Τι ρυθμίζει το χρονοδιάγραμμα του κυτταρικού κύκλου;
Εσωτερικοί μηχανισμοί ελέγχου:
* Κυκίνες και κινάσες εξαρτώμενες από κυκλίνη (CDKs): Αυτά είναι βασικά πρωτεϊνικά ζεύγη που δρουν ως εσωτερικοί χρονομετρητές. Οι κυκλίνες είναι ρυθμιστικές πρωτεΐνες των οποίων τα επίπεδα κυμαίνονται σε όλο τον κυτταρικό κύκλο. Τα CDK είναι ένζυμα που, όταν δεσμεύονται σε μια συγκεκριμένη κυκλίνη, γίνονται ενεργοποιημένα και φωσφορυλιώνουν πρωτεΐνες -στόχους, οδηγώντας τον κυτταρικό κύκλο προς τα εμπρός. Διαφορετικά σύμπλοκα κυκλίνης-CDK ελέγχουν συγκεκριμένα στάδια του κυτταρικού κύκλου.
* G1-CDK (κυκλίνη D-CDK4/6): Προωθεί την είσοδο στον κυτταρικό κύκλο με φωσφορυλιών της πρωτεΐνης ρετινοβλαστώματος (RB), η οποία απελευθερώνει τους παράγοντες μεταγραφής που απαιτούνται για την αντιγραφή του DNA.
* S-CDK (κυκλίνη A-CDK2): Ξεκινά την αντιγραφή του DNA και εξασφαλίζει ότι το DNA αναπαράγεται μόνο μία φορά ανά κυτταρικό κύκλο.
* m-cdk (κυκλίνη b-cdk1): Ελέγχει την είσοδο σε μίτωση, ενεργοποιεί τη διάσπαση του πυρηνικού φακέλου, τη συμπύκνωση του χρωμοσωμάτων και τον σχηματισμό του μιτωτικού ατράκτου.
* Σημεία ελέγχου: Αυτοί είναι μηχανισμοί επιτήρησης που παρακολουθούν την πρόοδο του κυτταρικού κύκλου και διασφαλίζουν ότι τα βασικά συμβάντα ολοκληρώνονται πριν προχωρήσουν στο επόμενο στάδιο.
* σημείο ελέγχου: Εξασφαλίζει επαρκές μέγεθος κυττάρων, επαρκή θρεπτικά συστατικά και απουσία βλάβης του DNA πριν προχωρήσει στη φάση S.
* σημείο ελέγχου G2: Εξασφαλίζει ότι η αναπαραγωγή του DNA είναι πλήρης και δεν υπάρχει βλάβη του DNA πριν από την είσοδο της μίτωσης.
* mpoint checkpoint (σημείο ελέγχου ατράκτου): Εξασφαλίζει ότι όλα τα χρωμοσώματα είναι κατάλληλα συνδεδεμένα με τον μιτωτικό άξονα πριν από την αναφάση (διαχωρισμός χρωμοσωμάτων).
Εξωτερικοί μηχανισμοί ελέγχου:
* Παράγοντες ανάπτυξης: Αυτά είναι μόρια σηματοδότησης που διεγείρουν την κυτταρική διαίρεση ενεργοποιώντας μονοπάτια που οδηγούν στην παραγωγή κυκλινών και CDK.
* θρεπτικά συστατικά: Τα επαρκή θρεπτικά συστατικά είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη και τη διαίρεση των κυττάρων.
* εξαρτώμενη από την πυκνότητα αναστολή: Τα κύτταρα συνήθως σταματούν να διαιρούνται όταν φτάσουν σε μια ορισμένη πυκνότητα, εμποδίζοντας τον υπερπληθυσμό.
* Αναστολή επαφής: Τα κύτταρα σταματούν να διαιρούνται όταν έρχονται σε επαφή με άλλα κύτταρα.
* βλάβη DNA: Η παρουσία βλάβης του DNA μπορεί να προκαλέσει ανακοπή κυτταρικού κύκλου (π.χ. σε σημεία ελέγχου G1 ή G2) για να επιτρέψει την επισκευή. Εάν η βλάβη είναι ανεπανόρθωτη, το κύτταρο μπορεί να υποβληθεί σε προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο (απόπτωση).
Άλλοι παράγοντες:
* τελομερές: Αυτά είναι προστατευτικά καλύμματα στα άκρα των χρωμοσωμάτων που συντομεύονται με κάθε κυτταρική διαίρεση. Όταν γίνονται πολύ μικρά, τα κύτταρα μπορούν να εισέλθουν στη γήρανση (μόνιμη ανακοπή κυτταρικού κύκλου) ή στην απόπτωση.
* Κυτταρική γήρανση: Η διαδικασία γήρανσης συνδέεται επίσης με αλλαγές στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου.
Συνοπτικά: Ο χρονισμός του κυτταρικού κύκλου είναι μια ακριβώς ελεγχόμενη διαδικασία που περιλαμβάνει την περίπλοκη αλληλεπίδραση εσωτερικών σημείων ελέγχου, ρυθμιστικών πρωτεϊνών και εξωτερικών σημάτων. Αυτό εξασφαλίζει ότι τα κύτταρα διαιρούνται μόνο όταν είναι απαραίτητα και υπό κατάλληλες συνθήκες, συμβάλλοντας στη συνολική υγεία και ανάπτυξη ενός οργανισμού.
