§21. Hüceyrə dövrü

Hüceyrənin tam bölünməsi üçün ölçüsünü artırmalı və kifayət qədər orqanoid yaratmalıdır. Və yarıya bölündükdə irsi məlumatı itirməmək üçün xromosomlarının surətlərini çıxarmalıdır. Və nəhayət, irsi məlumatı iki qız hüceyrə arasında ciddi şəkildə bərabər paylamaq üçün o, xromosomları qız hüceyrələrə paylamazdan əvvəl onları düzgün qaydada təşkil etməlidir. Bütün bu vacib vəzifələr hüceyrə dövrü ərzində yerinə yetirilir.

Hüceyrə dövrü vacibdir, çünki... ən vacibini nümayiş etdirir: çoxalmaq, böyümək və fərqləndirmək qabiliyyəti. Mübadilə də baş verir, lakin hüceyrə dövrü öyrənilərkən nəzərə alınmır.

Konsepsiyanın tərifi

Hüceyrə dövrü - bu, hüceyrənin doğulmasından qız hüceyrələrinin meydana gəlməsinə qədər olan dövrdür.

Heyvan hüceyrələrində hüceyrə dövrü, iki bölünmə (mitoz) arasındakı müddət orta hesabla 10 ilə 24 saat arasında davam edir.

Hüceyrə dövrü təbii olaraq bir-birini əvəz edən bir neçə dövrdən (sinonimi: fazalardan) ibarətdir. Hüceyrə dövrünün ilk fazaları (G 1, G 0, S və G 2) toplu olaraq adlanır. interfaza , və sonuncu mərhələ adlanır.

düyü. 1.Hüceyrə dövrü.

Hüceyrə dövrünün dövrləri (fazaları).

1. İlk artım dövrü G1 (ingiliscə Growth - artım), dövrün 30-40%-ni, istirahət dövrü isə G. 0

Sinonimlər: postmitotik (mitozdan sonra baş verir), presintetik (DNT sintezindən əvvəl keçir) dövr.

Hüceyrə dövrü mitoz yolu ilə hüceyrənin doğulması ilə başlayır. Bölünmədən sonra qız hüceyrələrinin ölçüsü azalır və normaldan daha az orqanellə olur. Buna görə də, hüceyrə dövrünün (G 1) birinci dövründə (fazasında) "yeni doğulmuş" kiçik bir hüceyrə böyüyür və ölçüsünü artırır, həmçinin itkin orqanoidləri əmələ gətirir. Bütün bunlar üçün zəruri olan zülalların aktiv sintezi var. Nəticədə hüceyrə tam hüquqlu olur, "böyüklər" demək olar.

Hüceyrə üçün G1 böyümə dövrü adətən necə başa çatır?

1. Hüceyrənin prosesə daxil olması. Diferensiasiyaya görə hüceyrə bütün orqan və orqanizm üçün lazım olan funksiyaları yerinə yetirmək üçün xüsusi xüsusiyyətlər əldə edir. Fərqləndirmə hüceyrənin müvafiq molekulyar reseptorlarına təsir edən nəzarət maddələri (hormonlar) tərəfindən tetiklenir. Diferensiasiyasını tamamlamış hüceyrə bölünmə dövründən çıxır və içindədir istirahət müddəti G 0 . Aktivləşdirici maddələrə (mitogenlərə) məruz qalma onun dedifferensasiyadan keçməsi və hüceyrə dövrünə qayıtması üçün tələb olunur.
2. Hüceyrənin ölümü (ölümü).
3. Hüceyrə dövrünün növbəti dövrünə daxil olmaq - sintetik.

2. Sintetik dövr S (ingilis dilindən Synthesis - sintez), dövrün 30-50%-ni təşkil edir.

Bu dövr adına sintez anlayışına istinad edir DNT sintezi (replikasiya) , və hər hansı digər sintez proseslərinə deyil. İlk böyümə dövründən keçməsi nəticəsində müəyyən ölçüyə çatan hüceyrə DNT sintezinin baş verdiyi sintetik dövrə və ya S fazasına daxil olur. DNT replikasiyası sayəsində hüceyrə öz genetik materialını (xromosomları) ikiqat artırır, çünki Hər bir xromosomun dəqiq surəti nüvədə əmələ gəlir. Hər bir xromosom ikiqat olur və bütün xromosom dəsti ikiqat olur və ya diploid . Nəticədə, hüceyrə artıq bir gen itirmədən irsi materialı iki qız hüceyrə arasında bərabər bölməyə hazırdır.

3. İkinci artım dövrü G 2 (ingiliscə Growth - artım), dövrün 10-20%-ni təşkil edir.

Sinonimlər: premitotik (mitozdan əvvəl keçir) dövr, postsintetik (sintetikdən sonra baş verir) dövr.

G2 dövrü növbəti hüceyrə bölünməsinə hazırlıqdır. G 2 artımının ikinci dövründə hüceyrə mitoz üçün lazım olan zülalları, xüsusən də mil üçün tubulin istehsal edir; ATP şəklində enerji ehtiyatları yaradır; DNT replikasiyasının tam olub olmadığını yoxlayır və bölünməyə hazırlaşır.

4. M mitotik bölünmə dövrü (ingilis dilindən Mitosis - mitoz), dövrün 5-10% -ni təşkil edir.

Bölünmədən sonra hüceyrə yeni G1 fazasına keçir və hüceyrə dövrü başa çatır.

Hüceyrə dövrünün tənzimlənməsi

Molekulyar səviyyədə, dövrün bir mərhələsindən digərinə keçid iki zülal tərəfindən tənzimlənir - siklin Və siklin asılı kinaz(CDK).

Hüceyrə dövrünü tənzimləmək üçün tənzimləyici zülalların geri dönən fosforilasiyası/defosforilasiyası prosesi istifadə olunur, yəni. onlara fosfatların əlavə edilməsi, sonra aradan qaldırılması. Hüceyrənin mitoza daxil olmasını tənzimləyən əsas maddə (yəni, onun G 2 fazasından M fazasına keçidi) spesifikdir. serin/treonin protein kinaz, adlanır yetişmə faktoru- FS və ya MPF, ingiliscə yetkinləşməni təşviq edən amildən. Aktiv formada bu protein fermenti mitozda iştirak edən bir çox zülalın fosforlaşmasını katalizləşdirir. Bunlar, məsələn, xromatinin bir hissəsi olan histon H1, lamin (nüvə membranında yerləşən sitoskeletal komponent), transkripsiya faktorları, mitotik mil zülalları, həmçinin bir sıra fermentlərdir. Bu zülalların yetişmə faktoru MPF ilə fosforlaşması onları aktivləşdirir və mitoz prosesini başlatır. Mitozun tamamlanmasından sonra PS tənzimləyici alt bölməsi, siklin, ubiquitin ilə qeyd olunur və parçalanır (proteoliz). İndi növbə sənindir protein fosfataza mitozda iştirak edən zülalları defosforilləşdirir və bununla da onları qeyri-aktiv vəziyyətə gətirir. Nəticədə hüceyrə interfaza vəziyyətinə qayıdır.

PS (MPF) heterodimerik fermentdir və tərkibində tənzimləyici alt bölmə, yəni siklin və katalitik alt bölmə, yəni siklin-asılı kinaz CDK, həmçinin p34cdc2 kimi tanınır; 34 kDa. Bu fermentin aktiv forması yalnız dimer CZK + siklindir. Bundan əlavə, CZK fəaliyyəti fermentin özünün geri dönən fosforlaşması ilə tənzimlənir. Siklinlər bu adı aldılar, çünki onların konsentrasiyası hüceyrə dövrünün dövrlərinə uyğun olaraq dövri olaraq dəyişir, xüsusən də hüceyrə bölünməsi başlamazdan əvvəl azalır.

Onurğalıların hüceyrələrində bir sıra müxtəlif siklinlər və siklindən asılı kinazlar mövcuddur. İki ferment alt bölməsinin müxtəlif kombinasiyaları mitozun başlanğıcını, G1 fazasında transkripsiya prosesinin başlanğıcını, transkripsiya başa çatdıqdan sonra kritik nöqtənin keçidini, interfazanın S dövründə DNT replikasiyası prosesinin başlanğıcını tənzimləyir (keçid başlanğıcı). ) və hüceyrə dövrünün digər əsas keçidləri (diaqramda göstərilmir).
Qurbağa oositlərində mitoza daxil olma (G2/M keçidi) siklin konsentrasiyasının dəyişməsi ilə tənzimlənir. Siklin, PS tərəfindən katalizləşdirilmiş protein fosforilasiyasının bütün kaskadı işə salındıqda, M fazasında maksimum konsentrasiyaya çatana qədər interfazada davamlı olaraq sintez olunur. Mitozun sonunda siklin proteinazlar tərəfindən tez məhv edilir, həmçinin PS tərəfindən aktivləşdirilir. Digər hüceyrə sistemlərində PS-nin fəaliyyəti fermentin özünün müxtəlif dərəcələrində fosforlaşma ilə tənzimlənir.

Hüceyrə dövrü

Hüceyrə dövrü mitoz (M fazası) və interfazadan ibarətdir. İnterfazada G 1, S və G 2 mərhələləri ardıcıl olaraq fərqlənir.

Hüceyrə Dövrünün Mərhələləri

İnterfaza

G 1 mitozun telofazasını izləyir. Bu mərhələdə hüceyrə RNT və zülalları sintez edir. Fazanın müddəti bir neçə saatdan bir neçə günə qədərdir.

G 2 hüceyrələr sikldən çıxa bilir və fazadadır G 0 . Fazada G 0 hüceyrələr fərqlənməyə başlayır.

S. S fazasında hüceyrədə zülal sintezi davam edir, DNT replikasiyası baş verir və sentriollar ayrılır. Əksər hüceyrələrdə S fazası 8-12 saat davam edir.

G 2 . G 2 fazasında RNT və zülalın sintezi davam edir (məsələn, mitotik milin mikrotubulları üçün tubulinin sintezi). Qız sentriolları qəti orqanoidlərin ölçüsünə çatır. Bu mərhələ 2-4 saat davam edir.

MİTOZ

Mitoz zamanı nüvə (karyokinez) və sitoplazma (sitokinez) bölünür. Mitozun mərhələləri: profilaktika, prometafaz, metafaza, anafaza, telofaza.

Profaza. Hər bir xromosom bir sentromere ilə bağlanmış iki bacı xromatiddən ibarətdir. Centrioles mitotik mili təşkil edir. Bir cüt sentriol mitotik mərkəzin bir hissəsidir, buradan mikrotubullar radial olaraq uzanır. Əvvəlcə mitotik mərkəzlər nüvə membranının yaxınlığında yerləşir, sonra bir-birindən ayrılır və bipolyar mitotik mil əmələ gəlir. Bu proses uzandıqca bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan qütb mikrotubullarını əhatə edir.

sentriol sentrozomun bir hissəsidir (sentrosomda iki sentriol və perisentriol matrisi var) və diametri 15 nm və uzunluğu 500 nm olan silindr formasına malikdir; silindr divarı 9 üçlü mikrotubuldan ibarətdir. Sentrosomda sentriollar bir-birinə düz bucaq altında yerləşir. Hüceyrə dövrünün S fazasında sentriollar çoxalır. Mitozda hər biri orijinal və yeni əmələ gələndən ibarət cüt sentriol hüceyrə qütblərinə doğru ayrılır və mitotik milin əmələ gəlməsində iştirak edir.

Prometafaza. Nüvə zərfi kiçik parçalara parçalanır. Sentromer bölgəsində kinetoxor mikrotubullarının təşkili üçün mərkəz kimi fəaliyyət göstərən kinetoxorlar meydana çıxır. Kinetoxorların hər bir xromosomdan hər iki istiqamətdə ayrılması və onların mitotik milin qütb mikrotubulları ilə qarşılıqlı əlaqəsi xromosomların hərəkətinə səbəb olur.

Metafaza. Xromosomlar milin ekvator bölgəsində yerləşir. Hər bir xromosomun mitotik milin əks qütblərinə yönəldilmiş bir cüt kinetoxor və əlaqəli kinetoxor mikrotubulları tərəfindən tutulduğu bir metafaza lövhəsi meydana gəlir.

Anafaza– qız xromosomlarının mitotik milin qütblərinə 1 µm/dəq sürətlə ayrılması.

Telofaz. Xromatidlər qütblərə yaxınlaşır, kinetoxor mikrotubulları yox olur, qütblülər isə uzanmağa davam edir. Nüvə zərfi əmələ gəlir və nüvəcik görünür.

Sitokinez- sitoplazmanın iki ayrı hissəyə bölünməsi. Proses gec anafaza və ya telofazada başlayır. Plazmalemma, milin uzun oxuna perpendikulyar bir müstəvidə iki qız nüvəsi arasında geri çəkilir. Parçalanma şırım dərinləşir və qız hüceyrələri arasında bir körpü qalır - qalıq bədən. Bu quruluşun daha da məhv edilməsi qız hüceyrələrinin tam ayrılmasına səbəb olur.

Hüceyrə bölünməsinin tənzimləyiciləri

Mitoz yolu ilə baş verən hüceyrə proliferasiyası müxtəlif molekulyar siqnallarla sıx şəkildə tənzimlənir. Bu çoxsaylı hüceyrə dövrü tənzimləyicilərinin əlaqələndirilmiş fəaliyyəti həm hüceyrələrin hüceyrə dövrünün fazadan fazasına keçidini, həm də hər bir fazanın hadisələrinin dəqiq yerinə yetirilməsini təmin edir. Proliferativ olaraq idarə olunmayan hüceyrələrin yaranmasının əsas səbəbi hüceyrə dövrü tənzimləyicilərinin strukturunu kodlayan genlərdəki mutasiyalardır. Hüceyrə dövrünün və mitozun tənzimləyiciləri hüceyrədaxili və hüceyrələrarası bölünür. Hüceyrədaxili molekulyar siqnallar çoxdur, onların arasında ilk növbədə hüceyrə dövrü tənzimləyicilərinin özləri (siklinlər, siklindən asılı protein kinazlar, onların aktivatorları və inhibitorları) və şiş bastırıcıları qeyd edilməlidir.

MEYOZ

Meyoz zamanı haploid gametlər əmələ gəlir.

Birinci mayoz bölünmə

Meyozun ilk bölünməsi (profaza I, metafaza I, anafaza I və telofaza I) reduksiyadır.

ProfazaI ardıcıl olaraq bir neçə mərhələdən keçir (leptoten, ziqoten, paxiten, diploten, diakinez).

Leptoten - xromatin kondensasiya olunur, hər bir xromosom sentromere ilə bağlanmış iki xromatiddən ibarətdir.

Zigoten- homoloji qoşa xromosomlar yaxınlaşır və fiziki təmasda olur ( sinapsis) xromosomların birləşməsini təmin edən sinaptonemal kompleks şəklində. Bu mərhələdə iki bitişik xromosom cütü bivalent əmələ gətirir.

Pachytena– spirallaşma nəticəsində xromosomlar qalınlaşır. Birləşdirilmiş xromosomların ayrı-ayrı bölmələri bir-biri ilə kəsişir və xiasmata əmələ gətirir. Burada baş verənlər keçmək- ata və ananın homoloji xromosomları arasında bölmələrin mübadiləsi.

Diplotena– sinaptonemal kompleksin uzununa parçalanması nəticəsində hər bir cütdə birləşmiş xromosomların ayrılması. Xromosomlar, chiasmata istisna olmaqla, kompleksin bütün uzunluğu boyunca bölünür. Bivalentdə 4 xromatid aydın şəkildə fərqlənir. Belə bivalent tetrad adlanır. RNT-nin sintez olunduğu xromatidlərdə açılan yerlər görünür.

Diakinez. Xromosomların qısaldılması və xromosom cütlərinin parçalanması prosesləri davam edir. Chiasmata xromosomların uclarına doğru hərəkət edir (terminallaşma). Nüvə membranı məhv olur və nüvələr yox olur. Mitotik mil görünür.

MetafazaI. I metafazada tetradlar metafaza lövhəsini əmələ gətirir. Ümumiyyətlə, ata və ana xromosomları mitotik milin ekvatorunun bir və ya digər tərəfində təsadüfi olaraq paylanır. Xromosomların paylanmasının bu modeli Mendelin ikinci qanununun əsasını təşkil edir, bu qanun (kəsişmə ilə birlikdə) fərdlər arasında genetik fərqləri təmin edir.

AnafazaI mitozun anafazasından onunla fərqlənir ki, mitoz zamanı bacı xromatidlər qütblərə doğru hərəkət edirlər. Meyozun bu mərhələsində bütöv xromosomlar qütblərə doğru hərəkət edir.

TelofazI mitozun telofazasından heç bir fərqi yoxdur. 23 konjuge (ikiqat) xromosomlu nüvələr əmələ gəlir, sitokinez baş verir və qız hüceyrələr əmələ gəlir.

Meyozun ikinci bölgüsü.

Meyozun ikinci bölgüsü - tənlik - mitozla eyni şəkildə davam edir (profaza II, metafaza II, anafaza II və telofaza), lakin daha sürətli. Qız hüceyrələri haploid xromosom dəstini alır (22 autosom və bir cinsi xromosom).

Hüceyrə dövrü - Bu, hüceyrə həyatının bir bölünmədən digərinə keçmə dövrüdür. Fazalararası və bölünmə dövrlərindən ibarətdir. Hüceyrə dövrünün müddəti müxtəlif orqanizmlərdə dəyişir (bakteriyalar üçün - 20-30 dəqiqə, eukaryotik hüceyrələr üçün - 10-80 saat).

İnterfaza

İnterfaza (latdan. inter- arasında, mərhələləri– meydana çıxma) hüceyrənin bölünməsi və ya bölünməsindən ölümünə qədər olan dövrdür. Hüceyrənin bölünməsindən onun ölümünə qədər olan dövr bölündükdən sonra öz qabiliyyətini itirmiş çoxhüceyrəli orqanizmin hüceyrələri üçün xarakterikdir (eritrositlər, sinir hüceyrələri və s.). İnterfaza hüceyrə dövrünün təxminən 90% -ni tutur.

İnterfaza daxildir:

1) presintetik dövr (G 1) – intensiv biosintez prosesləri başlayır, hüceyrə böyüyür və ölçüsü artır. Məhz bu dövrdə bölünmə qabiliyyətini itirmiş çoxhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələri ölənə qədər qalır;

2) sintetik (S) – DNT və xromosomlar ikiqat artır (hüceyrə tetraploid olur), sentriollar, əgər varsa, ikiqat artır;

3) postsintetik (G 2) – əsasən hüceyrədə sintez prosesləri dayanır, hüceyrə bölünməyə hazırlaşır.

Hüceyrə bölünməsi baş verir birbaşa(amitoz) və dolayı(mitoz, mayoz).

Amitoz

Amitoz – bölünmə aparatının əmələ gəlmədiyi birbaşa hüceyrə bölünməsi. Nüvə həlqəvi daralmaya görə bölünür. Genetik məlumatın vahid paylanması yoxdur. Təbiətdə məməlilərdə kirpiklərin və plasental hüceyrələrin makronükleusları (böyük nüvələr) amitozla bölünür. Xərçəng hüceyrələri amitozla bölünə bilər.

Dolayı bölünmə parçalanma aparatının əmələ gəlməsi ilə bağlıdır. Bölmə aparatına xromosomların hüceyrələr arasında vahid paylanmasını təmin edən komponentlər (bölünmə mili, sentromerlər və əgər varsa, sentriollar) daxildir. Hüceyrə bölünməsi nüvə bölünməsinə bölünə bilər ( mitoz) və sitoplazmik bölünmə ( sitokinez). Sonuncu nüvə parçalanmasının sonuna doğru başlayır. Təbiətdə ən çox rast gəlinənlər mitoz və meyozdur. Bəzən olur endomitoz- nüvədə onun qabığı məhv edilmədən baş verən dolayı parçalanma.

Mitoz

Mitoz ana hüceyrədən eyni genetik məlumat dəstinə malik iki qız hüceyrənin əmələ gəldiyi dolayı hüceyrə bölgüsüdür.

Mitoz fazaları:

1) profilaktika – xromatinin sıxlaşması (kondensasiyası) baş verir, xromatidlər spirallaşır və qısalır (işıq mikroskopunda görünür), nüvələr və nüvə membranı yox olur, mil əmələ gəlir, onun ipləri xromosomların sentromerlərinə yapışır, sentriollar bölünərək pollara ayrılır. hüceyrədən;

2) metafaza – xromosomlar maksimum spiralləşir və ekvator boyunca (ekvator boşqabında), homoloji xromosomlar yaxınlıqda yerləşir;

3) anafaza – mil sapları eyni vaxtda büzülür və xromosomları qütblərə qədər uzatır (xromosomlar monoxromatid olur), mitozun ən qısa mərhələsi;

4) telofaza – xromosomlar despiral, nüvəciklər və nüvə membranı əmələ gəlir, sitoplazmanın bölünməsi başlayır.

Mitoz ilk növbədə somatik hüceyrələrə xasdır. Mitoz sabit sayda xromosom saxlayır. Hüceyrələrin sayını artırmağa kömək edir, buna görə də böyümə, regenerasiya və vegetativ yayılma zamanı müşahidə olunur.

Meioz

Meioz (yunan dilindən meioz- reduksiya) eyni olmayan genetik məlumatlara malik olan ana hüceyrədən dörd qız hüceyrənin əmələ gəldiyi dolayı reduksiya hüceyrə bölünməsidir.

İki bölmə var: meiosis I və meiosis II. İnterfaza I mitozdan əvvəlki interfazaya bənzəyir. Sintetik interfazadan sonrakı dövrdə zülal sintezi prosesləri dayanmır və birinci bölmənin profilaktikasında davam edir.

Meioz I:

– profilaktika I – xromosomlar spiral olur, nüvə və nüvə zərfi yox olur, mil əmələ gəlir, homoloji xromosomlar yaxınlaşır və bacı xromatidlər boyunca bir-birinə yapışır (qalada ildırım kimi) – baş verir konyuqasiya, beləliklə formalaşır tetradlar, və ya bivalentlər, xromosom krossoveri əmələ gəlir və bölmələr mübadiləsi aparılır - keçmək, sonra homoloji xromosomlar bir-birini itələyir, lakin keçidin baş verdiyi ərazilərdə bağlı qalırlar; sintez prosesləri tamamlandı;

– metafaza I – xromosomlar ekvator boyu, homoloji – bixromatid xromosomlar ekvatorun hər iki tərəfində bir-birinin əksinə yerləşmişdir;

– anafaza I – milin filamentləri eyni vaxtda bir homolog bixromatid xromosomu boyunca qütblərə doğru büzülür və uzanır;

– telofaza I (əgər varsa) - xromosomlar despiral olur, nüvə və nüvə membranı əmələ gəlir, sitoplazma paylanır ( əmələ gələn hüceyrələr haploiddir).

İnterfaza II(əgər varsa): DNT duplikasiyası baş vermir.

Meioz II:

– profilaktika II – xromosomlar sıxlaşır, nüvə və nüvə membranı yox olur, parçalanma mili əmələ gəlir;

– metafaza II – xromosomlar ekvator boyunca yerləşir;

– anafaza II – xromosomlar eyni vaxtda mil iplərinin daralması ilə qütblərə doğru ayrılır;

– telofaza II – xromosomlar despiral olur, nüvə və nüvə membranı əmələ gəlir və sitoplazma bölünür.

Meiosis mikrob hüceyrələrinin meydana gəlməsindən əvvəl baş verir. Cinsi hüceyrələrin birləşməsinə növün (karyotip) sabit sayda xromosomunu saxlamağa imkan verir. Kombinativ dəyişkənliyi təmin edir.

GOUVPO

"VORONEJ DÖVLƏT TEXNIK UNİVERSİTETİ"

TİBB SİSTEMLƏRİNDƏ SİSTEM TƏHLİLİ VƏ İDARƏ EDİLMƏSİ BÖLÜMƏSİ

ÖZET

FAN: “İnsan və Heyvan Biologiyası”

MÖVZUSUNDA: “Mitoz dövrü. Hüceyrə dövrü, M, G1, S, G2 fazaları, avtomatik və heterosintetik hüceyrə funksiyaları”

Tamamladı: BM-101 qrupunun 1-ci kurs tələbəsi Tonkix M.A.

Yoxlayan: professor, tibb elmləri doktoru. Elm L. B. Dmitrenko

VORONEJ 2010

Hüceyrə dövrü: ümumi baxış

Eukaryotik hüceyrələrin bölünməsini təmin edən təkrarlanan hadisələr toplusuna hüceyrə dövrü deyilir. Hüceyrə dövrünün uzunluğu bölünən hüceyrələrin növündən asılıdır. İnsan neyronları kimi bəzi hüceyrələr terminal diferensiasiya mərhələsinə çatdıqdan sonra bölünməyi tamamilə dayandırırlar. Yetkin bir orqanizmdə ağciyər, böyrək və ya qaraciyər hüceyrələri yalnız müvafiq orqanların zədələnməsinə cavab olaraq bölünməyə başlayır. Bağırsaq epitel hüceyrələri insanın həyatı boyu bölünür. Sürətlə çoxalmış hüceyrələrdə belə, bölünməyə hazırlıq təxminən 24 saat davam edir. G1 mərhələsi DNT sintezindən əvvəlki dövrdür. S-fazası sintez dövrüdür (DNT replikasiyası). G2 mərhələsi DNT sintezi ilə mitoz arasındakı dövrdür. İnterfaza G1, S və G2 fazalarını əhatə edən dövrdür. Sitokinez sitoplazmanın bölünməsidir. Məhdudiyyət nöqtəsi, R nöqtəsi - hüceyrənin bölünməyə doğru irəliləməsinin geri dönməz hala gəldiyi hüceyrə tsiklində vaxt. G0 mərhələsi erkən G1 fazasında bir təbəqəyə çatmış və ya böyümə faktorlarından məhrum olan hüceyrələrin vəziyyətidir.

mitozumeiosis) əvvəl hüceyrə dövrünün S dövründə baş verən xromosomun ikiqat artmasıdır. Dövr sintez sözünün ilk hərfi ilə təyin olunur - DNT sintezi. S dövrünün sonundan metafazanın sonuna qədər nüvə sperma və ya yumurtanın nüvəsindən dörd dəfə çox DNT ehtiva edir və hər bir xromosom iki eyni bacı xromatiddən ibarətdir.

Mitoz zamanı xromosomlar sıxlaşır və profilaktikanın sonunda və ya metafazanın əvvəlində optik mikroskop altında görünür. Sitogenetik analiz üçün adətən metafaza xromosomlarının preparatları istifadə olunur.

Əvvəlcə homoloji xromosomların anafaza sentromeriəlaqəsi kəsilir və xromatidlər mitotik milin əks qütblərinə doğru ayrılır. Xromatidlərin tam dəstləri qütblərə köçdükdən sonra (bundan sonra onlara xromosomlar deyilir) onların hər birinin ətrafında nüvə membranı əmələ gəlir və iki qız hüceyrənin nüvəsini əmələ gətirir (ana hüceyrənin nüvə membranının məhv edilməsi qütblərdə baş verir). son profilaktika). Qız hüceyrələri daxil olur dövr G1, və yalnız növbəti bölünməyə hazırlıq zamanı S dövrünə daxil olurlar və onlarda DNT replikasiyası baş verir.

Uzun müddət mitoza girməyən və ya ümumiyyətlə bölünmə qabiliyyətini itirmiş xüsusi funksiyaları olan hüceyrələr belə bir vəziyyətdədirlər. G0 dövrü .

Bədənin əksər hüceyrələri diploiddir - yəni iki var haploid xromosom dəsti(haploid dəst gametlərdə xromosomların sayıdır; insanlarda 23 xromosomdur və diploid xromosom dəsti - 46).

Cinsi vəzilərdə cinsiyyət hüceyrələrinin prekursorları əvvəlcə bir sıra mitotik bölünmələrə məruz qalır, sonra isə iki ardıcıl bölünmədən ibarət olan qametlərin əmələ gəlməsi prosesi olan meioza keçir. Meyozda homoloji xromosomlar cütləşir (ata 1-ci xromosom ilə ananın 1-ci xromosomu və s.), bundan sonra sözdə keçmək rekombinasiya, yəni ata və ana xromosomları arasında bölmələrin mübadiləsi baş verir. Nəticədə hər bir xromosomun genetik tərkibi keyfiyyətcə dəyişir.

Birinci divizionda meioz Homoloji xromosomlar (və bacı xromatidlər deyil mitoz), nəticədə hər birində 22 ikiqat xromosom olan haploid dəsti olan hüceyrələrin əmələ gəlməsi autosomlar və bir ikiqat cinsi xromosom.

Birinci və ikinci mayoz bölünmələr arasında S dövrü yoxdur ( düyü. 66.2, sağda) və bacı xromatidlər ikinci bölmədə qız hüceyrələrinə ayrılır. Nəticədə haploid xromosom dəsti olan hüceyrələr əmələ gəlir ki, bu hüceyrələrdə G1 dövründə diploid somatik hüceyrələrə nisbətən DNT-nin yarısı, S dövrünün sonunda isə somatik hüceyrələrə nisbətən 4 dəfə azdır.

Mayalanma zamanı ziqotda xromosomların sayı və DNT tərkibi G1 dövründə somatik hüceyrədəki kimi olur.

Ziqotda S dövrü somatik hüceyrələrə xas olan nizamlı bölünməyə yol açır.

Hüceyrə dövrü: fazalar

Eukaryotik hüceyrə dövrü dörd fazaya bölünür. Birbaşa hüceyrə bölünməsi (mitoz) mərhələsində kondensasiya olunmuş metafaza xromosomları qız hüceyrələr arasında bərabər paylanır ( Hüceyrə dövrünün M fazası - mitoz). Mitoz hüceyrə dövrünün müəyyən edilmiş ilk mərhələsi idi və hüceyrədə iki mitoz arasında baş verən bütün digər hadisələr adlanırdı. interfaza. Molekulyar səviyyədə tədqiqatın inkişafı interfazada DNT sintezinin bir mərhələsini müəyyən etməyə imkan verdi. S-fazası (sintez). Hüceyrə dövrünün bu iki əsas mərhələsi birbaşa bir-birinə keçmir. Mitoz bitdikdən sonra, DNT sintezi başlamazdan əvvəl, Hüceyrə dövrünün G1 mərhələsi (boşluq), hüceyrədaxili sintetik proseslərin genetik materialın təkrarlanmasını hazırladığı hüceyrə fəaliyyətində açıq bir fasilə.

Görünən fəaliyyətdə ikinci fasilə ( G2 mərhələsi) mitozun başlamasından əvvəl DNT sintezi bitdikdən sonra müşahidə edilir. G2 fazasında hüceyrə baş vermiş DNT replikasiyasının düzgünlüyünə nəzarət edir və aşkar edilmiş nasazlıqları düzəldir. Bəzi hallarda hüceyrə dövrünün beşinci mərhələsi fərqlənir ( G0), bölünmə başa çatdıqdan sonra hüceyrə növbəti hüceyrə dövrünə girmədikdə və uzun müddət hərəkətsiz qaldıqda. Xarici stimullaşdırıcı (mitogen) təsirlərlə bu vəziyyətdən çıxarıla bilər.

Hüceyrə dövrünün fazalarının aydın müvəqqəti və funksional sərhədləri yoxdur, lakin bir fazadan digərinə keçid zamanı sintetik proseslərin nizamlı keçidi baş verir və bu hüceyrədaxili hadisələri molekulyar səviyyədə fərqləndirməyə imkan verir.

Siklinlər və siklindən asılı kinazlar

Hüceyrələr hüceyrə dövrünə daxil olur və xarici mitogen stimullara cavab olaraq DNT sintez edir. Limfokinlər(Misal üçün, interleykinlər), sitokinlər(xüsusilə interferonlar) və polipeptid böyümə faktorları, hüceyrə səthindəki reseptorları ilə qarşılıqlı təsir göstərərək, hüceyrə səthindən nüvəyə siqnal ötürülməsi və müvafiq genlərin transkripsiyasının induksiyası ilə müşayiət olunan hüceyrədaxili zülalların fosforilləşmə reaksiyalarının kaskadını yaradır. İlk aktivləşdirilənlər arasında kodlaşdırma genləri var siklin zülalları, bu adları hüceyrədaxili konsentrasiyasının hüceyrələr hüceyrə dövranından keçərkən vaxtaşırı dəyişməsi və müəyyən mərhələlərdə maksimuma çatması ilə əlaqədardır. Siklinlər ailənin spesifik aktivatorlarıdır siklin asılı protein kinazlar (CDKs) (CDK - siklin asılı kinazlar) hüceyrə dövrünə nəzarət edən genlərin transkripsiyasının induksiyasının əsas iştirakçılarıdır. Fərdi CDK-nın aktivləşməsi onun xüsusi siklinlə qarşılıqlı əlaqəsindən sonra baş verir və bu kompleksin formalaşması siklin kritik konsentrasiyaya çatdıqdan sonra mümkün olur. Müəyyən bir siklinin hüceyrədaxili konsentrasiyasının azalmasına cavab olaraq, müvafiq CDK geri çevrilir. Bəzi CDK-lar birdən çox siklin tərəfindən aktivləşdirilir. Bu zaman bir qrup siklin, sanki zülal kinazalarını bir-birinə köçürərək, onları uzun müddət aktivləşdirilmiş vəziyyətdə saxlayır. CDK aktivasiyasının belə dalğaları hüceyrə dövrünün G1 və S fazalarında baş verir.

Siklinlər: ümumi məlumat

A-H arasında təyin olunmuş hər siklin növü homoloji bölgəyə malikdir ("adlı 150 amin turşusu qalığı" siklin qutusu". Bu bölgəyə bağlamadan məsuldur CDK. Siklin ailəsində 14 məlum zülal var (siklin A - siklin J). Ailənin bəzi üzvləri alt ailələr təşkil edir. Məsələn, D tipli siklin alt ailəsi üç üzvdən ibarətdir: D1, D2 və D3 siklinlər iki alt ailəyə bölünür: G1-siklinlər (C , D Və E) Və mitotik siklinlər (A Və B).

Siklinlər qısa yarı ömrü olan zülalları sürətlə mübadilə edirlər, bu da D tipli siklinlər üçün 15-20 dəqiqədir. Bu, onların komplekslərinin dinamizmini təmin edir siklin asılı kinazlar. Amin turşusu qalıqlarının N-terminal ardıcıllığı deyilir məhv qutusu. Hüceyrələr fərdi aktivləşdirmədən sonra hüceyrə dövründən keçir CDK lazım olduqda onlar təsirsiz hala gətirilir. Sonuncu halda, CDK ilə kompleksdə olan siklinin proteolitik deqradasiyası baş verir ki, bu da məhvetmə qutusu ilə başlayır.

Siklinlərin özləri müvafiq CDK-ları tam aktivləşdirə bilmirlər. Aktivləşdirmə prosesini başa çatdırmaq üçün bu protein kinazaların polipeptid zəncirlərində müəyyən amin turşusu qalıqlarının spesifik fosforilasiyası və defosforilasiyası baş verməlidir. Bu reaksiyaların əksəriyyəti həyata keçirilir CDK aktivləşdirən kinaz (CAK) kompleksi olan CDK7 ilə siklin H. Beləliklə, CDK-lar yalnız müvafiq siklinlərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqdan və CAK və digər oxşar hüceyrə dövrü tənzimləyici zülalların təsiri altında translasiyadan sonrakı modifikasiyalardan sonra hüceyrə siklində öz funksiyalarını yerinə yetirə bilirlər.

Eukaryotik hüceyrə bölünməsi: başlanğıc

Mitojen bir stimula cavab olaraq, bir hüceyrə faza G0 ya da erkən G1, hüceyrə dövründən keçməsinə başlayır. İfadə induksiyası nəticəsində siklin D genləri Və E, adətən qruplaşdırılır siklinlər G1, onların hüceyrədaxili konsentrasiyası artır. Siklinlər D1 , D2 Və D3 kinazalarla kompleks əmələ gətirir CDK4 Və CDK6. D1 siklinindən fərqli olaraq, sonuncu iki siklin də birləşir CDK2. Bu üç siklin arasındakı funksional fərqlər məlum deyil, lakin mövcud məlumatlar onların G1 mərhələsinin inkişafının müxtəlif mərhələlərində kritik konsentrasiyalara çatdığını göstərir. Bu fərqlər proliferasiya edən hüceyrələrin növünə xasdır.

CDK2/4/6-nın aktivləşməsi fosforlaşmaya gətirib çıxarır dələ RB(məhsul retinoblastoma geni pRb) və əlaqəli zülallar p107 Və p130. G1 mərhələsinin əvvəlində pRb protein ilə kompleksdə olmasına imkan verən zəif fosforlanmışdır transkripsiya faktoru E2F, DNT sintezinin induksiyasında əsas rol oynayır və onun fəaliyyətini bloklayır. pRb-nin tam fosforlanmış forması kompleksdən E2F-ni buraxır, bu da DNT replikasiyasını idarə edən genlərin transkripsiya aktivləşməsinə gətirib çıxarır.

D-siklinlərin konsentrasiyası hüceyrə dövrünün G1 fazasında artır və başlanğıcdan dərhal əvvəl maksimum dəyərlərə çatır. S-fazası, bundan sonra azalmağa başlayır. Lakin bu zaman pRb hələ tam fosforilləşməmişdir və E2F faktoru kompleksdə qeyri-aktiv vəziyyətdə qalır. pRb-nin fosforilasiyası CDK2-nin aktivləşdirilməsi ilə tamamlanır siklin E. Sonuncunun hüceyrədaxili konsentrasiyası hüceyrə dövrünün G1 fazasından S fazasına keçid anında maksimum olur. Beləliklə, siklin E-CDK2 kompleksi CDK4 və CDK6 ilə siklin D komplekslərini götürür və aktiv transkripsiya faktoru E2F-nin buraxılması ilə müşayiət olunan pRb-nin fosforlaşmasını tamamlayır. Nəticədə DNT sintezi başlayır, yəni hüceyrə hüceyrə dövrünün S fazasına daxil olur.

Hüceyrə dövrünün S mərhələsi: DNT sintezi

Dövr interfaza Hüceyrə nüvəsinin DNT replikasiyası baş verdikdə, "S mərhələsi" adlanır.

Hüceyrə bölünməsindən (mitoz və ya meioz) əvvəl hüceyrə dövrünün S dövründə baş verən xromosomların çoxalması baş verir ( düyü. 66.2). Dövr sintez sözünün ilk hərfi ilə təyin olunur - DNT sintezi.

Hüceyrə S fazasına daxil olduqdan sonra sürətli deqradasiya baş verir siklin E və aktivləşdirmə CDK2 siklin A. Siklin E sonunda sintez olunmağa başlayır G1 mərhələsi və onun CDK2 ilə qarşılıqlı əlaqəsi hüceyrənin S fazasına daxil olması və DNT sintezini davam etdirməsi üçün zəruri şərtdir. Bu kompleks replikasiya mənşəli zülalların fosforilasiyası vasitəsilə DNT sintezini aktivləşdirir. S-fazasının sonu və hüceyrənin keçidi üçün bir siqnal G2 mərhələsi siklin A tərəfindən başqa bir kinazın aktivləşdirilməsidir CDK1 CDK2 aktivləşdirilməsinin eyni vaxtda dayandırılması ilə. DNT sintezinin sonu ilə başlanğıc arasındakı gecikmə mitoz(G2 fazası) baş vermiş xromosom replikasiyasının tamlığına və dəqiqliyinə nəzarət etmək üçün hüceyrə tərəfindən istifadə olunur. Bu dövrdə baş verən hadisələrin ardıcıllığı dəqiq məlum deyil.

Həyəcanlandıqda böyümə faktorları məməli hüceyrələri aşkar edilmişdir proliferativ dormansiya vəziyyəti , siklinlər D-tipi siklin E. mRNA və zülaldan daha erkən görünür siklin D1 ilk olaraq 6-8 saatdan sonra görünür, bundan sonra D1 səviyyələri hüceyrə dövrünün sonuna qədər yüksəlir ( Matsushime H. et al., 1991 ; Won K.A. və başqaları, 1992).

Böyümə amilləri mühitdən çıxarıldıqda D-tipli siklinlərin səviyyəsi sürətlə aşağı düşür, çünki D-siklinlər və onların RNT-si qeyri-sabitdir.

Siklin D1əlaqəlidir CDK4 DNT sintezi başlamazdan dərhal əvvəl. Kompleksin səviyyəsi S fazasının əvvəlində zirvəyə çatır və gec S-də azalır və G2 mərhələsi (Matsushime H. et al., 1992).

Görünür siklinlər D2 Və D3 G1 dövründə siklin D1-dən bir qədər gec hərəkət edir.

Böyümə faktorlarına hüceyrə tələbatının azalması və G1 fazasının qısalması ilə D tipli siklinlərin həddindən artıq ifadəsi (normala nisbətən beş dəfə) hüceyrə ölçüsünün azalmasına səbəb olur. Siklin E hüceyrələrin daxil olması üçün lazımdır S-fazası. Bu, ilk növbədə ilə əlaqələndirilir CDK2 ilə kompleks meydana gətirə bilsə də CDK1 .

Siklin E mRNA və zülal səviyyələri, həmçinin siklin E-CDK2 kompleksinin aktivliyi keçid zamanı zirvəyə çatır. G1-S və hüceyrələr orta və gec S fazalarında irəlilədikcə kəskin şəkildə azalır.

Siklin E antikorları məməlilərin hüceyrələrinə mikroinyeksiya edildikdə, DNT sintezi yatırılır.

Siklin E həddindən artıq ifadə edildikdə, hüceyrələr G1 fazası ilə daha sürətli irəliləyir və S fazasına daxil olur və belə hüceyrələr daha az böyümə faktoru tələb edir.

Mitoz: başlanğıc

Hüceyrə bölünməsinə (mitoz) başlamaq üçün siqnal gəlir MPF faktoru (M fazasını təşviq edən amil), hüceyrə dövrünün M fazasını stimullaşdırır. MPF kinaz kompleksidir CDK1 onu aktivləşdirməklə siklinlər A və ya B. Göründüyü kimi, CDK1-siklin A kompleksi S fazasının tamamlanmasında və hüceyrənin bölünməyə hazırlanmasında daha mühüm rol oynayır, CDK1-siklin B kompleksi isə ilk növbədə ardıcıllığa nəzarəti həyata keçirir.

Siklinlər B1 Və B2çox aşağı konsentrasiyalarda mövcuddur G1 mərhələsi. Onların konsentrasiyası sona doğru artmağa başlayır S- və boyu G2 mərhələləri, mitoz zamanı maksimuma çatır ki, bu da onların dəyişdirilməsinə səbəb olur siklin A ilə birlikdə CDK1. Lakin bu, protein kinazını tam aktivləşdirmək üçün kifayət deyil. CDK1-in funksional səriştəsi xüsusi amin turşusu qalıqlarında bir sıra fosforlaşma və defosforilasiyadan sonra əldə edilir. Bu cür nəzarət, DNT sintezi tamamlanana qədər hüceyrələrin mitoza daxil olmasının qarşısını almaq üçün lazımdır.

Hüceyrə bölünməsi yalnız siklin B ilə kompleksdə olan CDK1 Thr-14 və Tyr-16 qalıqlarında fosforilləşdikdən sonra başlayır. protein kinaz WEE1, həmçinin Thr-161 qalığında protein kinaz CAK və sonra Thr-14 və Tyr-15 qalıqlarında fosforsuzlaşdırılır fosfataza CDC25. Bu şəkildə aktivləşən CDK1 nüvədəki struktur zülalları, o cümlədən nukleolin , nüvə laminləri Və vimentin. Bundan sonra nüvə mitozun sitoloji cəhətdən aydın şəkildə fərqlənən mərhələlərindən keçməyə başlayır.

Mitozun birinci mərhələsidir profilaktika- sonra başlayır CDK1 tamamilə fosforilləşir, ardınca metafaza , anafaza Və telofaza hüceyrə bölünməsi ilə bitən - sitokinez. Bu proseslərin nəticəsi replikasiya olunmuş xromosomların, nüvə və sitoplazmatik zülalların, eləcə də digər yüksək və aşağı molekulyar ağırlıqlı birləşmələrin qız hüceyrələrə düzgün paylanmasıdır. Sitokinez tamamlandıqdan sonra məhv olur siklin B CDK1-in inaktivasiyası ilə müşayiət olunur ki, bu da hüceyrənin daxil olmasına səbəb olur G1 mərhələsi və ya G0 hüceyrə dövrü.

Hüceyrə dövrünün G0 mərhələsi

Fərqlənmənin müəyyən mərhələlərində bəzi hüceyrə növləri canlılığını tam saxlayaraq bölünməyi dayandıra bilər. Hüceyrələrin bu vəziyyəti G0 mərhələsi adlanır. Terminal diferensiallaşma vəziyyətinə çatmış hüceyrələr artıq bu fazadan çıxa bilməzlər. Eyni zamanda, hepatositlər kimi bölünmə qabiliyyəti olduqca aşağı olan hüceyrələr qaraciyərin bir hissəsi çıxarıldıqdan sonra yenidən hüceyrə dövrünə daxil ola bilirlər.

Hüceyrələrin istirahət vəziyyətinə keçməsi yüksək spesifikliyin işləməsi sayəsində mümkün olur hüceyrə dövrü inhibitorları. Bu zülalların iştirakı ilə hüceyrələr əlverişsiz ekoloji şəraitdə, DNT zədələndikdə və ya onun təkrarlanmasında kobud səhvlər baş verdikdə çoxalmanı dayandıra bilirlər. Belə fasilələr hüceyrələr tərəfindən baş vermiş zədələri bərpa etmək üçün istifadə olunur.

Müəyyən xarici şəraitdə hüceyrə dövrü fasilə verə bilər məhdudiyyət nöqtələri. Bu nöqtələrdə hüceyrələr S fazasına və/yaxud mitoza girməyə məcbur olurlar.

Onurğalı hüceyrələri yox standart mədəniyyət mühitində serum, Əksər hallarda S fazasına girməyin, baxmayaraq ki, mühit bütün lazımi qidaları ehtiva edir.

Qapalı monolayerə çatdıqdan sonra hüceyrələr qadirdir kontakt əyləc, Hüceyrə dövründən hətta varlığında çıxın qan serumu. Mitoz dövrü qeyri-müəyyən müddətə tərk edən, həyat qabiliyyətini və proliferativ potensialını saxlayan hüceyrələrə istirahət hüceyrələri deyilir. Bu, proliferativ istirahət vəziyyətinə və ya G0 mərhələsinə keçid adlanır.

90-cı illərdə Proliferativ dormansiya vəziyyətinin G1-dən əsaslı şəkildə fərqli bir mərhələ kimi müəyyən edilə biləcəyi ilə bağlı müzakirələr davam etdi. Görünür, bu, həqiqətən də belədir.

Proliferativ istirahətdə olan hüceyrələrin nüvələrində, eləcə də içərisində olan hüceyrələrdə G1 mərhələsi, bir qayda olaraq, ikiqat miqdarda DNT ehtiva edir. Bununla belə, bu iki dövlətdəki hüceyrələr arasında əhəmiyyətli fərqlər var. Məlumdur ki, bölünən hüceyrələrdə G1 fazasının müddəti G0-S keçidi vaxtından xeyli qısadır. Sakit və proliferasiya edən hüceyrələrin birləşməsinə və mRNT-nin mikroinyeksiyasına dair çoxsaylı tədqiqatlar göstərmişdir ki, G0 fazasındakı hüceyrələr proliferasiya inhibitorları, S-fazasına daxil olmanın qarşısını alır.

Bu faktlar onu deməyə əsas verir ki, hüceyrə G0-dan çıxmaq üçün xüsusi proqram həyata keçirməlidir. Həm də qeyd etmək lazımdır ki, onlar istirahət hüceyrələrində ifadə edilmir. CDK2 Və CDK4, və siklinlər D- Və E-növlər. Onların sintezi yalnız böyümə faktorları tərəfindən induksiya olunur ( Lodish H. et al., 1995). IN daim dövr edən hüceyrələr D- və E-siklinlərin səviyyəsi bütün dövr ərzində yüksək olaraq qalır və G1 dövrünün müddəti replikativ dövrlə müqayisədə azalır.

Beləliklə, G0 fazasındakı hüceyrələrdə məhdudlaşdırma nöqtələrindən keçməyə imkan verən və S fazasına daxil olmağa imkan verən zülallar yoxdur. İstirahət hüceyrələrinin S fazasına keçməsi üçün böyümə faktorları onlarda bu zülalların sintezini induksiya etməlidir.

Hüceyrə dövrü: inhibitorlar

Hüceyrə dövrünün iki əsas mərhələsi var (keçid nöqtələri, nəzarət nöqtələri R - məhdudlaşdırma nöqtələri), onların həyata keçirilə biləcəyi mənfi tənzimləyici təsirlər, hüceyrələrin hüceyrə dövrü boyunca hərəkətini dayandırır. Bu mərhələlərdən biri hüceyrənin DNT sintezinə keçidini, digəri isə mitozun başlanğıcını idarə edir. Hüceyrə dövrünün digər tənzimlənən mərhələləri də var.

Hüceyrələrin hüceyrə dövrünün bir fazasından digərinə keçidi aktivləşmə səviyyəsində idarə olunur CDK onların siklinlər ilə siklin asılı kinazların inhibitorları CKI. Lazım gələrsə, bu inhibitorlar aktivləşdirilə və CDK-lərin siklinləri ilə qarşılıqlı təsirini və buna görə də hüceyrə dövrünün özünü blok edə bilər. Xarici və ya daxili şəraitdə dəyişiklikdən sonra hüceyrə çoxalmağa davam edə və ya yola girə bilər apoptoz .

İki CKI qrupu var: p21 ailə zülalları Və INK4 (CDK4 inhibitoru), ailə daxilindəki üzvləri oxşar struktur xüsusiyyətlərə malik olan. P21 inhibitorları ailəsinə üç zülal daxildir: səh21 , səh27 Və səh57. Bu zülallar bir neçə qrup tərəfindən müstəqil şəkildə təsvir edildiyi üçün onların alternativ adları hələ də istifadə olunur. Beləliklə, p21 zülalı həm də WAF1 (vəhşi tip p53 aktivləşdirilmiş fraqment 1), CIP1 (CDK2 qarşılıqlı protein 1), SDI1 (yaşlanmış törəmə inhibitor 1) və mda-6 (melanoma diferensiasiyası ilə əlaqəli gen) adları ilə də tanınır. p27 və p57 üçün sinonimlər müvafiq olaraq KIP1 (kinazı inhibə edən zülallar 1) və KIP2 (kinazı inhibə edən zülallar 2)-dir. Bütün bu zülallar geniş fəaliyyət spesifikliyinə malikdir və müxtəlif təsirlərə mane ola bilər CDK .

Bunun əksinə olaraq, INK4 inhibitor qrupu daha spesifikdir. Tərkibində dörd protein var: p15INK4B , p16INK4A , p18INK4C Və p19INK4D. INK4 ailəsi inhibitorları bu mərhələdə fəaliyyət göstərir G1 hüceyrə dövrü, fəaliyyətini maneə törədir CDK4 kinaz, lakin ikinci INK4A geninin protein məhsulu - p19ARF, ilə qarşılıqlı əlaqədə olur tənzimləyici amil MDM2 protein p53 və faktoru təsirsiz hala gətirir. Bu, sabitliyin artması ilə müşayiət olunur p53 protein və dayan

Hüceyrə dövrü: G1-dən S-fazasına keçidin tənzimlənməsi

Hüceyrə dövrü başlamazdan əvvəl p27 protein, yüksək konsentrasiyada olması aktivləşmənin qarşısını alır protein kinaz CDK4 və ya CDK6 siklinləri D1 , D2 və ya D3. Belə şəraitdə hüceyrə içəridə qalır faza G0 və ya erkən G1 mərhələsi mitogen stimul almadan əvvəl. Adekvat stimullaşdırmadan sonra p27 inhibitorunun konsentrasiyası siklin D-nin hüceyrədaxili tərkibinin artması fonunda azalır. Bu, CDK-nın aktivləşməsi və nəticədə fosforlaşma ilə müşayiət olunur. pRb protein, əlaqəli buraxılış transkripsiya faktoru E2F və müvafiq genlərin transkripsiyasının aktivləşdirilməsi.

Hüceyrə dövrünün G1 fazasının bu erkən mərhələlərində p27 zülalının konsentrasiyası hələ də kifayət qədər yüksəkdir. Buna görə də, hüceyrələrin mitogen stimullaşdırılması dayandırıldıqdan sonra, bu zülalın tərkibi tez bir zamanda kritik səviyyəyə bərpa olunur və müvafiq G1 mərhələsində hüceyrələrin hüceyrə dövründən sonrakı keçidi bloklanır. Bu geri çevrilmə, inkişafında G1 mərhələsi adlı müəyyən bir mərhələyə çatana qədər mümkündür keçid nöqtəsi, bundan sonra hüceyrə bölünməyə sadiq olur və böyümə faktorlarının ətraf mühitdən çıxarılması hüceyrə dövrünün inhibəsi ilə müşayiət olunmur. Baxmayaraq ki, bu andan hüceyrələr bölünmək üçün xarici siqnallardan müstəqil olurlar, lakin hüceyrə dövrünə özünü idarə etmək qabiliyyətini saxlayırlar.

INK4 ailəsi CDK inhibitorları (səh15 , səh16 , səh18 Və səh19) ilə xüsusi olaraq qarşılıqlı əlaqə qurur CDK4 kinazları Və CDK6. P15 və p16 zülalları şiş bastırıcı kimi müəyyən edilmişdir və onların sintezi tənzimlənir. pRb protein. Bütün dörd zülal CDK4 və CDK6-nın ya siklinlərlə qarşılıqlı təsirini zəiflədərək, ya da kompleksdən çıxararaq aktivləşməsini bloklayır. Hər iki p16 və p27 zülalları CDK4 və CDK6-nın fəaliyyətini maneə törətmək qabiliyyətinə malik olsalar da, birincisi bu protein kinazalara daha çox yaxınlığa malikdir. Əgər p16 konsentrasiyası CDK4/6 kinazların fəaliyyətini tamamilə inhibə edəcək səviyyəyə yüksələrsə, p27 proteini əsas inhibitor olur. CDK2 kinaz .

Hüceyrə dövrünün əvvəlində sağlam hüceyrələr zərər bərpa olunana qədər G1 fazasında hüceyrə dövrünün gedişatını dayandıraraq DNT zədəsini tanıya və reaksiya verə bilər. Məsələn, ultrabənövşəyi şüaların və ya ionlaşdırıcı şüaların səbəb olduğu DNT zədələnməsinə cavab olaraq, p53 protein transkripsiyaya səbəb olur p21 protein geni. Onun hüceyrədaxili konsentrasiyasının artması CDK2-nin aktivləşdirilməsini bloklayır siklinlər E və ya A. Bu, hüceyrə dövrünün son G1 fazasında və ya erkən S fazasında hüceyrələri həbs edir. Bu zaman hüceyrə gələcək taleyini özü müəyyənləşdirir - zərər aradan qaldırıla bilməzsə, içəri daxil olur apoptoz .

İki fərqli yönümlü tənzimləmə sistemi mövcuddur G1/S- keçid: müsbət və mənfi.

Sistem S-fazasına girişi müsbət tənzimləyir, bir heterodimer daxildir E2F-1/DP-1 və onu aktivləşdirir siklin kinaz kompleksləri .

Başqa bir sistem S-fazasına girişi maneə törədir. Şiş supressorları ilə təmsil olunur səh53 Və pRB, E2F-1/DP-1 heterodimerlərinin fəaliyyətini boğur.

Normal hüceyrə proliferasiyası bu sistemlər arasında dəqiq tarazlıqdan asılıdır. Bu sistemlər arasındakı əlaqə dəyişə bilər, bu da hüceyrə proliferasiya sürətinin dəyişməsinə səbəb olur.

Hüceyrə dövrü: G2-dən M fazasına keçidin tənzimlənməsi

Hüceyrənin DNT zədələnməsinə reaksiyası daha əvvəl meydana gələ bilər mitoz. Sonra p53 protein inhibitorların sintezini stimullaşdırır səh21, aktivləşdirmənin qarşısını alır

CDK1 kinaz siklin B və hüceyrə dövrünün gələcək inkişafını ləngidir. Hüceyrənin mitozdan keçməsi ciddi şəkildə idarə olunur - sonrakı mərhələlər əvvəlkilər tam tamamlanmadan başlamır. Mayada bəzi inhibitorlar müəyyən edilmişdir, lakin onların heyvan homoloqları naməlum olaraq qalır. Məsələn, təsvir edilmişdir maya zülalları BUB1 (benomil tərəfindən maneə törədilməyən qönçələr) Və MAD2 (mitotik həbs çatışmazlığı) kondensasiya olunmuş xromosomların mitotik milə bağlanmasına nəzarət edən mitozun metafazası. Bu komplekslərin düzgün yığılması tamamlanmadan MAD2 zülalı ilə kompleks əmələ gətirir protein kinaz CDC20 və onu təsirsiz hala gətirir. CDC20 aktivləşdirildikdən sonra zülalları fosforlaşdırır və nəticədə onların iki homoloji xromatidin hər birinin ayrı-seçkiliyinin qarşısını alan funksiyalarını bloklayır. sitokinez .

Nəticə

Maya və məməlilərin hüceyrə xətlərinin temperaturdan asılı mutantları ilə aparılan təcrübələr göstərmişdir ki, mitozun baş verməsi müəyyən genlərin aktivləşməsi və spesifik RNT və zülalın sintezi ilə müəyyən edilir. Bəzən mitoz yalnız nüvə bölgüsü (karyokinez) hesab olunur ki, bu da həmişə sitotomiya ilə müşayiət olunmur - iki hissənin formalaşması. hüceyrələr.
Beləliklə, mitoz nəticəsində bir hüceyrə ikiyə çevrilir, onların hər biri müəyyən bir orqanizm növü üçün xarakterik olan xromosomların sayına və formasına və nəticədə sabit miqdarda DNT-yə malikdir.
Mitozun bioloji əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, o, orqanizmin bütün hüceyrələrində xromosomların sayının sabitliyini təmin edir. Mitoz prosesi zamanı ana hüceyrənin xromosomlarının DNT-si ondan yaranan iki qız hüceyrəsi arasında ciddi şəkildə bərabər paylanır. Mitoz nəticəsində cinsi hüceyrələrdən başqa bədənin bütün hüceyrələri eyni genetik məlumatı alır. Belə hüceyrələrə somatik (yunan dilindən "soma" - bədən) deyilir. dövrü). Mobil dövrü- bu dövrdür... Mitotik dövrü mitoz, həmçinin istirahət müddəti (G0), postmitotik ( G1), sintetik (S) və premitotik ( G2... . Postmitotik dövr ( G1). Faza G1- əsas olan budur...

Yüksək konsentrasiyada olmaqla, D1 siklinləri ilə CDK4 və ya CDK6 protein kinazlarının aktivləşməsinin qarşısını alır. Bu şəraitdə hüceyrə mitogen stimul alana qədər G0 fazasında və ya erkən G1 fazasında qalır. Adekvat stimullaşdırmadan sonra p27 inhibitorunun konsentrasiyası siklin D-nin hüceyrədaxili tərkibinin artması fonunda azalır. Bu, CDK-nın aktivləşməsi və nəticədə pRb zülalının fosforlaşması, E2F ilə əlaqəli transkripsiya faktorunun sərbəst buraxılması və müvafiq genlərin transkripsiyasının aktivləşdirilməsi.

Hüceyrə dövrünün G1 fazasının bu erkən mərhələlərində p27 zülalının konsentrasiyası hələ də kifayət qədər yüksəkdir. Buna görə də, hüceyrələrin mitogen stimullaşdırılması dayandırıldıqdan sonra, bu zülalın tərkibi tez bir zamanda kritik səviyyəyə bərpa olunur və müvafiq G1 mərhələsində hüceyrələrin hüceyrə dövründən sonrakı keçidi bloklanır. Bu geri çevrilmə, inkişafındakı G1 mərhələsi keçid nöqtəsi adlanan müəyyən bir mərhələyə çatana qədər mümkündür, bundan sonra hüceyrə bölünməyə sadiq olur və böyümə faktorlarının ətraf mühitdən çıxarılması hüceyrə dövrünün inhibəsi ilə müşayiət olunmur. Baxmayaraq ki, bu andan hüceyrələr bölünmək üçün xarici siqnallardan müstəqil olurlar, lakin hüceyrə dövrünə özünü idarə etmək qabiliyyətini saxlayırlar.

Hüceyrə dövrünün əvvəlində sağlam hüceyrələr zərər bərpa olunana qədər G1 fazasında hüceyrə dövrünün gedişatını dayandıraraq DNT zədəsini tanıya və reaksiya verə bilər. Məsələn, ultrabənövşəyi işığın və ya ionlaşdırıcı şüalanmanın səbəb olduğu DNT zədələnməsinə cavab olaraq, p53 zülalı p21 protein geninin transkripsiyasını induksiya edir. Onun hüceyrədaxili konsentrasiyasının artması CDK2-nin E və ya siklinlər tərəfindən aktivləşdirilməsini bloklayır. Bu, hüceyrə dövrünün son G1 fazasında və ya erkən S fazasında hüceyrələri həbs edir. Bu zaman hüceyrə gələcək taleyini özü müəyyənləşdirir - zərər aradan qaldırıla bilməzsə, içəri daxil olur