1-Cdk. Po fosforylacji przez mitogeny białko Rb zmienia konformację i uwalnia białka kodujące geny konieczne do podziału komórki.
- płytkopochodny czynnik wzrostu (PDFG) - w ranie wiąże się z kinazą tyrozynową pobudzając komórki do proliferacji.
2. Wiążą się z receptorami na powierzchni komórki i aktywują szlaki sygnalizacyjne odpowiedzialne za gromadzenie białek i makrocząsteczek. Zmniejszają one tempo degradacji białek zwiększają tempo ich syntezy.
3. Wiążą się z receptorami na powierzchni komórki i aktywują wewnątrzkomórkowy szlak sygnalizacyjny hamujący apoptozę. Dzieje się to na drodze regulacji białek Bcl-2.
Istnieją także zewnątrzkomórkowe białka sygnałowe hamujące wzrost komórek, ich podziały i przeżywanie:
- miostatyna - hamuje wzrost i podział mioblastów
1