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

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 разных 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 ]}

фазу G1 _На 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, будет ли клетка делиться или выходить 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

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

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 G ₁ . ^{[ 2 ]}

Точка ограничения

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 она 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

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

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 с образованием 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

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

Переход G ₁ /S

Ссылки

^ Перейти обратно: ^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 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Морган, Дэвид (2007). Клеточный цикл: принципы контроля . Лондон: New Science Press LTD.
^ Перейти обратно: ^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 . ПМЦ 3092273 . ПМИД 21779436 .
^ Перейти обратно: ^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., Чжоу 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 .

[Lodish-1] Перейти обратно: ^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 .

[Morgan-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Морган, Дэвид (2007). Клеточный цикл: принципы контроля . Лондон: New Science Press LTD.

[Foster-3] Перейти обратно: ^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 . ПМЦ 3092273 . ПМИД 21779436 .

[Zetterberg-4] Перейти обратно: ^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 .

[5] 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 .

[6] Е Ю, Ван Х, Чу Дж. Х., Чжоу 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 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]