Клітинний цикл - це період існування клітини від моменту її утворення шляхом поділу материнської клітини до власного розподілу або загибелі.
Тривалість клітинного циклу еукаріотів Тривалість клітинного циклу в різних клітин варіюється. Швидко розмножуються клітини дорослих організмів, такі як кровотворні або базальні клітки епідермісу і тонкої кишки, можуть входити в клітинний цикл кожні 12-36 год Короткі клітинні цикли (близько 30 хв) спостерігаються при швидкому дробленні яєць голкошкірих, земноводних та інших тварин. В експериментальних умовах короткий клітинний цикл (близько 20 год) мають багато лінії клітинних культур. У більшості активно діляться клітин тривалість періоду між митозами становить приблизно 10-24 годин
Регуляція клітинного циклу Закономірна послідовність зміни періодів клітинного циклу здійснюється при взаємодії таких білків, як циклін-залежні кінази та циклін. Клітини, які знаходяться в G0 фазі, можуть вступати в клітинний цикл при дії на них факторів росту. Різні чинники зростання, такі як тромбоцитарний, епідермальний, фактор росту нервів, зв'язуючись зі своїми рецепторами, запускають внутрішньоклітинний сигнальний каскад, що призводить в результаті до транскрипції генів циклінів і циклін-залежних кіназ. Циклін-залежні кінази стають активними лише при взаємодії з відповідними циклін. Зміст різних циклінів в клітці змінюється протягом усього клітинного циклу. Циклін є регуляторної компонентою комплексу циклін-циклін-залежна кіназа. Кіназа ж є каталітичним компонентом цього комплексу. Кінази не активні без циклінів. На різних стадіях клітинного циклу синтезуються різні циклін. Так, зміст циклін B в ооцитах жаби досягає максимуму до моменту мітозу, коли запускається весь каскад реакцій фосфорилювання, що каталізуються комплексом ціклін-В/ціклін-завісімая кіназа. До закінчення мітозу циклін швидко руйнується протеїназ.
Контрольні точки клітинного циклу Для визначення завершення кожної фази клітинного циклу необхідна наявність в ньому контрольних точок. Якщо клітина «проходить» контрольну точку, то вона триває «рухатися» по клітинному циклу. Якщо ж які-небудь обставини, наприклад пошкодження ДНК, заважають клітці пройти через контрольну точку, яку можна порівняти зі свого роду контрольним пунктом, то клітина зупиняється і іншої фази клітинного циклу не наступає принаймні до тих пір, поки не будуть усунені перешкоди, не дозволяли клітці пройти через контрольний пункт. Існує як мінімум чотири контрольні точки клітинного циклу: точка в G1, де перевіряється інтактних ДНК, перед входженням в S-фазу, звіряльні точка в S-фазі, в якій перевіряється правильність реплікації ДНК, звіряльні точка в G2, в якій перевіряються пошкодження, пропущені при проходженні попередніх звіряльні точок, або отримані на подальших стадіях клітинного циклу. В G2 фазі детектується повнота реплікації ДНК, і клітини, в яких ДНК недорепліцірована, не входять в мітоз. У контрольній точці зборки веретена розподілу перевіряється, чи всі кінетохори прикріплені до мікротрубочкам.
Порушення клітинного циклу і утворення пухлин Порушення нормальної регуляції клітинного циклу є причиною появи більшості твердих пухлин. У клітинному циклі, як уже говорилося, проходження контрольних пунктів його можливо тільки в разі нормального завершення попередніх етапів і відсутності поломок. Для пухлинних клітин характерні зміни компонентів звіряльні точок клітинного циклу. При інактивації звіряльні точок клітинного циклу спостерігається дисфункція деяких пухлинних супресорів і протоонкогенів, зокрема p53, pRb, Myc і Ras. Білок p53 є одним з факторів транскрипції, який ініціює синтез білка p21, що є інгібітором комплексу CDK-циклін, що призводить до зупинки клітинного циклу в G1 і G2 періоді. Таким чином клітина, у якої пошкоджена ДНК, не вступає в S-фазу. При мутаціях, що призводять до втрати генів білка p53, або при їх змінах, блокади клітинного циклу не відбувається, клітини вступають у мітоз, що призводить до появи мутантних клітин, більша частина з яких нежиттєздатна, інша - дає початок злоякісним клітинам.
|