G1 FÁZIS (SEJTCIKLUS): LEÍRÁS ÉS FONTOSSÁG - BIOLÓGIA - 2025

A G1 fázis az egyik szakasz, amelyben a cella életciklusának felülete megoszlik. Sok szerző ezt "növekedési fázisnak" nevezi, mivel annak során a sejt legjelentősebb növekedése következik be.

A G1 fázis alatt tehát különféle intracelluláris anyagcsere-változások lépnek fel, amelyek előkészítik a sejtet az osztódásra. E szakasz egy bizonyos pontján, amelyet egyes szövegekben "restrikciós pontnak" hívnak, a sejt megosztódik és folytatja a szintézis S fázisát.

Sejtciklus fázisok (Forrás: Richard Wheeler (Zephyris). Spanyol címkék: Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) a Wikimedia Commons segítségével)

A sejtciklus

A sejtciklus az események rendezett sorozatából áll, amelyek egy sejtben felkészülnek a megosztásra. Általában azt a folyamatot definiálják, amely négy szakaszra oszlik:

- méretnövekedés (G1 fázis)

- lemásolják a DNS-t és más fontos molekulákat szintetizálnak (szintézis vagy S fázis)

- felkészülés a megosztásra (G2 fázis) és

- megosztás (M fázis vagy mitózis)

A fentieknek megfelelően a sejtciklus két nagy "pillanatra" osztható: az interfészre és a mitózisra. Az interfész a G1, S és G2 fázisokból áll, amelyek az összes mitotikus megosztás és a másik közötti folyamatokat magukban foglalják, ezért állítják, hogy egy sejt életének nagy részét az interfészen tölti.

Szabályozás

A "stimuláló" vagy "gátló" üzenetek szerint, amelyeket egy sejt fogad az interfész során, "eldöntheti", hogy belép-e a sejtciklusba, és nem osztja-e.

Ezeket az "üzeneteket" néhány speciális fehérje hordozza, beleértve növekedési faktorokat, ezeknek a növekedési faktoroknak a receptorait, szignál-átalakítókat és nukleáris szabályozó fehérjéket.

Ezenkívül a sejtekben vannak ellenőrző pontok vagy restrikciós pontok is a különböző fázisokban, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy biztosítsák a sejtciklus megfelelő előrehaladását.

Sok "nem reproduktív" sejt folyamatosan osztódik, ezért mondják, hogy mindig aktív sejtciklusban vannak.

Azok a sejtek, amelyek nem osztódnak, vagy nyugalmi sejtek, lépnek be a G1 fázisból egy G0 nevű fázisba, amelynek során életképesek maradhatnak hónapokon át akár évekig is (az emberi test sok sejtje ebben a szakaszban van).

A terminálisan differenciált sejtek nem hagyhatják el a G0 fázist, és beléphetnek a sejtciklusba, mint például néhány idegsejt esetében.

A G1 fázis leírása

Mint már említettük, a sejtciklus G1 fázisa növekedési fázisnak tekinthető, mivel egy sejt megosztása után a lányi sejtek belépnek ebbe a fázisba, és elkezdik a DNS későbbi replikációjához szükséges enzimek és tápanyagok szintetizálását. sejtosztódás.

Ebben a fázisban nagy mennyiségű fehérje és messenger RNS is képződik, és időtartamuk nagyon változó, általában a sejt számára rendelkezésre álló tápanyagok mennyiségétől függően.

A G1 alfázisai

A G1 szakasz leírható úgy, hogy négy „alfázisból” áll: verseny (g1a), belépés vagy belépés (g1b), progresszió (g1c) és összeszerelés (g1d).

A verseny azt a folyamatot jelenti, amelynek során a G1-be belépő sejt a plazmamembránon keresztül felszívja a tápanyagokat és az extracelluláris elemeket. A belépés vagy belépés ezen "anyagok" belépéséből áll, amelyek hozzájárulnak a sejt növekedéséhez.

Ez a növekedés a progresszió alfázisában fordul elő, amely akkor ér véget, amikor ezek az anyagok más sejtszerkezetek kialakulásakor összeállnak, és befejezik a sejt előrehaladását a G1 fázisba és az ellenőrzőpont felé.

Kontroll vagy "korlátozási" pontok

Minden sejt rendelkezik szabályozókkal, amelyek lehetővé teszik számukra a növekedésük figyelemmel kísérését. A G1 fázis végén van egy ellenőrző pont, amely biztosítja, hogy a proteinszintézis megfelelően megtörtént, és hogy az összes sejt DNS "ép" és "kész" a következő fázisokra.

Az ezen ellenőrző ponton talált speciális "védőintézkedések" ciklin-függő kinázokként vagy CDK-kként ismert fehérjék, amelyek ciklin-függő kinázokból származnak, olyan fehérjék, amelyek szintén részt vesznek a DNS megosztásának kezdetében az S fázisban.

A ciklin-függő kinázok olyan protein-kinázok, amelyekre jellemző, hogy külön alegységre (ciklinre) van szükség, amely biztosítja az enzimaktivitás alapvető doménjeit.

Sejtciklus-ellenőrző pontok (Forrás: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), a Wikimedia Commons-on keresztül, módosította: Raquel Parada)

Felelősek a célfehérjék specifikus doménjeiben található szerin- és treoninmaradványokban lévő foszfátcsoportok hozzáadásáért, megváltoztatva aktivitásukat.

Nagyon fontos szerepet játszanak mind a sejtosztódás szabályozásában, mind a gén transzkripciójának modulálásában, különféle extra- és intracelluláris szignálok hatására. Ezeknek a fehérjéknek köszönhetően nemcsak a G1 fázis, hanem az S fázis és a G2 fázis is működik a sejtciklus „órájában”.

A G1 / S ellenőrzőpont

A G1 fázis ellenőrző pontja az egyik legfontosabb, és ott a sejt „eldönti”, ha elegendően megnövekedett-e, és a táplálkozási körülmények körülötte és belsejében megfelelőek-e a genomi replikációs folyamat elindításához.

A 2. alcsalád (Cdk2) ciklinfüggő protein-kinázjai, amelyek az E ciklintől függnek, részt vesznek ebben a fázisátmeneti pontban.

Amint a sejt "áthalad" ezen az ellenőrző ponton, és belép a következő fázisba, a Cdk1 aktivitása ismét "kikapcsol" a ciklin részének elpusztításával, ezért bebizonyosodott, hogy ezek a fehérjék inaktívak, amíg hogy vannak ciklinok a citoszolban.

fontosság

A G1 fázis nemcsak a sejtnövekedéshez és a szubcelluláris struktúrák előkészítéséhez elengedhetetlen, de kontrollpontja kritikus a sejtproliferáció szabályozása szempontjából.

A proliferáció ellenőrzésének "deregulációja" a daganatos fejlõdés egyik fõ mozgatórugója különbözõ típusú szövetekben, mivel a sejtciklus számos pontját "megkerülik" a tumorigenezis során.

Irodalom

1. Casem, ML (szerk.). (2016). Esettanulmányok a sejtbiológiában. Academic Press.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Encyclopaedia Britannica. Beolvasva 2020. április 5-én, a www.britannica.com/science/cell-cycle webhelyről
3. Harrison, MK, Adon, AM és Saavedra, HI A G1 fázisú Cdks-ek szabályozzák a centroszóma ciklust és közvetítik az onkogénfüggő centroszóma amplifikációt. Cell Div 6, 2 (2011).
4. Li, Y., Barbash, O., és Diehl, JA (2015). A sejtciklus szabályozása. A rák molekuláris alapjában (165-178. Oldal). Csak a tartalomraktár!
5. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… és Matsudaira, P. (2008). Molekuláris sejtbiológia. Macmillan.
6. Maluales, M. (2014). Ciklin-függő kinázok. Genombiológia, 15 (6), 122.
7. McDaniel, John. (2020, április 6). G1 fázis: Mi történik a sejtciklus ebben a szakaszában? sciencing.com. Vissza a következőhöz:
8. Tanase, C., Ogrezeanu, I., és Badiu, C. (2011). A hipofízis adenómák molekuláris patológiája. Elsevier.