Г 1 фаза
Фаза G1 , клеточного , фаза разрыва 1 или фаза роста 1 — это первая из четырех фаз цикла который происходит при делении эукариотических клеток . В этой части интерфазы клетка синтезирует мРНК и белки для подготовки к последующим этапам, ведущим к митозу. Фаза G 1 заканчивается, когда клетка переходит в фазу S интерфазы. Около 30–40 процентов времени клеточного цикла тратится на фазу G1 .
Обзор
[ редактировать ]
Фаза G1 ( вместе с фазой S и G2 фазой интерфазой составляют длительный период роста клеточного называемый цикла, , который происходит перед делением клеток в митозе фаза М). [1]
Во время фазы G1 клетка увеличивается в размерах и синтезирует мРНК и белок , необходимые для синтеза ДНК . Как только необходимые белки и рост завершены, клетка вступает в следующую фазу клеточного цикла, S-фазу. Продолжительность каждой фазы, включая фазу G1 , различна у многих типов клеток. В соматических клетках человека клеточный цикл длится около 10 часов, а G 1 [2] Однако у Xenopus эмбрионов , эмбрионов морского ежа и дрозофилы эмбрионов фаза G1 практически не существует и определяется как промежуток, если он существует, между окончанием митоза и S-фазой. [2]
На фазу G 1 и другие подфазы клеточного цикла могут влиять ограничивающие факторы роста, такие как снабжение питательными веществами, температура и пространство для роста. достаточное количество нуклеотидов и аминокислот Для синтеза мРНК и белков должно присутствовать . Физиологические температуры оптимальны для роста клеток. У человека нормальная физиологическая температура составляет около 37 ° C (98,6 ° F). [1]
Фаза G 1 особенно важна в клеточном цикле, поскольку она определяет, приступит ли клетка к делению или выйдет из клеточного цикла. [2] Если клетке подается сигнал оставаться неделимой, вместо перехода в фазу S она покинет фазу G1 и перейдет в состояние покоя, G0 называемое фазой . Большинство непролиферирующих клеток позвоночных перейдут в фазу G0 . [1]
Регулирование
[ редактировать ]Внутри клеточного цикла существует строгий набор правил, известный как система контроля клеточного цикла , которая контролирует время и координацию фаз, чтобы обеспечить правильный порядок событий. Биохимические триггеры, известные как циклин-зависимые киназы (Cdks), включают события клеточного цикла в нужное время и в правильном порядке, чтобы предотвратить любые ошибки. [2]
В клеточном цикле есть три контрольные точки: контрольная точка G 1 /S или контрольная точка начала у дрожжей; КПП Г М 2 / ; и контрольно-пропускной пункт шпинделя . [1]
Биохимические регуляторы
[ редактировать ]Во время / фазы G1 активность циклина G1 S значительно возрастает ближе к концу фазы G1 .
Комплексы циклина, которые активны во время других фаз клеточного цикла, остаются инактивированными, чтобы предотвратить нарушение порядка каких-либо событий клеточного цикла. обнаружены три метода предотвращения активности Cdk В фазе G1 : pRB связывание с факторами транскрипции семейства E2F подавляет экспрессию генов циклина S-фазы; комплекс, способствующий анафазе активируется G 1 (APC), который нацеливается и разрушает циклины S и M (но не циклины /S); и высокая концентрация ингибиторов Cdk обнаруживается во время фазы G1 . [2]
Точка ограничения
[ редактировать ]Точка ограничения ( R ) в фазе G 1 отличается от контрольной точки, поскольку она не определяет, являются ли условия ячейки идеальными для перехода к следующей фазе, но меняет ход ячейки. После того, как клетка позвоночного находится в фазе G1 в течение примерно трех часов, клетка входит в точку ограничения, в которой решается, будет ли клетка двигаться вперед с фазой G1 или перейдет в спящую фазу G0 . [3]
Эта точка также разделяет две половины фазы G 1 ; постмитотическая и премитотическая фазы. Между началом фазы G 1 (которая также наступает после того, как произошел митоз) и R, клетка считается находящейся в субфазе G 1 -pm или постмитотической фазе. После R и перед S клетка известна как находящаяся в G 1 -ps, или в предS-фазовом интервале фазы G 1 . [4]
Для того чтобы клетка продолжила фазу G 1 -pm, должно быть большое количество факторов роста и устойчивая скорость синтеза белка, в противном случае клетка перейдет в G 0 . фазу [4]
Противоречивые исследования
[ редактировать ]Некоторые авторы скажут, что точка ограничения и контрольная точка G 1 /S — это одно и то же, [1] [2] есть две разные точки но более поздние исследования показали, что в фазе G 1 , которые сдерживают развитие клетки. Первая точка ограничения зависит от фактора роста и определяет, переходит ли клетка в фазу G0 , тогда как вторая контрольная точка зависит от питания и определяет, переходит ли клетка в фазу S. [3] [4]
КПП G 1 /S
[ редактировать ]Контрольная точка G1 фазой S , / S — это точка между фазой G1 и в которой клетка очищается для перехода в фазу S. Причины, по которым клетка не переходит в S-фазу, включают недостаточный рост клеток, повреждение ДНК или незавершенные другие приготовления.
В контрольной точке G 1 /S образование циклина G 1 /S с Cdk для формирования комплекса переводит клетку в новый цикл деления. [2] Эти комплексы затем активируют комплексы S-Cdk, которые продвигаются вперед с репликацией ДНК в S-фазе. Одновременно активность комплекса, способствующего анафазе (APC), значительно снижается, позволяя активировать S- и M-циклины.
Если клетка не может перейти в фазу S, она переходит в фазу покоя G0, в которой нет клеточного роста или деления. [1]
При раке
[ редактировать ]Многие источники связывают нарушения в фазе G1 или контрольной точке G1 / S с неконтролируемым ростом опухолей . В этих случаях поражение фазы G 1 обычно происходит из-за того, что генные регуляторные белки семейства E2F становятся необузданными и увеличивают экспрессию гена G 1 /S циклина, что приводит к неконтролируемому входу в клеточный цикл. [2]
Однако лечение некоторых форм рака также происходит в фазе G1 клеточного цикла. Многие виды рака, включая рак молочной железы [5] и кожи рак [6] были предотвращены от пролиферации, заставляя опухолевые клетки вступать в остановку клеточного цикла G 1 , предотвращая деление и распространение клеток.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж Лодиш Х., Берк А., Зипурски С.Л., Мацудайра П., Балтимор Д., Дарнелл Дж. (2000). Молекулярно-клеточная биология (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3136-8 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Морган, Дэвид (2007). Клеточный цикл: принципы контроля . Лондон: New Science Press LTD.
- ^ Jump up to: а б Фостер Д.А., Йеллен П., Сюй Л., Саксена М. (ноябрь 2010 г.). «Регуляция прогрессирования клеточного цикла G1: отличие точки ограничения от контрольных точек роста клеток, чувствительных к питательным веществам» . Гены и рак . 1 (11): 1124–31. дои : 10.1177/1947601910392989 . ПМК 3092273 . ПМИД 21779436 .
- ^ Jump up to: а б с Зеттерберг А., Ларссон О., Виман К.Г. (декабрь 1995 г.). «Какая точка ограничения?». Современное мнение в области клеточной биологии . 7 (6): 835–42. дои : 10.1016/0955-0674(95)80067-0 . ПМИД 8608014 .
- ^ Вали В.Б., Бачавал С.В., Сильвестр П.В. (июнь 2009 г.). «Комбинированное лечение гамма-токотриенолом и статинами вызывает остановку клеточного цикла опухоли молочной железы в G1». Экспериментальная биология и медицина . 234 (6): 639–50. дои : 10.3181/0810-RM-300 . ПМИД 19359655 . S2CID 30323288 .
- ^ Е Ю, Ван Х, Чу Дж. Х., Чоу Г. С., Чен С. Б., Мо Х, Фонг В. Ф., Ю З. Л. (июнь 2011 г.). «Атрактиленолид II индуцирует остановку клеточного цикла G1 и апоптоз в клетках меланомы B16». Журнал этнофармакологии . 136 (1): 279–82. дои : 10.1016/j.jep.2011.04.020 . ПМИД 21524699 .