1. perioadele ciclului celular
2. Faza ciclului celular
ciclul celular eucariot este împărțit în patru faze. Sub directa diviziunii celulare (mitoza), cromozomi metafază condensat sunt distribuite în mod egal între celulele fiice (M-fază a ciclului celular - mitozei). Mitozei a fost identificat pentru prima fază a ciclului celular, și toate celelalte evenimente care au loc într-o celulă între două mitoze au fost numite interfazei. Studiile de dezvoltare la nivel molecular, a permis să aloce în interfază etapa sinteza ADN-ului, cunoscut sub numele de fază S (sinteză). Aceste două etape cheie ale ciclului celular nu trece direct unul în celălalt. După închiderea mitozei înainte de începerea sintezei ADN au ciclului celular faze G1 (gap), activitatea aparentă a pauzei celulei, în timpul căreia procesele intracelulare de preparare replicarea sintetica a materialului genetic.
A doua pauză în activitatea vizibil (G2 faza) are loc după sinteza ADN-ului înainte de a mitozei. In faza G2 celula monitorizează acuratețea replicarea ADN-ului a avut loc și corectează eșecurile detectate. În unele cazuri, secreta a cincea fază a ciclului celular (G0), după împărțirea când celula nu intră în ciclul celular următor și rămâne pentru o lungă perioadă de timp în repaus. Din această stare, se poate deduce efecte externe de stimulare (mitogene). Fazele ciclului celular nu sunt limite funcționale temporare și distincte, dar trecerea de la o fază la alta au loc procese de sinteză de comutare ordonată care permit să se diferențieze la nivel molecular, aceste evenimente intracelulare.
3. cicline și kinaze ciclin-dependente
Celulele intră în ciclul celular și sinteza ADN-ului este realizată ca răspuns la stimuli mitogenici externi. Limfokine (de exemplu, interleukine), citokine (de exemplu interferoni), factori de creștere și polipeptide care interacționează cu receptorii săi de pe suprafețele celulelor, va induce o cascadă de reacții de fosforilare a proteinelor intracelulare însoțită de o transmitere a semnalului de la suprafața celulei la nucleu și inducerea transcripției genelor relevante. Unul dintre primele gene sunt activate. care codifică proteine Ciclinele au primit numele de faptul că concentrația lor intracelulară se schimbă periodic deoarece celulele care trec prin ciclul celular, atingând maximul în anumite etape. Ciclinele sunt activatori specifici ai familiei kinazei ciclin-dependente de proteină (CDK) (CDK - kinazelor dependente de cicline) - participanți cheie în inducerea transcripției genelor care controleaza ciclul celular. Activarea individuală CDK apare după interacțiunea cu o anumită ciclină și formarea acestui complex devine posibilă după atingerea ciclină concentrație critică. Ca răspuns la o scădere a concentrației intracelulare de inactivare reversibilă cyclin specifică apare CDK corespunzătoare. Unele CDK activat mai mult de o ciclină. În acest caz, un grup de cicline, ca și în cazul în care trece de proteine unul de altul, le susține într-o stare activată pentru o lungă perioadă de timp. Astfel de valuri de activare CDK apar in timpul G1- si faza S a ciclului celular.
4. cicline: informații generale
5. diviziunea celulară eucariotă: la început
Ca răspuns la celulele de stimulare mitogene în faza G0 sau G1 timpurie, începe trecerea prin ciclul celular. Ca rezultat al inducerii expresiei genei ciclinelor D si E, care sunt de obicei combinate într-un grup cicline G1, o creștere a concentrației intracelulare. Ciclinele D1, D2 și D3 formează un complex cu kinaza CDK4 si CDK6. În contrast, ciclina D1 ciclina ultimele două, de asemenea, combinate cu CDK2. Diferențele funcționale între aceste trei ciclinele nu sunt cunoscute, dar datele disponibile indică realizarea concentrației critice în diferite etape ale fazei G1 de dezvoltare. Aceste diferențe sunt specifice tipului de celule proliferante.
Activarea CDK2 / 4/6 conduce la fosforilarea RB proteină (produsul genei retinoblastomului pRb) și p107 și p130 proteine asociate acesteia. In faza G1 timpurie proteina pRb slab fosforilată, care îi permite să fie într-un complex cu E2F factor de transcriere, care joacă un rol cheie în inducerea sintezei ADN-ului și pentru a bloca activitatea. Complet formă fosforilată de pRb eliberează complex E2F rezultat activarea transcrierii genelor care controleaza replicarea ADN-ului.
Concentrația de D-cicline crește pe parcursul fazei G1 a ciclului celular și atinge o valoare maximă, imediat înainte de faza S, și apoi începe să scadă. Cu toate acestea, în acest moment de pRb încă nu este complet factor fosforilat și E2F rămâne în complex într-o stare inactivă. PRB fosforilare este terminată prin acțiunea CDK2, activată de ciclina E. Concentrația intracelulară a acestuia din urmă devine maximă la momentul fazei de tranziție a ciclului celular de la G1 la S faze. Astfel, un complex de ciclină E-CDK2 deoarece preia de la complexele ciclină D cu CDK4 și CDK6, și completează fosforilarea pRb, însoțită de eliberarea activă factorului de transcripție E2F. Ca urmare, sinteza ADN începe, adică celula intră în faza S a ciclului celular.
6. faza S a ciclului celular al sintezei ADN
7. Mitozei: inițiere
Semnalul pentru a începe diviziunii celulare (mitoza) pornește de la MFP factor (factor de promovare de faza M), faza M-stimulatorie a ciclului celular. MFP este un complex cu activarea kinazei CDK1 cicline sale A sau B. Aparent, complexul este CDK1-ciclina A joaca un rol mai important în etapa de finalizare și celulele se pregătesc S- a diviza, în timp ce complexul ciclin B CDK1- efectuează în mod avantajos controlul secvenței. Ciclinele B1 și B2 sunt prezente în concentrații foarte mici în faza G1. Concentrația lor începe să crească la sfârșitul lui S și G2-a lungul fazei, atingând maximul în timpul mitozei, care conduce la substituția ciclinei A într-un complex cu CDK1. Cu toate acestea, acest lucru se dovedește a fi insuficient pentru a activa complet protein kinazei. CDK1 competență funcțională se realizează după o serie de fosforilare și defosforilare a resturilor de aminoacizi specifice acesteia. Un astfel de control este necesar pentru a preveni intrarea celulelor în mitoză înainte de finalizarea integrală a sintezei ADN-ului.
Diviziunea celulară începe numai după CDK1, care este într-un complex cu ciclina B, fosforilat la resturile Thr-14 și Tyr-16 protein kinazei WEE1, precum și Thr-161 protein rest kinaza CAK și defosforilat apoi la resturile 14 și Thr-Tyr- 15 fosfatazei Cdc25. CDK1 activat fosforilează astfel, în proteinele structurale de bază. inclusiv nucleolin, lamina nucleară și vimentin. După aceea, miezul începe să curgă prin citologia în mod clar etape distincte ale mitozei.
Prima etapă a mitozei - profaza - începe după CDK1 complet fosforilat, urmat de metafaza, anafaza si telofaza, care se termină în diviziunea celulară - cytokinesis. Consecința acestor procese este distribuția corectă a cromozomi replicate, nucleare si proteine citoplasmatice precum și alți compuși cu greutate moleculară înaltă și joasă în celule fiice. După terminarea cytokinesis are loc distrugerea ciclinei B, urmată de inactivarea CDK1, ceea ce duce la intrarea în celulă sau G0 faza G1 a ciclului celular.
8. fază G0 a ciclului celular
9. inhibitori ai ciclului celular
In ciclul celular, există două etape principale (punctul de tranziție, punctul de control R - puncte de restricție), în care pot fi puse în aplicare efectele de reglementare negative, oprind avansarea celulelor prin ciclul celular. Una dintre aceste etape controleaza trecerea celulei la sinteza ADN-ului, iar celălalt - începutul mitozei. Există și alte etape ale ciclului celular reglementate. Tranziția de celule de la o fază a ciclului celular la altul este controlat la nivelul ciclinelor activării CDK care implică ciclin-dependentă inhibitor al kinazei CKIe. După cum este necesar, acești inhibitori pot fi activate și blochează interacțiunea cu ciclinele CDK, și, prin urmare, ciclul celular în sine. După modificarea condițiilor de proliferare a celulelor externe sau interne, sau poate continua să ia calea apoptozei.
Există două grupuri de CKIe: familii de proteine si INK4 p21 (inhibitor al CDK4), în cadrul familiilor ai căror membri au proprietăți structurale similare. Familia inhibitor p21 include trei proteine: p21, p27 și P57. Deoarece aceste proteine au fost descrise în mod independent de mai multe grupuri. folosit în continuare numele lor alternative. Astfel, proteina p21 este, de asemenea, cunoscut sub numele de WAF1 (p53 de tip sălbatic fragment activat 1), CIP1 (CDK2 proteina de interacție 1), Sdi1 (senescente inhibitor 1 derivat) și mda-6 (diferentiere melanom asociat genei). Sinonime de p27 și p57 sunt, respectiv KIP1 (proteine kinazei inhibare 1) și KIP2 (proteine kinazei inhibare 2). Toate aceste proteine au o specificitate largă de acțiune și poate inhiba o varietate de CDK. In contrast INK4 inhibitorii de grup este mai specific. Se compune din patru proteine: p15INK4B, p16INK4a, p18INK4C și p19INK4D. Inhibitorii INK4 familiei care funcționează în timpul fazei G1 a ciclului celular prin inhibarea activității kinazei a CDK4, dar al doilea produs de genă de proteină INK4a - p19ARF, interactioneaza cu o proteina factor MDM2 de reglementare și p53 inactivează factor. Aceasta este însoțită de o creștere a stabilității proteinei p53 și a ciclului celular de arestare.
reglementarea ciclului 10. Celula de tranziție de la G1- la S faze
Sverochnaya (control) punct de restricție în G2-fază
concluzie
Rezumate Acest studiu a fost dedicat luarea în considerare a caracteristicilor ciclului celular. Scopul lucrării realizate. Acest lucru complet.
În cele din urmă, pentru a rezuma:
1. Ciclul celular - convenit secventa unidirecțional de evenimente, în timpul căreia celula trece succesiv diferitele sale perioade fără sări sau a reveni la etapa anterioară. Ciclul diviziunii celulare este completat celula originala in doua celule fiice.
2. Durata ciclului celular în celule diferite variază. In celulele adulte cu proliferare rapidă, cum ar fi hematopoietică sau celulele bazale ale epidermei și intestinul subțire poate intra în ciclul celular la fiecare 12-36 ore. Ciclul celular scurt de aproximativ 30 de minute observate cu fragmentarea rapidă a ouălor de echinoderme și amfibieni. În condiții experimentale, un scurt 20h ciclului celular sunt multe linii de culturi celulare. Cea mai mare lungimea celulei a perioadei dintre mitoză este de aproximativ 10-24 ore.
3. Ciclul celular eucariot este format din interfazei, în cursul căreia există sinteza ADN și proteine și se pregătește pentru diviziunea celulară și diviziunea celulară adecvată în sine mitoză. Interfază este format din mai multe perioade: G1 faze de creștere inițială, în timpul căreia există sinteza ARNm, proteine, alte componente celulare, S-fază (faza sintetică), în timpul căreia există o dublare a moleculelor de ADN și faza G2 în timpul căreia pregătirea mitoza. In celulele diferențiate, care nu mai sunt împărțite în ciclul de viață poate să lipsească faza G1. Aceste celule sunt de faza G0 Quiescent.
4. Secvența regulată a modificărilor în perioadele ciclului celular prin interacțiunea proteinelor, cum ar fi kinazele și ciclinele ciclin-dependente. Celulele în faza G0 pot intra în ciclul celular sub acțiunea hormonilor de creștere. Alți factori de creștere, cum ar fi derivat din trombocite, epidermic, nervoase legarea la receptorii lor factor de creștere a declanșa intracelulara lider semnal cascadă în final la cicline transcrierea genei și kinaze ciclin-dependente.
5. Pentru a determina finalizarea fiecărei faze a ciclului celular au nevoie de prezența unui punct de control. În cazul în care celula este „ținut“ punct de referință, care continuă să „miște“ pe ciclul celular. Dacă există circumstanțe, cum ar fi deteriorarea ADN-ului, prevenind celula să treacă prin punctul de control, care poate fi comparat cu un fel de punct de referință, celula se oprește și celelalte faze ale ciclului celular nu are loc cel puțin până atunci, până când sunt eliminate obstacole nu permit celulelor să treacă prin punctul de control. Există cel puțin patru puncte de control ale ciclului celular: punctul în G1, în care verificarea rămânere intactă a ADN-ului, înainte de intrarea în punctul de control a fazei S în faza S a ciclului, în care replicarea ADN-ului corect verificat punctul de control din G2, care sunt verificate deteriorări, lipsă la care trece de punctele de control anterioare, sau luate la următoarele etape ale ciclului celular. În faza G2, replicarea ADN-ului este detectat de plinătatea și celulele în care ADN-ul nu nedoreplitsirovana intră în mitoză. În punctul de control al axului de asamblare se verifică dacă toate kinetochores atașat la microtubuli.