skanuj0002

mmi

Rys. 20.1. Schemat cyklu komórkowego. M—mitoza (podział). Interfaza składa się z faz: Gi, S i Gi. Komórki spoczynkowe znajdują się w fazie Go, z której różnicują się

--G,-- S -6,— M — G,— :

Faza Gj charakteryzuje się intensywnymi procesami anabolicznymi, znacznym stopniem wynaarilSBeracznych z otoczeniem oraz wzrostem innych przejawów~aktywności, takich jak mchhwosćTpinocytoza, transport przez błony itp. W czasie trwania tej fazy ilość przypadających na Komórkę makrocząsteczek (hiałka^-różnych-klas-fiNA i innych)jyzrasta, co prowadzi: do zwiększenia masy i objętości komórki (rys. 20.2). We wczesnej fazie Gj komórka osiąga punkt

Rys. 20.2. Schematyczny wykres przedstawiający wzrost suchej masy komórki w czasie cyklu komórkowego oraz spadek masy o połowę w wyniku kario- i cytokinezy

restrykcyiny-CpunkLRi-i ieśli go przekroczy, wówczas podejmuje syntezę DNAJJoińczy-eykt~ podziałem. Jeśh zaś nie może przekroczyć punktu R, wówczas wchodzi w fazę spoczvnkQwai.Uu.ir-GohiNieznane są mechanizmy przechodzenia (lub nie) komórek przez punkt R, ale przypuszcza się, że wiąże się to z syntezą, nagromadzeniem, a także stopniem fosforylacji białek niestabilnych.    •

—białek U (ang. unstable) o krótkim czasie półtrwania, którymi są cykliny (patrz s. 351). Ujemny • t ładunek elektryczny powierzchni komórek Gi jest mniejszy niż komórek w innych fazach cyklu.    : _i [

340

Dlatego komórki będące w tej fazie wędrują wolniej w polu elektrycznym (elektroforeza komórkowa) niż komórki innych faz. Komórki Gi można zatrzymać w tei fazie zarówno w warunkach in vivo, jak i in vitro za pomocą szeregu środków fannakolofticznych hamujących biosyntezę endogennych zasad purynowych lub pirymidynowych, jak np. 5-fluorouracyl czy metotreksat. W ten sposób wywołuje sięblok Gi-S, tj. zahamowanie przechodzenia komórek z fązy.Gi..d,o_fązy syntezy DNA,j^yŁsyiidinHiiza^£^morek w fazie Gi.

Faza S (synteza DNA)

Przed każdym podziałem mitotycznym komórkijlość DNA pr7ypadajaca.na-j^ro4iodvyjij!^ się, aby każda z dwóch potomnych komórek mogła otrzymać właściwą cześć.DNA. Podwojenie ilości DNAdokonuje się w ograniczonym czasie interfazy zwanym fazą syntezy (S) DNA. Synteza DNA jest zaprogramowana genetycznie i nazwano ją programowana synteza DNA.

W fazie S replikacji ulega niemal cały iadrowŁDNAjCw somatycznych komórkach człowieka ok.

2 m). Poza programowaną syntezą DNA istnieje też^nie{rojramowana_synteza-tej-substancji;-Dotyczy ona niewielkich odcinków DNA, jest następstwem uszkodzeń (mutacji) nici DNA i nie jest związana z cyklem komórkowym (por. rozdz. 9, Naprawa DNA).

Programowana synteza DNA przebiega według sposobu semikonserwatywnego, tzn. podwój- <| na spirala DNA ulega rozdzieleniu, a na każdm-z.ief.dw.óch..niei svntetvzowana*jest nowamc (por! 0 rozdz. 9).    .......

W fazie S, która u ssaków trwa około 7 jodzin, masai objętość komórki, wzrastają w stosunku do masy i objętości z fazy G,. Przez zastosowanie prekursorów DNA znakowanych izotopami promieniotwórczymi (np. ³H-tymidyny) można badać czas trwania, stopień zaawansowania, itp. fazy syntezy DNA. Wykorzystuje się to, że egzogenne prekursory DNA, obok endogennych, wbudowują się w cząsteczkę DNA tylko w czasie syntezy tej substancji. Rozmieszczenie i stopień radioaktywności w komórkach i tkankach można badać za pomocą autoradiografii lub przez wykorzystanie liczników scyntylacyjnych. Klasycznym sposobem obliczenia czasu trwania fazy S jest wykreślenie krzywej odsetków znakowanych mitoz w funkcji czasu od krótkiego, pulso-wego podania znakowanej tymidyny. Z takiej krzywej obliczyć można poza czasem S, także czas trwania fazy G_t i G₂. Warunkiem prawidłowości wyliczeń jest założenie o asynchronii komórek przechodzących przez cykl komórkowy. Stosując wiele środków farmakologicznych można in vivo i in vitro hamować wybiórczo komórki w fazie S. Środki alkilujące, jak np. iperyt azotowy lub mitomycyna C, doprowadzają do takiego zahamowania, powodując synchronizację komórek w fazie S.

Faza G2

Faza G₂ jest okresem cyklu komórkowego między zakończeniem fazy S i rozpoczęciem mitozy. Faza G₂ trwa zazwyczaj kilka godzin, chociaż w blastomerach drugiego cyklu komórkowego niektórych gatunków może trwać kilkanaście godzin. Ważnym procesem zachodzącym w tej fazie jest synteza.cze.ści białelcJwrzeciQt»-podziałowegQ_a-ffłównie tubuliny. W fazie G₂ odbywa się także intensywna produkcja składników potrzebnych do odtwarzania biun otoczki jądrowej i plazmolemy komórek w telofazie i cytokinezie. Obniżenie temperatury zmniejsza częstotliwość ruchów oscylacyjnych błony komórkowej i powoduje wydłużenie czasu trwania

341