Celý bunkový cyklus je riadený riadiacim systémom. Na jeden Kontrolný bod bunkového cyklu kritické procesy a fázové prechody, ktoré prebiehajú v bunkovom cykle, sú regulované.
Čo je kontrolný bod bunkového cyklu?
Sekvencia fyziologických udalostí v bunkách, ktoré majú jadro, sa nazýva bunkový cyklus. Toto sa odohráva ako cyklus, ktorý začína po jednom delení buniek a začne ďalší. Pozostáva z medzifázy a mitózy. Materská bunka sa delí na dve dcérske bunky, v ktorých začína fáza. Génová aktivita tu reguluje metabolizmus rastúcej bunky, zatiaľ čo v bunkovom jadre sa vyvíja jadro.
Interfáza je tým dlhšia a potom sa prepne na mitózu. Je zasa rozdelená do rôznych fáz. Ide o fázu Gl, v ktorej rastie bunka a pripravuje sa duplikácia chromozómov, fázu S, v ktorej sa chromozómy zdvojnásobujú, a fázu G2, v ktorej bunka ďalej rastie, a pripraví sa ďalšia mitóza.
Celý tento cyklus je riadený systémom molekulárnej kontroly. To je miesto, kde sa spúšťajú a kontrolujú bunkové udalosti, ktoré prenášajú stop a ďalšie signály vo forme kontrolných bodov. Kritické procesy a fázové prechody, ktoré prebiehajú v bunkovom cykle, sa analyzujú v kontrolnom bode. Slúžia ako ochrana integrity genetického materiálu a zaisťujú, že bunka nedegeneruje.
Kritický proces môže napr. B. byť, keď dôjde k separácii chromozómov v metafáze. Metafáza predstavuje druhú fázu bunkového delenia, známu ako mitóza a meióza. V metafáze ustupuje jadro a jadrový obal. Vytvorí sa typická štruktúra, tzv. Kláštor. Chromozómy sa v tejto fáze navzájom výrazne líšia.
Funkcia a úloha
Kontrolné body bunkového cyklu sa nastavujú v dvoch fázach. Jedná sa o fázu s kontrolnými bodmi G1 a G2 a fázu mitózy. Počas prvého obdobia je zvýšená aktivita jadra, ktorá je spojená so zvýšeným rizikom poškodenia DNA rakovinovými patogénmi, napríklad spôsobeným UV svetlom. To môže zase viesť k zhubným nádorom.
Ochorenia môžu tiež spôsobovať rôzne toxíny, drogy, jedy z prostredia a toxíny. V medzifáze sa vytvárajú špecializované proteíny, ktoré pôsobia proti takýmto defektom, detekujú ich a v kontrolnom bode bránia bunke v prechode do inej fázy. Bunková smrť je potom spôsobená apoptózou. Obrazne povedané je možné hovoriť o kontrolovanej samovražde bunky v porovnaní so smrťou bunky napr. B. mechanické poranenie vyvoláva zápalovú reakciu a neuvoľňuje sa žiadna cytoplazma.
V tomto kontrolnom bode sa rozhodne, či sa má bunka rozdeliť alebo nie. Väčšina buniek v ľudskom tele je v stave, v ktorom sa bunka už nedelí. Ak v tomto kontrolnom bode už nie je žiadny ďalší signál, bunka opustila cyklus a už sa nerozdeľuje. Potom sa zmení na fázu G0.
Mechanizmy molekulárnej kontroly sa uskutočňujú pri kontrole bunkového cyklu. V medzifáze ide o tvorbu proteínov 53 a 21 a BAX. Proteín 53 je rozhodujúci pre kontrolu integrity DNA. Je známy aj ako „strážca“ genómu. V biologickom procese, v ktorom sa genetická informácia o reťazci DNA prenáša na RNA, proteín pôsobí ako transkripčný faktor, ktorý v prípade poškodenia zvyšuje reguláciu DNA a spôsobuje expresiu nádorových supresorových génov.
Proteín 21 je tiež nevyhnutný pre bunkový cyklus stavovcov, takzvaný inhibítor CDK, ktorý blokuje bunku vo fázových prechodoch tak, aby enzýmy na opravu DNA mali dostatok času napríklad na potlačenie rastu rakovinových buniek alebo na spôsobenie rôznych genetických defektov. liek. BAX je zase proteín, ktorý pôsobí ako kofaktor pre proteín 53. Monitoruje apoptózu bunky.
V druhom kontrolnom bode bunkového cyklu sa v mitotickej fáze chromozómy separujú v metafáze. Toto je vždy kritický moment, napr. B. neúplná separácia vedie k somatickým numerickým chromozomálnym aberáciám.
Je známe, že bunka ľudského tela má 46 chromozómov. Tento stav sa nazýva euploidia. Ak sa vytvorí abnormalita, chromozómy sa môžu množiť. Potom hovoríme o polyploidii. Ľudský život nie je za týchto podmienok možný. Ak počet chromozómov nezodpovedá množine haploidov (n = 23), došlo k chybnej separácii chromozómov alebo sesterských chromatidov. Jednou z chorôb, ktorá s tým súvisí, je trizómia 21.
Vo fáze mitózy je zaistená správna distribúcia chromozómov medzi materskými a dcérskymi bunkami. Preto je mitotická fáza kontrolným bodom vretena. To znamená mechanizmus riadenia vretena založený na skutočnosti, že chromozómy sa neoddeľujú, kým nie sú mikrotubuly správne pripojené k kinetochorom. Presný proces počas fázy mitózy ešte nebol presne preskúmaný. Lekári predpokladajú, že proteíny interagujú s kinetochórmi a priliehajúcimi mikrotubulami vretenového aparátu.
Choroby a choroby
Ak sú kontrolné body bunkového cyklu narušené, z. B. tvoria rakovinové bunky. Rakovinová bunka je vytvorená transformáciou normálnej bunky na abnormálnu. V zdravom imunitnom systéme je bunka rozpoznaná a zničená. Ak sa tak nestane, vytvorí sa nádor.
Ak bunka zostáva na svojom pôvodnom mieste, nazýva sa benígny nádor. Toto sa dá vylúčiť. Bunky zhubného nádoru sú zase schopné poškodiť ďalšie orgány a bunky, môžu narušiť metabolizmus a tvoriť metastázy. Na rozdiel od normálnych buniek sa rakovinové bunky môžu deliť nekonečne často, a preto je ťažké ich liečiť.
