§21. सेल सायकल

सेल पूर्णपणे विभाजित होण्यासाठी, त्याचा आकार वाढला पाहिजे आणि पुरेशा प्रमाणात ऑर्गेनेल्स तयार केले पाहिजेत. आणि अर्ध्या भागात विभागल्यावर आनुवंशिक माहिती गमावू नये म्हणून, तिने तिच्या गुणसूत्रांच्या प्रती तयार केल्या पाहिजेत. आणि शेवटी, दोन कन्या पेशींमध्ये वंशानुगत माहितीचे काटेकोरपणे समान वितरण करण्यासाठी, कन्या पेशींमध्ये वितरित करण्यापूर्वी गुणसूत्रांची योग्य क्रमाने व्यवस्था करणे आवश्यक आहे. ही सर्व महत्वाची कार्ये सेल सायकल दरम्यान पूर्ण केली जातात.

सेल सायकल महत्वाचे आहे कारण... हे सर्वात महत्वाचे दर्शविते: पुनरुत्पादन, वाढ आणि फरक करण्याची क्षमता. एक्सचेंज देखील होते, परंतु सेल सायकलचा अभ्यास करताना त्याचा विचार केला जात नाही.

संकल्पनेची व्याख्या

सेल सायकल - जन्मापासून ते कन्या पेशींच्या निर्मितीपर्यंत पेशीच्या आयुष्याचा हा कालावधी आहे.

प्राण्यांच्या पेशींमध्ये, पेशी चक्र, दोन विभागांमधील कालावधी (माइटोसेस), सरासरी 10 ते 24 तासांपर्यंत टिकते.

सेल सायकलमध्ये अनेक कालखंड (समानार्थी: टप्पे) असतात, जे नैसर्गिकरित्या एकमेकांना बदलतात. एकत्रितपणे, सेल सायकलचे पहिले टप्पे (G 1, G 0, S आणि G 2) म्हणतात. इंटरफेस , आणि शेवटचा टप्पा म्हणतात.

तांदूळ. १.सेल सायकल.

सेल सायकलचा कालावधी (टप्पे).

1. पहिल्या वाढीचा कालावधी G1 (इंग्रजी ग्रोथ - वाढ पासून), सायकलचा 30-40% आहे आणि उर्वरित कालावधी G. 0

समानार्थी शब्द: पोस्टमिटोटिक (माइटोसिस नंतर उद्भवते) कालावधी, प्रीसिंथेटिक (डीएनए संश्लेषणापूर्वी उत्तीर्ण होतो) कालावधी.

पेशी चक्र मायटोसिसद्वारे पेशीच्या जन्मापासून सुरू होते. विभाजनानंतर, कन्या पेशींचा आकार कमी होतो आणि सामान्यपेक्षा कमी ऑर्गेनेल्स असतात. म्हणून, सेल सायकल (G 1) च्या पहिल्या कालावधीत (टप्प्यात) एक "नवजात" लहान पेशी वाढते आणि आकारात वाढते आणि गहाळ ऑर्गेनेल्स देखील बनवते. या सर्वांसाठी आवश्यक प्रथिनांचे सक्रिय संश्लेषण आहे. परिणामी, सेल पूर्ण बनतो, कोणी म्हणेल, "प्रौढ".

सामान्यतः सेलसाठी वाढीचा कालावधी G1 कसा संपतो?

1. प्रक्रियेत सेलचा प्रवेश. भिन्नतेमुळे, पेशी संपूर्ण अवयव आणि जीवांसाठी आवश्यक कार्ये करण्यासाठी विशेष वैशिष्ट्ये प्राप्त करते. सेलच्या संबंधित आण्विक रिसेप्टर्सवर कार्य करणारे नियंत्रण पदार्थ (हार्मोन्स) द्वारे भेदभाव सुरू केला जातो. एक सेल ज्याने त्याचे भेद पूर्ण केले आहे तो विभाजन चक्रातून बाहेर पडतो आणि आत असतो विश्रांती कालावधी G 0 . सक्रिय पदार्थ (माइटोजेन्स) च्या संपर्कात असणे आवश्यक आहे ज्यामुळे त्याचे विभेदन होण्यासाठी आणि पेशी चक्रात परत येण्यासाठी.
2. सेलचा मृत्यू (मृत्यू).
3. सेल सायकलच्या पुढील कालावधीत प्रवेश करणे - सिंथेटिक.

2. सिंथेटिक कालावधी S (इंग्रजी संश्लेषण - संश्लेषणातून), चक्राचा 30-50% बनतो

या कालावधीच्या नावात संश्लेषणाची संकल्पना संदर्भित करते डीएनए संश्लेषण (प्रतिकृती) , आणि इतर कोणत्याही संश्लेषण प्रक्रियेसाठी नाही. पहिल्या वाढीच्या कालावधीतून जाण्याच्या परिणामी एका विशिष्ट आकारापर्यंत पोहोचल्यानंतर, सेल सिंथेटिक कालावधी किंवा फेज, एस मध्ये प्रवेश करते, ज्यामध्ये डीएनए संश्लेषण होते. डीएनए प्रतिकृतीमुळे, पेशी त्याच्या अनुवांशिक सामग्री (क्रोमोसोम्स) दुप्पट करते, कारण न्यूक्लियसमध्ये प्रत्येक गुणसूत्राची अचूक प्रत तयार होते. प्रत्येक गुणसूत्र दुप्पट होते आणि संपूर्ण गुणसूत्र संच दुप्पट होतो, किंवा द्विगुणित . परिणामी, सेल आता एकही जनुक न गमावता आनुवंशिक सामग्री दोन कन्या पेशींमध्ये समान रीतीने विभाजित करण्यास तयार आहे.

3. दुसऱ्या वाढीचा कालावधी G 2 (इंग्रजी ग्रोथ - वाढ पासून), सायकलच्या 10-20% आहे

समानार्थी शब्द: प्रीमिटोटिक (माइटोसिसच्या आधी जातो) कालावधी, पोस्टसिंथेटिक (सिंथेटिक नंतर उद्भवतो) कालावधी.

G2 कालावधी पुढील पेशी विभाजनाची तयारी आहे. G 2 च्या वाढीच्या दुसऱ्या काळात, पेशी मायटोसिससाठी आवश्यक प्रथिने तयार करते, विशेषत: स्पिंडलसाठी ट्यूब्युलिन; एटीपीच्या स्वरूपात ऊर्जा साठा तयार करते; डीएनए प्रतिकृती पूर्ण झाली आहे की नाही हे तपासते आणि विभाजनाची तयारी करते.

4. माइटोटिक विभाजन M (इंग्रजी मायटोसिस - माइटोसिस) चा कालावधी सायकलच्या 5-10% आहे

विभाजनानंतर, सेल नवीन G1 टप्प्यात प्रवेश करते आणि सेल सायकल समाप्त होते.

सेल सायकल नियमन

आण्विक स्तरावर, सायकलच्या एका टप्प्यातून दुसऱ्या टप्प्यात संक्रमण दोन प्रथिनेंद्वारे नियंत्रित केले जाते - सायकलीनआणि सायक्लिन-आश्रित किनेज(CDK).

सेल सायकलचे नियमन करण्यासाठी, नियामक प्रथिनांचे उलट करता येण्याजोगे फॉस्फोरिलेशन/डिफोस्फोरिलेशनची प्रक्रिया वापरली जाते, उदा. त्यात फॉस्फेट्सची भर पडणे आणि त्यानंतर ते काढून टाकणे. मायटोसिसमध्ये सेलच्या प्रवेशाचे नियमन करणारा मुख्य पदार्थ (म्हणजे, त्याचे G 2 टप्प्यापासून M टप्प्यात संक्रमण) एक विशिष्ट आहे सेरीन/थ्रोनाईन प्रोटीन किनेज, ज्यास म्हंटले जाते परिपक्वता घटक- FS, किंवा MPF, इंग्रजी परिपक्वता प्रोत्साहन घटक. त्याच्या सक्रिय स्वरूपात, हे प्रोटीन एन्झाइम मायटोसिसमध्ये सामील असलेल्या अनेक प्रथिनांचे फॉस्फोरिलेशन उत्प्रेरित करते. हे, उदाहरणार्थ, हिस्टोन H1, जो क्रोमॅटिनचा भाग आहे, लॅमिन (न्यूक्लियर मेम्ब्रेनमध्ये स्थित एक सायटोस्केलेटल घटक), ट्रान्सक्रिप्शन घटक, माइटोटिक स्पिंडल प्रोटीन, तसेच अनेक एन्झाईम्स. परिपक्वता घटक MPF द्वारे या प्रथिनांचे फॉस्फोरिलेशन त्यांना सक्रिय करते आणि मायटोसिसची प्रक्रिया सुरू करते. मायटोसिस पूर्ण झाल्यानंतर, पीएस रेग्युलेटरी सबयुनिट, सायकलीन, ubiquitin सह चिन्हांकित आहे आणि ब्रेकडाउन (प्रोटीओलिसिस) अंतर्गत आहे. आता तुझी पाळी प्रथिने फॉस्फेटस, जे मायटोसिसमध्ये भाग घेतलेल्या प्रथिने डिफॉस्फोरिलेट करतात, ज्यामुळे ते निष्क्रिय स्थितीत स्थानांतरित होतात. परिणामी, सेल इंटरफेस स्थितीत परत येतो.

PS (MPF) हे हेटरोडिमेरिक एन्झाइम आहे ज्यामध्ये नियामक सब्यूनिट, म्हणजे सायक्लिन, आणि उत्प्रेरक सब्यूनिट, म्हणजे सायक्लिन-आश्रित किनेज सीडीके, ज्याला p34cdc2 देखील म्हणतात; 34 kDa. या सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य केवळ डायमर सीझेडके + सायक्लिन आहे. याव्यतिरिक्त, सीझेडके क्रियाकलाप एंझाइमच्या स्वतःच्या उलट करण्यायोग्य फॉस्फोरिलेशनद्वारे नियंत्रित केला जातो. सायक्लिन्सना हे नाव मिळाले कारण त्यांची एकाग्रता सेल सायकलच्या कालावधीनुसार चक्रीयपणे बदलते, विशेषतः, पेशी विभाजन सुरू होण्यापूर्वी ते कमी होते.

पृष्ठवंशीय पेशींमध्ये अनेक भिन्न सायक्लिन आणि सायक्लिन-आश्रित किनेसेस असतात. दोन एन्झाइम सबयुनिट्सचे विविध संयोजन मायटोसिसची सुरुवात, G1 टप्प्यात प्रतिलेखन प्रक्रियेची सुरुवात, ट्रान्सक्रिप्शन पूर्ण झाल्यानंतर गंभीर बिंदूचे संक्रमण, इंटरफेसच्या S कालावधीत डीएनए प्रतिकृती प्रक्रियेची सुरुवात (संक्रमण सुरू) नियंत्रित करतात. ) आणि सेल सायकलची इतर प्रमुख संक्रमणे (आकृतीमध्ये दर्शविली नाहीत).
बेडूक oocytes मध्ये, मायटोसिस (G2/M संक्रमण) मध्ये प्रवेश चक्रीय एकाग्रतेतील बदलांद्वारे नियंत्रित केला जातो. PS द्वारे उत्प्रेरक प्रथिने फॉस्फोरिलेशनचे संपूर्ण कॅस्केड जेव्हा M टप्प्यात जास्तीत जास्त एकाग्रतेपर्यंत पोहोचत नाही तोपर्यंत सायक्लिन इंटरफेसमध्ये सतत संश्लेषित केले जाते. मायटोसिसच्या शेवटी, सायक्लिन प्रोटीनेसद्वारे त्वरीत नष्ट होते, PS द्वारे देखील सक्रिय होते. इतर सेल्युलर प्रणालींमध्ये, पीएस क्रियाकलाप एंझाइमच्या फॉस्फोरिलेशनच्या वेगवेगळ्या अंशांद्वारे नियंत्रित केला जातो.

सेल सायकल

सेल सायकलमध्ये माइटोसिस (एम फेज) आणि इंटरफेस असतात. इंटरफेसमध्ये, टप्प्याटप्प्याने G 1, S आणि G 2 हे क्रमाने वेगळे केले जातात.

सेल सायकलचे टप्पे

इंटरफेस

जी 1 मायटोसिसच्या टेलोफेसचे अनुसरण करते. या टप्प्यात, सेल आरएनए आणि प्रथिने संश्लेषित करते. टप्प्याचा कालावधी अनेक तासांपासून अनेक दिवसांपर्यंत असतो.

जी 2 पेशी चक्रातून बाहेर पडू शकतात आणि टप्प्यात आहेत जी 0 . टप्प्यात जी 0 पेशी वेगळे करू लागतात.

एस. एस टप्प्यात, पेशीमध्ये प्रथिने संश्लेषण चालू राहते, डीएनए प्रतिकृती होते आणि सेंट्रीओल्स वेगळे होतात. बहुतेक पेशींमध्ये, एस फेज 8-12 तास टिकतो.

जी 2 . जी 2 टप्प्यात, आरएनए आणि प्रथिनांचे संश्लेषण चालू राहते (उदाहरणार्थ, माइटोटिक स्पिंडलच्या मायक्रोट्यूब्यूल्ससाठी ट्यूबिलिनचे संश्लेषण). डॉटर सेन्ट्रिओल्स निश्चित ऑर्गेनेल्सच्या आकारात पोहोचतात. हा टप्पा 2-4 तासांचा असतो.

मिटोसिस

मायटोसिस दरम्यान, न्यूक्लियस (कॅरियोकिनेसिस) आणि सायटोप्लाझम (साइटोकिनेसिस) विभाजित होतात. माइटोसिसचे टप्पे: प्रोफेस, प्रोमेटाफेस, मेटाफेस, ॲनाफेस, टेलोफेस.

प्रोफेस. प्रत्येक क्रोमोसोममध्ये दोन सिस्टर क्रोमेटिड असतात जे सेन्ट्रोमियरने जोडलेले असतात; सेन्ट्रीओल्स माइटोटिक स्पिंडल आयोजित करतात. सेन्ट्रीओल्सची जोडी माइटोटिक केंद्राचा भाग आहे, ज्यामधून सूक्ष्मनलिका त्रिज्यपणे विस्तारतात. प्रथम, माइटोटिक केंद्रे विभक्त पडद्याजवळ स्थित असतात आणि नंतर वळवतात आणि द्विध्रुवीय माइटोटिक स्पिंडल तयार होते. या प्रक्रियेमध्ये ध्रुव मायक्रोट्यूब्यूल्सचा समावेश होतो, जे एकमेकांशी संवाद साधतात कारण ते लांबतात.

सेन्ट्रीओल सेंट्रोसोमचा भाग आहे (सेंट्रोसोममध्ये दोन सेंट्रीओल आणि एक पेरीसेंट्रिओल मॅट्रिक्स आहे) आणि 15 एनएम व्यासाचा आणि 500 ​​एनएम लांबीच्या सिलेंडरचा आकार आहे; सिलेंडरच्या भिंतीमध्ये मायक्रोट्यूब्यूल्सच्या 9 ट्रिपलेट असतात. सेंट्रोसोममध्ये, सेन्ट्रीओल एकमेकांच्या काटकोनात स्थित असतात. सेल सायकलच्या एस टप्प्यात, सेंट्रीओल्स डुप्लिकेट केले जातात. मायटोसिसमध्ये, सेंट्रीओलच्या जोड्या, प्रत्येकामध्ये मूळ आणि नव्याने तयार झालेल्या, पेशीच्या ध्रुवांकडे वळतात आणि माइटोटिक स्पिंडलच्या निर्मितीमध्ये भाग घेतात.

प्रोमेटाफेस. आण्विक लिफाफा लहान तुकड्यांमध्ये विघटित होतो. सेंट्रोमेअर प्रदेशात, किनेटोचोर दिसतात, किनेटोचोर मायक्रोट्यूब्यूल्स आयोजित करण्यासाठी केंद्र म्हणून कार्य करतात. दोन्ही दिशांना प्रत्येक गुणसूत्रातून किनेटोचोरचे निघून जाणे आणि माइटोटिक स्पिंडलच्या ध्रुव मायक्रोट्यूब्यूल्सशी त्यांचा परस्परसंवाद हे गुणसूत्रांच्या हालचालीचे कारण आहे.

मेटाफेस. क्रोमोसोम स्पिंडलच्या विषुववृत्त प्रदेशात स्थित असतात. एक मेटाफेस प्लेट तयार होते ज्यामध्ये प्रत्येक गुणसूत्र किनेटोचोरेसच्या जोडीने धरले जाते आणि माइटोटिक स्पिंडलच्या विरुद्ध ध्रुवांकडे निर्देशित केले जाते.

ॲनाफेस- कन्या गुणसूत्रांचे माइटोटिक स्पिंडलच्या ध्रुवांवर 1 µm/मिनिट वेगाने वळवणे.

टेलोफेस. क्रोमेटिड्स ध्रुवांजवळ येतात, किनेटोकोर मायक्रोट्यूब्यूल अदृश्य होतात आणि ध्रुव लांब होत राहतात. विभक्त लिफाफा तयार होतो आणि न्यूक्लियोलस दिसून येतो.

सायटोकिनेसिस- साइटोप्लाझमचे दोन स्वतंत्र भागांमध्ये विभाजन. प्रक्रिया उशीरा ॲनाफेस किंवा टेलोफेसमध्ये सुरू होते. स्पिंडलच्या लांब अक्षाला लंब असलेल्या विमानात दोन कन्या केंद्रकांमध्ये प्लाझमलेमा मागे घेतला जातो. क्लीव्हेज फरो खोल होतो आणि कन्या पेशींमध्ये एक पूल राहतो - एक अवशिष्ट शरीर. या संरचनेच्या पुढील नाशामुळे कन्या पेशींचे संपूर्ण पृथक्करण होते.

सेल डिव्हिजनचे नियामक

पेशींचा प्रसार, जो मायटोसिसद्वारे होतो, विविध आण्विक सिग्नलद्वारे घट्टपणे नियंत्रित केला जातो. या एकाधिक सेल सायकल नियामकांची समन्वित क्रियाकलाप सेल सायकलच्या टप्प्यापासून टप्प्यापर्यंत पेशींचे संक्रमण आणि प्रत्येक टप्प्यातील घटनांची अचूक अंमलबजावणी सुनिश्चित करते. वाढत्या अनियंत्रित पेशी दिसण्याचे मुख्य कारण म्हणजे सेल सायकल रेग्युलेटरच्या संरचनेचे एन्कोडिंग जीन्समधील उत्परिवर्तन. सेल सायकल आणि माइटोसिसचे नियामक इंट्रासेल्युलर आणि इंटरसेल्युलरमध्ये विभागलेले आहेत. इंट्रासेल्युलर आण्विक सिग्नल असंख्य आहेत, त्यापैकी, सर्व प्रथम, स्वतः सेल सायकल नियामक (सायक्लिन, सायक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेस, त्यांचे सक्रिय करणारे आणि अवरोधक) आणि ट्यूमर सप्रेसर्सचा उल्लेख केला पाहिजे.

मेयोसिस

मेयोसिस दरम्यान, हॅप्लॉइड गेमेट्स तयार होतात.

प्रथम मेयोटिक विभागणी

मेयोसिसचा पहिला विभाग (प्रोफेस I, मेटाफेस I, ॲनाफेस I आणि टेलोफेस I) घट आहे.

प्रोफेसआयएकापाठोपाठ अनेक टप्प्यांतून जातो (लेप्टोटीन, झिगोटीन, पॅचीटीन, डिप्लोटिन, डायकिनेसिस).

लेप्टोटीन -क्रोमॅटिन कंडेन्सेस, प्रत्येक क्रोमोसोममध्ये दोन क्रोमेटिड्स असतात जे सेन्ट्रोमियरने जोडलेले असतात.

झायगोटेन- समरूप जोडलेले गुणसूत्र जवळ येतात आणि शारीरिक संपर्कात येतात ( synapsis) सिनॅपटोनेमल कॉम्प्लेक्सच्या रूपात जे गुणसूत्रांचे संयुग सुनिश्चित करते. या टप्प्यावर, गुणसूत्रांच्या दोन समीप जोड्या एक द्विसंवेदी बनतात.

पच्यतेना- सर्पिलीकरणामुळे गुणसूत्र घट्ट होतात. संयुग्मित गुणसूत्रांचे विभक्त विभाग एकमेकांना छेदतात आणि चियास्माटा तयार करतात. येथे होत आहे ओलांडणे- पितृ आणि माता एकसमान गुणसूत्रांमधील विभागांची देवाणघेवाण.

डिप्लोटेना– सिनॅपटोनेमल कॉम्प्लेक्सच्या अनुदैर्ध्य विभाजनाच्या परिणामी प्रत्येक जोडीमध्ये संयुग्मित गुणसूत्रांचे पृथक्करण. क्रोमोसोम्स कॉम्प्लेक्सच्या संपूर्ण लांबीच्या बाजूने विभाजित केले जातात, चियास्माटा अपवाद वगळता. बायव्हॅलेंटमध्ये, 4 क्रोमेटिड्स स्पष्टपणे वेगळे करता येतात. अशा बायव्हॅलेंटला टेट्राड म्हणतात. अनवाइंडिंग साइट्स क्रोमेटिड्समध्ये दिसतात जिथे RNA संश्लेषित केले जाते.

डायकिनेसिस.क्रोमोसोम शॉर्टिंग आणि क्रोमोसोम जोड्या विभाजित होण्याच्या प्रक्रिया चालू राहतात. Chiasmata गुणसूत्रांच्या टोकाकडे सरकते (टर्मिनलायझेशन). विभक्त पडदा नष्ट होतो आणि न्यूक्लियोलस अदृश्य होतो. माइटोटिक स्पिंडल दिसते.

मेटाफेसआय. मेटाफेज I मध्ये, टेट्राड्स मेटाफेस प्लेट तयार करतात. सर्वसाधारणपणे, पितृ आणि मातृ गुणसूत्र यादृच्छिकपणे माइटोटिक स्पिंडलच्या विषुववृत्ताच्या एका बाजूला किंवा दुसऱ्या बाजूला वितरीत केले जातात. क्रोमोसोम वितरणाचा हा नमुना मेंडेलचा दुसरा नियम अधोरेखित करतो, जो व्यक्तींमधील अनुवांशिक फरक सुनिश्चित करतो.

ॲनाफेसआयमायटोसिसच्या ॲनाफेसपेक्षा वेगळे असते कारण मायटोसिस दरम्यान सिस्टर क्रोमेटिड्स ध्रुवाकडे जातात. मेयोसिसच्या या टप्प्यात, अखंड गुणसूत्र ध्रुवांकडे जातात.

टेलोफेसआयमायटोसिसच्या टेलोफेसपेक्षा वेगळे नाही. 23 संयुग्मित (दुप्पट) गुणसूत्रांसह केंद्रक तयार होतात, साइटोकिनेसिस होतो आणि कन्या पेशी तयार होतात.

मेयोसिसचा दुसरा विभाग.

मेयोसिसचा दुसरा विभाग - समीकरण - मायटोसिस (प्रोफेस II, मेटाफेस II, ॲनाफेस II आणि टेलोफेस) प्रमाणेच पुढे जातो, परंतु खूप वेगवान. कन्या पेशींना गुणसूत्रांचा एक हॅप्लॉइड संच (22 ऑटोसोम आणि एक लैंगिक गुणसूत्र) प्राप्त होतो.

सेल सायकल - हा सेल जीवनाचा कालावधी एका विभागातून दुसऱ्या विभागात आहे. इंटरफेस आणि डिव्हिजन कालावधी असतात. सेल सायकलचा कालावधी वेगवेगळ्या जीवांमध्ये बदलतो (बॅक्टेरियासाठी - 20-30 मिनिटे, युकेरियोटिक पेशींसाठी - 10-80 तास).

इंटरफेस

इंटरफेस (lat पासून. आंतर- यांच्यातील, टप्पे– उदय) हा पेशी विभाजन किंवा विभाजनापासून मृत्यूपर्यंतचा कालावधी आहे. पेशींच्या विभाजनापासून ते मृत्यूपर्यंतचा कालावधी हा बहुपेशीय जीवांच्या पेशींचे वैशिष्ट्य आहे, ज्यांचे विभाजन झाल्यानंतर, (एरिथ्रोसाइट्स, चेतापेशी इ.) करण्याची क्षमता गमावली आहे. इंटरफेस सेल सायकलचा अंदाजे 90% भाग घेते.

इंटरफेसमध्ये हे समाविष्ट आहे:

1) प्रीसिंथेटिक कालावधी (G 1) - गहन जैवसंश्लेषण प्रक्रिया सुरू होते, पेशी वाढते आणि आकारात वाढते. या काळातच विभाजनाची क्षमता गमावलेल्या बहुपेशीय जीवांच्या पेशी मृत्यूपर्यंत राहतात;

2) कृत्रिम (एस) – डीएनए आणि गुणसूत्र दुप्पट केले जातात (पेशी टेट्राप्लॉइड बनते), सेंट्रीओल, जर असेल तर, दुप्पट केले जातात;

3) पोस्टसिंथेटिक (G 2) - मुळात सेलमधील संश्लेषण प्रक्रिया थांबते, सेल विभाजनासाठी तयार होते.

पेशी विभाजन होते थेट(अमिटोसिस) आणि अप्रत्यक्ष(माइटोसिस, मेयोसिस).

एमिटोसिस

एमिटोसिस - थेट पेशी विभाजन, ज्यामध्ये विभाजन उपकरण तयार होत नाही. कंकणाकृती संकुचिततेमुळे न्यूक्लियसचे विभाजन होते. अनुवांशिक माहितीचे एकसमान वितरण नाही. निसर्गात, सस्तन प्राण्यांमधील मॅक्रोन्यूक्ली (मोठे केंद्रक) सिलिएट्स आणि प्लेसेंटल पेशी अमिटोसिसद्वारे विभागल्या जातात. कर्करोगाच्या पेशी अमिटोसिसद्वारे विभाजित होऊ शकतात.

अप्रत्यक्ष विभागणी विखंडन उपकरणाच्या निर्मितीशी संबंधित आहे. विभाजन उपकरणामध्ये असे घटक समाविष्ट असतात जे पेशींमधील गुणसूत्रांचे एकसमान वितरण सुनिश्चित करतात (विभाजन स्पिंडल, सेंट्रोमेरेस आणि, जर उपस्थित असतील तर सेंट्रीओल्स). पेशी विभागणी आण्विक विभागात विभागली जाऊ शकते ( मायटोसिस) आणि सायटोप्लाज्मिक विभागणी ( साइटोकिनेसिस). नंतरचे अणुविखंडन संपण्याच्या दिशेने सुरू होते. निसर्गात सर्वात सामान्य म्हणजे माइटोसिस आणि मेयोसिस. अधूनमधून येते endomitosis- अप्रत्यक्ष विखंडन जे न्यूक्लियसमध्ये त्याच्या शेलचा नाश न करता उद्भवते.

माइटोसिस

माइटोसिस हा एक अप्रत्यक्ष पेशी विभाग आहे ज्यामध्ये जनुकीय माहितीचा एकसमान संच असलेल्या दोन कन्या पेशी मातृ पेशीपासून तयार होतात.

माइटोसिसचे टप्पे:

1) prophase - क्रोमॅटिन कॉम्पॅक्शन (कंडेन्सेशन) होते, क्रोमेटिड्स सर्पिल आणि लहान होतात (हलक्या सूक्ष्मदर्शकात दृश्यमान होतात), न्यूक्लिओली आणि न्यूक्लियर मेम्ब्रेन नाहीसे होतात, एक स्पिंडल तयार होते, त्याचे धागे गुणसूत्रांच्या सेंट्रोमेरेसला जोडलेले असतात, सेंट्रीओल्स विभाजित होतात आणि विभक्त होतात. सेल च्या;

2) मेटाफेस - गुणसूत्र जास्तीत जास्त सर्पिल केलेले असतात आणि विषुववृत्ताच्या बाजूने (विषुववृत्त प्लेटमध्ये) स्थित असतात, समरूप गुणसूत्र जवळच असतात;

3) anaphase - स्पिंडल थ्रेड्स एकाच वेळी आकुंचन पावतात आणि गुणसूत्रांना ध्रुवापर्यंत पसरवतात (क्रोमोसोम मोनोक्रोमॅटिड बनतात), मायटोसिसचा सर्वात लहान टप्पा;

4) टेलोफेस - क्रोमोसोम्स डेस्पायरल, न्यूक्लिओली आणि न्यूक्लियर मेम्ब्रेन तयार होतात आणि सायटोप्लाझमचे विभाजन सुरू होते.

मायटोसिस हे प्रामुख्याने सोमाटिक पेशींचे वैशिष्ट्य आहे. माइटोसिस गुणसूत्रांची सतत संख्या राखते. पेशींची संख्या वाढवण्यास मदत करते, म्हणून ते वाढ, पुनरुत्पादन आणि वनस्पतिजन्य पुनरुत्पादन दरम्यान दिसून येते.

मेयोसिस

मेयोसिस (ग्रीकमधून मेयोसिस- घट) हा एक अप्रत्यक्ष घट सेल विभाग आहे, ज्यामध्ये मातृ पेशीपासून चार कन्या पेशी तयार होतात, ज्यांना एकसमान अनुवांशिक माहिती नसते.

मेयोसिस I आणि मेयोसिस II असे दोन विभाग आहेत. इंटरफेस I हे मायटोसिसच्या आधीच्या इंटरफेससारखेच आहे. इंटरफेस नंतरच्या सिंथेटिक कालावधीत, प्रथिने संश्लेषणाच्या प्रक्रिया थांबत नाहीत आणि पहिल्या विभागाच्या प्रोफेसमध्ये चालू राहतात.

मेयोसिस I:

– प्रोफेस I - क्रोमोसोम सर्पिल, न्यूक्लियोलस आणि न्यूक्लियर लिफाफा अदृश्य होतात, एक स्पिंडल तयार होते, समरूप गुणसूत्र जवळ येतात आणि सिस्टर क्रोमेटिड्सच्या बाजूने एकत्र चिकटतात (किल्ल्यातील विजेप्रमाणे) - उद्भवते संयुग्मन, अशा प्रकारे तयार होते टेट्राड्स, किंवा bivalents, एक क्रोमोसोम क्रॉसओवर तयार होतो आणि विभागांची देवाणघेवाण केली जाते - ओलांडणे, नंतर एकसंध गुणसूत्र एकमेकांना मागे टाकतात, परंतु ज्या भागात ओलांडणे घडले तेथे ते जोडलेले राहतात; संश्लेषण प्रक्रिया पूर्ण झाल्या आहेत;

– मेटाफेज I - गुणसूत्र विषुववृत्ताच्या बाजूने स्थित आहेत, समरूप - बिक्रोमॅटिड गुणसूत्रे विषुववृत्ताच्या दोन्ही बाजूंना एकमेकांच्या विरुद्ध स्थित आहेत;

– ॲनाफेस I - स्पिंडलचे तंतू एकाच वेळी आकुंचन पावतात आणि एका समरूप बिक्रोमॅटिड गुणसूत्राच्या बाजूने ध्रुवांकडे पसरतात;

– टेलोफेस I (असल्यास) - क्रोमोसोम्स डेस्पायरल, न्यूक्लियोलस आणि न्यूक्लियोलस झिल्ली तयार होतात, साइटोप्लाझम वितरीत केले जातात (ज्या पेशी तयार होतात त्या हॅप्लॉइड असतात).

इंटरफेस II(असल्यास): DNA डुप्लिकेशन होत नाही.

मेयोसिस II:

– prophase II - गुणसूत्र घनदाट होतात, न्यूक्लियोलस आणि न्यूक्लियर मेम्ब्रेन अदृश्य होतात, एक विखंडन स्पिंडल तयार होते;

– मेटाफेज II - गुणसूत्र विषुववृत्त बाजूने स्थित आहेत;

– ॲनाफेस II - गुणसूत्र, स्पिंडल थ्रेड्सच्या एकाचवेळी आकुंचनसह, ध्रुवांकडे वळतात;

– टेलोफेस II - क्रोमोसोम्स डेस्पायरल, न्यूक्लियोलस आणि न्यूक्लियर मेम्ब्रेन तयार होतात आणि सायटोप्लाझम विभाजित होतात.

मेयोसिस जंतू पेशींच्या निर्मितीपूर्वी होतो. प्रजातींच्या गुणसूत्रांची (कॅरियोटाइप) सतत संख्या राखण्यासाठी जंतू पेशींच्या संलयनास अनुमती देते. एकत्रित परिवर्तनशीलता प्रदान करते.

GOUVPO

"व्होरोनेझ स्टेट टेक्निकल युनिव्हर्सिटी"

वैद्यकीय प्रणालींमध्ये प्रणाली विश्लेषण आणि व्यवस्थापन विभाग

गोषवारा

शिस्त: "मानवी आणि प्राणी जीवशास्त्र"

विषयावर: “माइटोटिक सायकल. सेल सायकल, टप्पे M, G1, S, G2, ऑटो- आणि हेटरोसिंथेटिक सेल फंक्शन्स"

द्वारे पूर्ण केले: गट BM-101 Tonkikh M.A च्या पहिल्या वर्षाचा विद्यार्थी.

तपासले: प्रोफेसर, वैद्यकशास्त्र. विज्ञान एल.बी. दिमिट्रेन्को

वोरोनेझ 2010

सेल सायकल: विहंगावलोकन

युकेरियोटिक पेशींचे विभाजन सुनिश्चित करणाऱ्या घटनांच्या पुनरावृत्ती संचाला सेल सायकल म्हणतात. सेल सायकलची लांबी पेशींच्या विभाजनाच्या प्रकारावर अवलंबून असते. काही पेशी, जसे की मानवी न्यूरॉन्स, टर्मिनल भिन्नतेच्या टप्प्यावर पोहोचल्यानंतर पूर्णपणे विभाजित होणे थांबवतात. प्रौढ व्यक्तीच्या शरीरातील फुफ्फुस, मूत्रपिंड किंवा यकृताच्या पेशी केवळ संबंधित अवयवांच्या नुकसानास प्रतिसाद म्हणून विभाजित होऊ लागतात. आतड्यांसंबंधी उपकला पेशी व्यक्तीच्या संपूर्ण आयुष्यात विभागतात. झपाट्याने वाढणाऱ्या पेशींमध्येही, विभाजनाची तयारी सुमारे 24 तास घेते. जी 1 टप्पा हा डीएनए संश्लेषणापूर्वीचा कालावधी आहे. एस-फेज हा संश्लेषणाचा कालावधी आहे (डीएनए प्रतिकृती). जी 2 फेज हा डीएनए संश्लेषण आणि माइटोसिस दरम्यानचा कालावधी आहे. इंटरफेस हा एक कालावधी आहे ज्यामध्ये G1, S आणि G2 टप्प्यांचा समावेश आहे. सायटोकिनेसिस म्हणजे सायटोप्लाझमचे विभाजन. प्रतिबंध बिंदू, आर-पॉइंट - सेल सायकलमधील वेळ जेव्हा सेलची विभाजनाकडे प्रगती अपरिवर्तनीय होते. G0 फेज ही पेशींची अवस्था आहे जी मोनोलेयरपर्यंत पोहोचली आहेत किंवा G1 टप्प्याच्या सुरुवातीच्या काळात वाढीच्या घटकांपासून वंचित आहेत.

mitozumeiosis) क्रोमोसोम दुप्पट होण्याआधी आहे, जो सेल सायकलच्या S कालावधीत होतो. कालावधी संश्लेषण शब्दाच्या पहिल्या अक्षराद्वारे नियुक्त केला जातो - डीएनए संश्लेषण. एस कालावधीच्या समाप्तीपासून मेटाफेजच्या समाप्तीपर्यंत, न्यूक्लियसमध्ये शुक्राणू किंवा अंड्याच्या केंद्रकापेक्षा चार पट जास्त डीएनए असतो आणि प्रत्येक गुणसूत्रात दोन समान भगिनी क्रोमेटिड्स असतात.

मायटोसिस दरम्यान, क्रोमोसोम्स घनरूप होतात आणि प्रोफेसच्या शेवटी किंवा मेटाफेसच्या सुरूवातीस ते ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपी अंतर्गत दृश्यमान होतात. सायटोजेनेटिक विश्लेषणासाठी, मेटाफेस क्रोमोसोमची तयारी सहसा वापरली जाते.

सुरुवातीला होमोलॉगस क्रोमोसोमचे ॲनाफेस सेंट्रोमेअरडिस्कनेक्ट आहेत, आणि क्रोमेटिड्समाइटोटिक स्पिंडलच्या विरुद्ध ध्रुवाकडे वळवा. क्रोमेटिड्सचे संपूर्ण संच ध्रुवावर गेल्यानंतर (आतापासून त्यांना गुणसूत्र म्हणतात), त्या प्रत्येकाभोवती एक विभक्त पडदा तयार होतो, ज्यामुळे दोन कन्या पेशींचे केंद्रक तयार होते (मातृ पेशीच्या अणु झिल्लीचा नाश येथे झाला. शेवट prophase). कन्या पेशी प्रवेश करतात कालावधी G1, आणि केवळ पुढील विभागणीच्या तयारीसाठी ते S कालावधीमध्ये प्रवेश करतात आणि त्यांच्यामध्ये DNA प्रतिकृती उद्भवते.

विशेष कार्ये असलेल्या पेशी ज्या दीर्घकाळ मायटोसिसमध्ये प्रवेश करत नाहीत किंवा सामान्यतः विभाजित करण्याची क्षमता गमावतात अशा स्थितीत असतात कालावधी G0 .

शरीरातील बहुतेक पेशी डिप्लोइड असतात - म्हणजेच त्यांच्याकडे दोन असतात क्रोमोसोमचा हॅप्लॉइड संच(हॅप्लॉइड संच हा गेमेट्समधील गुणसूत्रांची संख्या आहे; मानवांमध्ये ते 23 गुणसूत्र आहेत, आणि गुणसूत्रांचा द्विगुणित संच - 46).

गोनाड्समध्ये, जंतू पेशींचे पूर्ववर्ती प्रथम माइटोटिक विभाजनांच्या मालिकेतून जातात आणि नंतर मेयोसिसमध्ये प्रवेश करतात, गेमेट निर्मितीची प्रक्रिया ज्यामध्ये सलग दोन विभाग असतात. मेयोसिसमध्ये, होमोलोगस गुणसूत्रांची जोडी (मातृ 1 ला गुणसूत्रासह पितृ 1 ला गुणसूत्र इ.), त्यानंतर, तथाकथित मध्ये ओलांडणेपुनर्संयोजन घडते, म्हणजेच पितृ आणि मातृ गुणसूत्रांमधील विभागांची देवाणघेवाण. परिणामी, प्रत्येक गुणसूत्राची अनुवांशिक रचना गुणात्मक बदलते.

पहिल्या विभागात मेयोसिसहोमोलोगस क्रोमोसोम्स (आणि सिस्टर क्रोमेटिड्स नाही, जसे की मायटोसिस), परिणामी गुणसूत्रांच्या हॅप्लॉइड संचासह पेशी तयार होतात, ज्यातील प्रत्येकामध्ये 22 दुप्पट असतात ऑटोसोमआणि एक दुप्पट सेक्स क्रोमोसोम.

प्रथम आणि द्वितीय मेयोटिक विभागांमध्ये S कालावधी नाही ( तांदूळ ६६.२, उजवीकडे), आणि सिस्टर क्रोमेटिड्स दुसऱ्या विभागात कन्या पेशींमध्ये विभक्त होतात. परिणामी, क्रोमोसोमचा हॅप्लॉइड संच असलेल्या पेशी तयार होतात, ज्यामध्ये G1 कालावधीतील डिप्लोइड सोमाटिक पेशींपेक्षा अर्धा डीएनए असतो आणि S कालावधीच्या शेवटी सोमाटिक पेशींपेक्षा 4 पट कमी असतो.

गर्भाधान दरम्यान, झिगोटमधील गुणसूत्रांची संख्या आणि डीएनए सामग्री जी 1 कालावधीतील सोमाटिक सेल प्रमाणेच होते.

झिगोटमधील एस कालावधी नियमित विभाजनाचा मार्ग उघडतो, सोमाटिक पेशींचे वैशिष्ट्य.

सेल सायकल: टप्पे

युकेरियोटिक सेल सायकल चार टप्प्यात विभागली गेली आहे. डायरेक्ट सेल डिव्हिजन (मायटोसिस) च्या टप्प्यावर, कन्डेन्स्ड मेटाफेस क्रोमोसोम कन्या पेशींमध्ये समान रीतीने वितरीत केले जातात ( सेल सायकलचा एम फेज - मायटोसिस). माइटोसिस हा सेल सायकलचा पहिला टप्पा होता आणि दोन माइटोसेसमधील सेलमध्ये घडणाऱ्या इतर सर्व घटनांना म्हणतात. इंटरफेस. आण्विक स्तरावरील संशोधनाच्या विकासामुळे इंटरफेसमध्ये डीएनए संश्लेषणाचा टप्पा ओळखणे शक्य झाले आहे, ज्याला म्हणतात. एस-फेज (संश्लेषण). सेल सायकलचे हे दोन मुख्य टप्पे एकमेकांमध्ये थेट संक्रमण होत नाहीत. मायटोसिसच्या समाप्तीनंतर, डीएनए संश्लेषण सुरू होण्यापूर्वी, सेल सायकलचा G1 टप्पा (अंतर), सेल क्रियाकलापातील एक स्पष्ट विराम ज्या दरम्यान इंट्रासेल्युलर सिंथेटिक प्रक्रिया अनुवांशिक सामग्रीची प्रतिकृती तयार करतात.

दृश्यमान क्रियाकलापातील दुसरा ब्रेक ( फेज G2) डीएनए संश्लेषणाच्या समाप्तीनंतर मायटोसिस सुरू होण्यापूर्वी दिसून येते. G2 टप्प्यात, सेल घडलेल्या DNA प्रतिकृतीच्या अचूकतेवर लक्ष ठेवतो आणि आढळलेल्या अपयशांना दुरुस्त करतो. काही प्रकरणांमध्ये, सेल सायकलचा पाचवा टप्पा ओळखला जातो ( G0), जेव्हा विभाजन पूर्ण झाल्यानंतर सेल पुढील सेल सायकलमध्ये प्रवेश करत नाही आणि बराच काळ सुप्त राहते. बाह्य उत्तेजक (माइटोजेनिक) प्रभावाने ते या अवस्थेतून काढले जाऊ शकते.

सेल सायकलच्या टप्प्यांमध्ये स्पष्ट तात्पुरती आणि कार्यात्मक सीमा नसतात, तथापि, एका टप्प्यातून दुसऱ्या टप्प्यात संक्रमणादरम्यान, सिंथेटिक प्रक्रियांचे व्यवस्थित स्विचिंग होते, ज्यामुळे या इंट्रासेल्युलर घटनांना आण्विक स्तरावर वेगळे केले जाऊ शकते.

सायक्लिन आणि सायक्लिन-आश्रित किनेसेस

पेशी सेल सायकलमध्ये प्रवेश करतात आणि बाह्य माइटोजेनिक उत्तेजनांना प्रतिसाद म्हणून डीएनएचे संश्लेषण करतात. लिम्फोकिन्स(उदाहरणार्थ, इंटरल्यूकिन्स), साइटोकिन्स(विशेषतः इंटरफेरॉन) आणि पॉलीपेप्टाइड वाढीचे घटक, पेशीच्या पृष्ठभागावर त्यांच्या रिसेप्टर्सशी संवाद साधून, पेशीच्या पृष्ठभागावरून केंद्रकांपर्यंत सिग्नल ट्रान्समिशनसह आणि संबंधित जनुकांच्या लिप्यंतरणासह इंट्रासेल्युलर प्रथिनांच्या फॉस्फोरिलेशन प्रतिक्रियांचे कॅस्केड प्रेरित करतात. जीन्स एन्कोडिंग हे प्रथम सक्रिय केले जाते सायक्लिन प्रथिने, ज्यांना त्यांचे नाव या वस्तुस्थितीवरून मिळाले आहे की पेशी पेशी चक्रातून जात असताना त्यांची अंतःकोशिकीय एकाग्रता वेळोवेळी बदलते, विशिष्ट टप्प्यांवर जास्तीत जास्त पोहोचते. सायकलीन्स हे कुटुंबाचे विशिष्ट कार्यकर्ते आहेत सायक्लिन-आश्रित प्रोटीन किनेसेस (CDKs) (सीडीके - सायक्लिन-आश्रित किनेसेस) सेल सायकल नियंत्रित करणाऱ्या जनुकांच्या ट्रान्सक्रिप्शनच्या इंडक्शनमध्ये प्रमुख सहभागी आहेत. वैयक्तिक CDK चे सक्रियकरण त्याच्या विशिष्ट सायक्लिनशी संवाद साधल्यानंतर होते आणि सायक्लिन गंभीर एकाग्रतेपर्यंत पोहोचल्यानंतर या कॉम्प्लेक्सची निर्मिती शक्य होते. विशिष्ट सायक्लिनच्या इंट्रासेल्युलर एकाग्रतेत घट झाल्याच्या प्रतिसादात, संबंधित CDK उलट्या पद्धतीने निष्क्रिय केले जाते. काही CDK एकापेक्षा जास्त सायक्लिनद्वारे सक्रिय केले जातात. या प्रकरणात, सायक्लिनचा एक गट, जणू काही प्रथिने किनेसेस एकमेकांना हस्तांतरित करत आहे, त्यांना दीर्घकाळ सक्रिय स्थितीत ठेवतो. CDK सक्रियतेच्या अशा लहरी सेल सायकलच्या G1 आणि S टप्प्यांमध्ये होतात.

सायकलीन्स: सामान्य माहिती

प्रत्येक प्रकारच्या सायकलीन, ज्याला ए ते एच असे नियुक्त केले जाते, त्यात एकसंध प्रदेश असतो (150 अमीनो ऍसिडचे अवशेष " सायकलीन बॉक्स". बंधनकारक करण्यासाठी हा प्रदेश जबाबदार आहे CDK. सायक्लिन कुटुंबात 14 ज्ञात प्रथिने आहेत (सायक्लिन ए - सायक्लिन जे). कुटुंबातील काही सदस्य उपकुटुंब बनवतात. उदाहरणार्थ, डी-टाइप सायक्लिन सबफॅमिलीमध्ये तीन सदस्य असतात: डी 1, डी 2 आणि डी 3 सायक्लिन दोन उप-परिवारांमध्ये विभागले जातात: G1-सायक्लिन (सी , डीआणि इ) आणि माइटोटिक सायक्लिन (एआणि बी).

सायक्लिन्स वेगाने प्रथिनांची देवाणघेवाण करत असतात ज्याचे अर्धे आयुष्य डी-टाइप सायक्लिनसाठी 15-20 मिनिटे असते. हे त्यांच्या कॉम्प्लेक्सची गतिशीलता सुनिश्चित करते सायक्लिन-आश्रित किनेसेस. एमिनो ऍसिडच्या अवशेषांचा एन-टर्मिनल क्रम म्हणतात विनाश बॉक्स. पेशी पेशी चक्रातून जात असताना, व्यक्तीच्या सक्रियतेनंतर CDKते आवश्यकतेनुसार निष्क्रिय केले जातात. नंतरच्या प्रकरणात, सायक्लिनचे प्रोटीओलाइटिक डिग्रेडेशन, जे सीडीकेसह जटिल आहे, होते, जे विनाश बॉक्सपासून सुरू होते.

सायकलीन्स स्वतः संबंधित CDK पूर्णपणे सक्रिय करू शकत नाहीत. सक्रियकरण प्रक्रिया पूर्ण करण्यासाठी, या प्रोटीन किनेसेसच्या पॉलीपेप्टाइड चेनमध्ये विशिष्ट अमीनो ऍसिड अवशेषांचे विशिष्ट फॉस्फोरिलेशन आणि डिफॉस्फोरिलेशन होणे आवश्यक आहे. यापैकी बहुतेक प्रतिक्रिया चालतात सीडीके ॲक्टिव्हेटिंग किनेज (सीएके), जे एक जटिल आहे CDK7सह सायकलीन एच. अशाप्रकारे, सीडीके हे संबंधित सायक्लिनशी संवाद साधल्यानंतर आणि सीएके आणि इतर तत्सम सेल सायकल नियामक प्रथिनांच्या प्रभावाखाली अनुवादानंतरचे बदल केल्यानंतरच सेल सायकलमध्ये त्यांचे कार्य करण्यास सक्षम होतात.

युकेरियोटिक सेल डिव्हिजन: सुरुवात

माइटोजेनिक उत्तेजनाच्या प्रतिसादात, एक सेल इन टप्पा G0किंवा लवकर G1, सेल सायकलमधून त्याचा रस्ता सुरू होतो. अभिव्यक्तीच्या प्रेरणाचा परिणाम म्हणून सायकलीन डी जीन्सआणि इ, जे सहसा गटबद्ध केले जातात सायकलिन्स G1, त्यांची इंट्रासेल्युलर एकाग्रता वाढते. सायकलिन्स D1 , D2आणि D3किनासेससह कॉम्प्लेक्स तयार करा CDK4आणि CDK6. सायक्लिन डी 1 च्या विपरीत, नंतरचे दोन सायक्लिन देखील एकत्र होतात CDK2. या तीन सायक्लिनमधील कार्यात्मक फरक अज्ञात आहेत, परंतु उपलब्ध डेटा सूचित करतो की ते G1 फेज विकासाच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांवर गंभीर एकाग्रतेपर्यंत पोहोचतात. हे फरक वाढणाऱ्या पेशींच्या प्रकारासाठी विशिष्ट आहेत.

CDK2/4/6 च्या सक्रियतेमुळे फॉस्फोरिलेशन होते गिलहरी RB(उत्पादन रेटिनोब्लास्टोमा जनुक pRb) आणि संबंधित प्रथिने p107आणि p130. जी 1 टप्प्याच्या सुरूवातीस pRb प्रथिनेकमकुवत फॉस्फोरिलेटेड, जे त्यास जटिलतेमध्ये ठेवण्यास अनुमती देते ट्रान्सक्रिप्शन फॅक्टर E2F, जे डीएनए संश्लेषणाच्या प्रेरणामध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि त्याची क्रिया अवरोधित करते. pRb चे पूर्णपणे फॉस्फोरीलेटेड फॉर्म कॉम्प्लेक्समधून E2F सोडते, ज्यामुळे DNA प्रतिकृती नियंत्रित करणाऱ्या जनुकांचे ट्रान्सक्रिप्शनल सक्रियकरण होते.

सेल सायकलच्या G1 टप्प्यात डी-सायक्लिनची एकाग्रता वाढते आणि सुरुवातीच्या लगेच आधी त्याच्या कमाल मूल्यांपर्यंत पोहोचते. एस-टप्पा, ज्यानंतर ते कमी होऊ लागते. तथापि, यावेळी, pRb अद्याप पूर्णपणे फॉस्फोरिलेटेड नाही, आणि E2F घटक निष्क्रिय अवस्थेत कॉम्प्लेक्समध्ये राहतो. pRb चे फॉस्फोरिलेशन CDK2 सक्रिय करून पूर्ण केले जाते सायकलीन ई. G1 फेजपासून S फेजमध्ये सेल सायकलच्या संक्रमणाच्या क्षणी नंतरचे इंट्रासेल्युलर एकाग्रता जास्तीत जास्त होते. अशाप्रकारे, सायक्लिन E-CDK2 कॉम्प्लेक्स CDK4 आणि CDK6 सह सायक्लिन डी कॉम्प्लेक्समधून घेते आणि सक्रिय ट्रान्सक्रिप्शन फॅक्टर E2F च्या प्रकाशनासह pRb चे फॉस्फोरिलेशन पूर्ण करते. परिणामी, डीएनए संश्लेषण सुरू होते, म्हणजेच सेल सेल सायकलच्या एस-फेजमध्ये प्रवेश करते.

सेल सायकलचा एस फेज: डीएनए संश्लेषण

कालावधी इंटरफेसजेव्हा सेल न्यूक्लियसची डीएनए प्रतिकृती घडते तेव्हा त्याला "एस फेज" म्हणतात

सेल डिव्हिजन (माइटोसिस किंवा मेयोसिस) क्रोमोसोम डुप्लिकेशनच्या आधी आहे, जे सेल सायकलच्या एस कालावधीमध्ये होते ( तांदूळ ६६.२). कालावधी संश्लेषण शब्दाच्या पहिल्या अक्षराद्वारे नियुक्त केला जातो - डीएनए संश्लेषण.

सेल एस टप्प्यात प्रवेश केल्यानंतर, जलद ऱ्हास होतो सायकलीन ईआणि सक्रियकरण CDK2 सायकलीन ए. सायक्लिन ई शेवटी संश्लेषित करणे सुरू होते फेज G1आणि CDK2 सह त्याचा परस्परसंवाद ही सेलसाठी एस फेजमध्ये प्रवेश करण्यासाठी आणि डीएनए संश्लेषण सुरू ठेवण्यासाठी आवश्यक अट आहे. हे कॉम्प्लेक्स प्रथिनांच्या फॉस्फोरिलेशनद्वारे डीएनए संश्लेषण सक्रिय करते. एस-फेजच्या समाप्तीसाठी आणि सेलच्या संक्रमणासाठी सिग्नल फेज G2सायक्लिन ए द्वारे दुसर्या किनेजचे सक्रियकरण आहे CDK1 CDK2 सक्रियकरणाच्या एकाच वेळी समाप्तीसह. डीएनए संश्लेषणाचा शेवट आणि प्रारंभ दरम्यान विलंब मायटोसिस(G2 फेज) सेलद्वारे क्रोमोसोम प्रतिकृतीची पूर्णता आणि अचूकता नियंत्रित करण्यासाठी वापरली जाते. या काळात घडलेल्या घटनांचा क्रम नेमका माहीत नाही.

उत्तेजित झाल्यावर वाढीचे घटकसस्तन प्राण्यांच्या पेशी आढळतात विपुल सुप्त स्थिती , सायकलिन्स डी-प्रकार सायक्लिन E. mRNA आणि प्रथिने पेक्षा आधी दिसतात सायक्लिन डी 1प्रथम 6-8 तासांनंतर दिसून येते, त्यानंतर सेल सायकलच्या समाप्तीपर्यंत D1 पातळी उंचावलेली राहते ( Matsushime H. et al., 1991 ; के.ए. इ., 1992).

जेव्हा वाढीचे घटक माध्यमातून काढून टाकले जातात, तेव्हा डी-सायक्लिन आणि त्यांचे आरएनए अस्थिर असल्यामुळे डी-टाइप सायक्लिनची पातळी वेगाने खाली येते.

सायकलिन D1संबंधित CDK4डीएनए संश्लेषण सुरू होण्यापूर्वी लगेच. जटिल शिखरांची पातळी प्रारंभिक S टप्प्यात उशीरा S मध्ये कमी होण्यापूर्वी आणि G2 फेज (Matsushime H. et al., 1992).

वरवर पाहता सायकलिन्स D2आणि D3 G1 कालावधीत सायक्लिन D1 पेक्षा काहीसे नंतर कार्य करते.

डी-टाइप सायक्लिन (सामान्यतेच्या तुलनेत पाचपट) वाढीच्या घटकांसाठी सेलची मागणी कमी झाल्याने आणि G1 फेज कमी झाल्यामुळे पेशींचा आकार कमी होतो. सायकलीन ईपेशींमध्ये प्रवेश करणे आवश्यक आहे एस-टप्पा. हे प्रामुख्याने सह संबद्ध आहे CDK2, जरी ते एक कॉम्प्लेक्स तयार करू शकते CDK1 .

सायक्लिन ई एमआरएनए आणि प्रथिने पातळी, तसेच सायक्लिन ई-सीडीके2 कॉम्प्लेक्सची क्रिया, संक्रमणादरम्यान शिखर G1-Sआणि पेशी मध्य आणि उशीरा एस टप्प्यांमधून प्रगती करत असताना झपाट्याने कमी होतात.

जेव्हा सायक्लिन E चे ऍन्टीबॉडीज सस्तन प्राण्यांच्या पेशींमध्ये मायक्रोइंजेक्ट केले जातात तेव्हा DNA संश्लेषण दडपले जाते.

जेव्हा सायक्लिन E जास्त प्रमाणात व्यक्त होते, तेव्हा पेशी G1 टप्प्यातून वेगाने प्रगती करतात आणि S टप्प्यात प्रवेश करतात आणि अशा पेशींना कमी वाढीच्या घटकांची आवश्यकता असते.

माइटोसिस: दीक्षा

सेल डिव्हिजन (माइटोसिस) सुरू होण्याचा सिग्नल येतो एमपीएफ फॅक्टर (एम फेज प्रमोटिंग फॅक्टर), सेल सायकलच्या एम फेजला उत्तेजित करते. MPF एक किनेज कॉम्प्लेक्स आहे CDK1ते सक्रिय करून सायकलिन्स एकिंवा बी. वरवर पाहता, CDK1-सायक्लिन ए कॉम्प्लेक्स एस फेज पूर्ण करण्यात आणि विभाजनासाठी सेल तयार करण्यात अधिक महत्त्वाची भूमिका बजावते, तर CDK1-सायक्लिन बी कॉम्प्लेक्स प्रामुख्याने अनुक्रम नियंत्रणाचा व्यायाम करते.

सायकलिन्स B1आणि B2मध्ये अतिशय कमी सांद्रता मध्ये उपस्थित फेज G1. त्यांची एकाग्रता शेवटच्या दिशेने वाढू लागते एस-आणि संपूर्ण G2 टप्पे, मायटोसिस दरम्यान त्यांची कमाल पोहोचते, ज्यामुळे त्यांची बदली होते सायकलीन एसह संयोजनात CDK1. तथापि, प्रोटीन किनेज पूर्णपणे सक्रिय करण्यासाठी हे पुरेसे नाही. CDK1 ची कार्यक्षमता विशिष्ट अमीनो ऍसिडच्या अवशेषांवर फॉस्फोरिलेशन आणि डिफॉस्फोरिलेशनच्या मालिकेनंतर प्राप्त होते. डीएनए संश्लेषण पूर्ण होईपर्यंत पेशींना मायटोसिसमध्ये प्रवेश करण्यापासून रोखण्यासाठी असे नियंत्रण आवश्यक आहे.

CDK1, जे सायक्लिन बी असलेल्या कॉम्प्लेक्समध्ये आहे, Thr-14 आणि Tyr-16 च्या अवशेषांवर फॉस्फोरिलेटेड झाल्यानंतरच सेल डिव्हिजन सुरू होते. प्रोटीन किनेज WEE1, तसेच अवशेष Thr-161 वर प्रोटीन किनेज सीएकेआणि नंतर Thr-14 आणि Tyr-15 च्या अवशेषांवर डिफॉस्फोरिलेटेड फॉस्फेट सीडीसी 25. अशाप्रकारे सक्रिय, CDK1 फॉस्फोरिलेट्स न्यूक्लियसमधील स्ट्रक्चरल प्रथिने, यासह न्यूक्लियोलिन , आण्विक लॅमिन्सआणि vimentin. यानंतर, न्यूक्लियस मायटोसिसच्या सायटोलॉजिकलदृष्ट्या स्पष्टपणे ओळखल्या जाणाऱ्या टप्प्यांतून जाऊ लागतो.

मायटोसिसचा पहिला टप्पा आहे prophase- नंतर सुरू होते CDK1पूर्ण फॉस्फोरिलेटेड आहे, त्यानंतर मेटाफेस , anaphaseआणि टेलोफेससेल डिव्हिजनसह समाप्त - साइटोकिनेसिस. या प्रक्रियेचा परिणाम म्हणजे प्रतिकृती बनवलेल्या गुणसूत्रांचे, आण्विक आणि साइटोप्लाज्मिक प्रथिने, तसेच इतर उच्च आणि कमी आण्विक वजनाच्या संयुगांचे कन्या पेशींमध्ये योग्य वितरण. साइटोकिनेसिस पूर्ण झाल्यानंतर, विनाश होतो सायकलीन बी, CDK1 च्या निष्क्रियतेसह, जे सेलमध्ये प्रवेश करते फेज G1किंवा G0सेल सायकल.

सेल सायकलचा G0 टप्पा

भेदभावाच्या विशिष्ट टप्प्यांवर काही प्रकारच्या पेशी त्यांची व्यवहार्यता पूर्णपणे राखून, विभाजन करणे थांबवू शकतात. पेशींच्या या अवस्थेला G0 फेज म्हणतात. टर्मिनल भिन्नतेच्या स्थितीत पोहोचलेल्या पेशी यापुढे या टप्प्यातून बाहेर पडू शकत नाहीत. त्याच वेळी, हिपॅटोसाइट्स सारख्या विभाजीत करण्याची अत्यंत कमी क्षमता असलेल्या पेशी यकृताचा काही भाग काढून टाकल्यानंतर पेशी चक्रात पुन्हा प्रवेश करू शकतात.

अत्यंत विशिष्ट कार्यामुळे पेशींचे विश्रांतीच्या स्थितीत संक्रमण शक्य होते सेल सायकल इनहिबिटर. या प्रथिनांच्या सहभागाने, प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितीत पेशींचा प्रसार थांबवता येतो, जेव्हा डीएनए खराब होतो किंवा त्याच्या प्रतिकृतीमध्ये गंभीर चुका होतात. अशा विरामांचा वापर पेशींद्वारे झालेले नुकसान दुरुस्त करण्यासाठी केला जातो.

काही बाह्य परिस्थितींमध्ये, सेल सायकल थांबू शकते निर्बंध बिंदू. या बिंदूंवर, पेशी एस फेज आणि/किंवा मायटोसिसमध्ये प्रवेश करण्यास वचनबद्ध होतात.

कशेरुकी पेशी एक मानक संस्कृती माध्यमात नसतात सीरम, बहुतांश घटनांमध्ये एस-फेजमध्ये प्रवेश करू नका, जरी माध्यमात सर्व आवश्यक पोषक घटक असतात.

बंद मोनोलेयरवर पोहोचल्यावर, सक्षम पेशी संपर्क ब्रेकिंग, उपस्थितीतही सेल सायकलमधून बाहेर पडा रक्त सीरम. ज्या पेशींनी माइटोटिक चक्र अनिश्चित काळासाठी सोडले आहे, व्यवहार्यता आणि वाढीची क्षमता राखली आहे, त्यांना विश्रांती पेशी म्हणतात. याला प्रोलिफेरेटिव्ह रेस्ट किंवा G0 फेजच्या स्थितीत संक्रमण म्हणतात.

90 च्या दशकात जी 1 पेक्षा मूलभूतपणे भिन्न एक टप्पा म्हणून विस्तारित सुप्तावस्थेची व्याख्या केली जाऊ शकते की नाही यावर चर्चा चालू राहिली. वरवर पाहता हे खरंच आहे.

पेशींच्या मध्यवर्ती भागामध्ये जे प्रसरणात्मक विश्रांतीमध्ये असतात, तसेच पेशींमध्ये असतात G1 टप्पा, नियमानुसार, DNA ची दुप्पट रक्कम असते. तथापि, या दोन राज्यांमधील पेशींमध्ये लक्षणीय फरक आहेत. हे ज्ञात आहे की पेशी विभाजित करताना G1 टप्प्याचा कालावधी G0-S संक्रमणाच्या वेळेपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे. शांत आणि प्रसरण पावणाऱ्या पेशींच्या संलयनावर आणि mRNA च्या मायक्रोइंजेक्शनवर केलेल्या असंख्य अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की G0 टप्प्यातील पेशींमध्ये प्रसार अवरोधक, S-फेज मध्ये प्रवेश प्रतिबंधित.

हे तथ्य सूचित करतात की सेलने G0 मधून बाहेर पडण्यासाठी एक विशेष कार्यक्रम पार पाडला पाहिजे. हे देखील लक्षात घ्यावे की ते विश्रांती पेशींमध्ये व्यक्त केले जात नाहीत. CDK2आणि CDK4, आणि सायकलिन्स डी- आणि ई-प्रकार. त्यांचे संश्लेषण केवळ वाढीच्या घटकांद्वारे प्रेरित होते ( लोदीश एच. एट अल., 1995). IN सतत सेल सायकलिंगसंपूर्ण चक्रामध्ये डी- आणि ई-सायक्लिनची पातळी उच्च राहते आणि जी1 कालावधीचा कालावधी पूर्व-प्रतिकृती कालावधीच्या तुलनेत कमी होतो.

अशाप्रकारे, G0 टप्प्यातील पेशींमध्ये कोणतेही प्रथिने नसतात जे प्रतिबंध बिंदूंमधून जाण्याची परवानगी देतात आणि S टप्प्यात प्रवेश करण्यास परवानगी देतात. विश्रांतीच्या पेशींच्या एस-फेजमध्ये संक्रमणासाठी वाढीचे घटकत्यांच्यामध्ये या प्रथिनांचे संश्लेषण प्रेरित केले पाहिजे.

सेल सायकल: अवरोधक

सेल सायकलमध्ये दोन मुख्य टप्पे आहेत (संक्रमण बिंदू, नियंत्रण बिंदू आर - प्रतिबंध बिंदू), ज्यावर ते लागू केले जाऊ शकतात नकारात्मक नियामक प्रभाव, पेशींना सेल चक्रातून जाण्यापासून थांबवते. यापैकी एक टप्पा सेलचे डीएनए संश्लेषणात संक्रमण नियंत्रित करतो आणि दुसरा मायटोसिसच्या सुरुवातीस नियंत्रित करतो. सेल सायकलचे इतर नियमन केलेले टप्पे आहेत.

सेल सायकलच्या एका टप्प्यातून दुसऱ्या टप्प्यात पेशींचे संक्रमण सक्रियतेच्या पातळीवर नियंत्रित केले जाते CDKत्यांचे सायकलीनसह सायक्लिन-आश्रित किनेसेस CKI चे अवरोधक. आवश्यकतेनुसार, हे इनहिबिटर सक्रिय केले जाऊ शकतात आणि सीडीकेचा त्यांच्या सायक्लिनसह परस्परसंवाद अवरोधित करू शकतात आणि म्हणून सेल सायकल स्वतःच. बाह्य किंवा अंतर्गत स्थितीत बदल झाल्यानंतर, सेल पुढे वाढू शकतो किंवा मार्गात प्रवेश करू शकतो apoptosis .

दोन सीकेआय गट आहेत: p21 फॅमिली प्रथिनेआणि INK4 (CDK4 अवरोधक), ज्यांच्या कुटुंबातील सदस्यांमध्ये समान संरचनात्मक गुणधर्म आहेत. इनहिबिटरच्या p21 कुटुंबात तीन प्रथिने समाविष्ट आहेत: p21 , p27आणि p57. या प्रथिनांचे अनेक गटांद्वारे स्वतंत्रपणे वर्णन केल्यामुळे, त्यांची पर्यायी नावे अजूनही वापरली जातात. अशाप्रकारे, p21 प्रोटीन WAF1 (वाइल्ड-प्रकार p53 सक्रिय तुकडा 1), CIP1 (CDK2 इंटरॅक्टिंग प्रोटीन 1), SDI1 (सेनेसेंट व्युत्पन्न अवरोधक 1) आणि mda-6 (मेलेनोमा भिन्नता संबंधित जीन) या नावांनी देखील ओळखले जाते. p27 आणि p57 साठी समानार्थी शब्द अनुक्रमे KIP1 (kinase inhibiting proteins 1) आणि KIP2 (kinase inhibiting proteins 2) आहेत. या सर्व प्रथिनांमध्ये कृतीची विस्तृत विशिष्टता आहे आणि ते विविध प्रतिबंधित करू शकतात CDK .

याउलट, INK4 इनहिबिटरचा समूह अधिक विशिष्ट आहे. त्यात चार प्रथिने असतात: p15INK4B , p16INK4A , p18INK4Cआणि p19INK4D. INK4 फॅमिली इनहिबिटर फेज दरम्यान कार्य करतात G1सेल सायकल, क्रियाकलाप inhibiting CDK4 किनेसेस, तथापि दुसरा INK4A जनुकाचे प्रथिने उत्पादन - p19ARF, यांच्याशी संवाद साधतो नियामक घटक MDM2 प्रोटीन p53आणि घटक निष्क्रिय करते. हे वाढीव स्थिरतेसह आहे p53 प्रथिनेआणि थांबा

सेल सायकल: G1- पासून S-फेज पर्यंत संक्रमणाचे नियमन

सेल सायकल सुरू होण्यापूर्वी p27 प्रथिने, उच्च एकाग्रता मध्ये असल्याने, सक्रियता प्रतिबंधित करते प्रोटीन किनेज CDK4किंवा CDK6 सायकलिन्स D1 , D2किंवा D3. अशा परिस्थितीत, सेल आत राहतो टप्पा G0किंवा प्रारंभिक G1 टप्पामाइटोजेनिक उत्तेजना प्राप्त करण्यापूर्वी. पुरेशा उत्तेजनानंतर, सायक्लिन डीच्या इंट्रासेल्युलर सामग्रीच्या वाढीच्या पार्श्वभूमीवर p27 इनहिबिटरची एकाग्रता कमी होते. हे CDK च्या सक्रियतेसह होते आणि शेवटी, फॉस्फोरिलेशन होते. pRb प्रथिने, संबंधित प्रकाशन ट्रान्सक्रिप्शन फॅक्टर E2Fआणि संबंधित जनुकांचे प्रतिलेखन सक्रिय करणे.

सेल सायकलच्या G1 टप्प्याच्या या सुरुवातीच्या टप्प्यात, p27 प्रथिनांची एकाग्रता अजूनही खूप जास्त आहे. म्हणून, पेशींच्या माइटोजेनिक उत्तेजनाच्या समाप्तीनंतर, या प्रथिनेची सामग्री त्वरीत गंभीर स्तरावर पुनर्संचयित केली जाते आणि संबंधित G1 टप्प्यावर सेल सायकलमधून पेशींचा पुढील मार्ग अवरोधित केला जातो. त्याच्या विकासातील G1 टप्पा नावाच्या एका विशिष्ट टप्प्यापर्यंत पोहोचेपर्यंत ही उलटता शक्य आहे संक्रमण बिंदू, ज्यानंतर सेल विभाजनासाठी वचनबद्ध होते आणि वातावरणातून वाढीचे घटक काढून टाकणे सेल सायकलच्या प्रतिबंधासह नसते. जरी या बिंदूपासून पेशी विभाजित करण्यासाठी बाह्य संकेतांपासून स्वतंत्र झाल्या, तरी ते पेशी चक्रावर आत्म-नियंत्रण करण्याची क्षमता राखून ठेवतात.

INK4 फॅमिली सीडीके इनहिबिटर (p15 , p16 , p18आणि p19) विशेषत: सह संवाद साधा CDK4 किनेसआणि CDK6. प्रथिने p15 आणि p16 हे ट्यूमर सप्रेसर म्हणून ओळखले जातात आणि त्यांचे संश्लेषण नियंत्रित केले जाते pRb प्रथिने. सर्व चार प्रथिने CDK4 आणि CDK6 चे सक्रियकरण अवरोधित करतात, एकतर त्यांचा सायक्लिनशी संवाद कमकुवत करून किंवा त्यांना कॉम्प्लेक्समधून विस्थापित करून. जरी p16 आणि p27 दोन्ही प्रथिनांमध्ये CDK4 आणि CDK6 च्या क्रियाकलापांना प्रतिबंधित करण्याची क्षमता आहे, परंतु पूर्वीच्या प्रथिनांमध्ये या प्रथिने किनासेसबद्दल अधिक आत्मीयता आहे. जर p16 ची एकाग्रता अशा पातळीपर्यंत वाढते ज्यावर ते CDK4/6 किनेसेसची क्रिया पूर्णपणे प्रतिबंधित करते, तर p27 प्रोटीन मुख्य अवरोधक बनते. CDK2 kinase .

सेल सायकलच्या सुरुवातीच्या काळात, निरोगी पेशी नुकसान दुरुस्त होईपर्यंत G1 टप्प्यात सेल सायकल प्रगती रोखून डीएनए नुकसान ओळखू शकतात आणि प्रतिसाद देऊ शकतात. उदाहरणार्थ, अतिनील प्रकाश किंवा आयनीकरण किरणोत्सर्गामुळे डीएनएच्या नुकसानास प्रतिसाद म्हणून, p53 प्रथिनेप्रतिलेखन प्रेरित करते p21 प्रोटीन जनुक. त्याची इंट्रासेल्युलर एकाग्रता वाढल्याने CDK2 सक्रियता अवरोधित होते सायकलिन्स ईकिंवा ए. हे सेल सायकलच्या शेवटच्या G1 टप्प्यात किंवा प्रारंभिक S टप्प्यात पेशींना अटक करते. यावेळी, सेल स्वतःच त्याचे भविष्यातील भविष्य ठरवते - जर नुकसान दूर केले जाऊ शकत नाही, तर ते आत प्रवेश करते apoptosis .

दोन भिन्न निर्देशित नियामक प्रणाली आहेत G1/S- संक्रमण: सकारात्मक आणि नकारात्मक.

प्रणाली सकारात्मकरित्या एस-फेजमध्ये प्रवेशाचे नियमन करते ज्यामध्ये हेटरोडाइमर समाविष्ट आहे E2F-1/DP-1आणि ते सक्रिय करत आहे सायक्लिन किनेज कॉम्प्लेक्स .

दुसरी प्रणाली एस-फेजमध्ये प्रवेश करण्यास प्रतिबंध करते. हे ट्यूमर सप्रेसर्सद्वारे दर्शविले जाते p53आणि pRB, जे E2F-1/DP-1 heterodimers ची क्रिया दडपतात.

सामान्य पेशींचा प्रसार या प्रणालींमधील अचूक संतुलनावर अवलंबून असतो. या प्रणालींमधील संबंध बदलू शकतात, ज्यामुळे पेशींच्या प्रसाराच्या दरात बदल होतो.

सेल सायकल: G2 ते M टप्प्यात संक्रमणाचे नियमन

डीएनएच्या नुकसानास सेलचा प्रतिसाद आधी येऊ शकतो मायटोसिस. मग p53 प्रथिनेअवरोधक संश्लेषण प्रेरित करते p21, जे सक्रियकरण प्रतिबंधित करते

CDK1 किनेज सायक्लिन बीआणि सेल सायकलच्या पुढील विकासास विलंब करते. मायटोसिसद्वारे सेलचा रस्ता घट्टपणे नियंत्रित केला जातो - मागील चरण पूर्ण केल्याशिवाय पुढील टप्पे सुरू होत नाहीत. यीस्टमध्ये काही अवरोधक ओळखले गेले आहेत, परंतु त्यांचे प्राणी समरूप अज्ञात आहेत. उदाहरणार्थ, वर्णन केले आहे यीस्ट प्रथिने BUB1 (बेनोमिल द्वारे प्रतिबंधित होत नाही)आणि MAD2 (माइटोटिक अटकेची कमतरता), जे माइटोटिक स्पिंडलमध्ये घनरूप गुणसूत्रांचे संलग्नक नियंत्रित करते माइटोसिसचा मेटाफेस. या कॉम्प्लेक्सची योग्य असेंब्ली पूर्ण होण्यापूर्वी, MAD2 प्रोटीन एक कॉम्प्लेक्स बनवते प्रोटीन किनेज CDC20आणि ते निष्क्रिय करते. CDC20, सक्रिय झाल्यानंतर, फॉस्फोरिलेट्स प्रथिने आणि परिणामी, त्यांच्या कार्ये अवरोधित करते जे प्रत्येक दोन समरूप क्रोमेटिड्सच्या विचलनास प्रतिबंधित करते. साइटोकिनेसिस .

निष्कर्ष

यीस्ट आणि सस्तन प्राणी सेल लाईन्सच्या तापमान-आश्रित उत्परिवर्तींच्या प्रयोगांवरून असे दिसून आले आहे की माइटोसिसची घटना विशिष्ट जीन्सच्या सक्रियतेने आणि विशिष्ट आरएनए आणि प्रथिनेच्या संश्लेषणाद्वारे निर्धारित केली जाते. कधीकधी माइटोसिसला केवळ विभक्त विभाजन (कॅरियोकिनेसिस) मानले जाते, जे नेहमी सायटोटॉमीसह नसते - दोन भागांची निर्मिती. पेशी
अशाप्रकारे, मायटोसिसच्या परिणामी, एक पेशी दोनमध्ये बदलते, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये दिलेल्या प्रकारच्या जीवांचे वैशिष्ट्यपूर्ण गुणसूत्रांची संख्या आणि आकार असतो आणि परिणामी, डीएनएची स्थिर मात्रा असते.
मायटोसिसचे जैविक महत्त्व हे आहे की ते शरीराच्या सर्व पेशींमध्ये गुणसूत्रांच्या संख्येची स्थिरता सुनिश्चित करते. मायटोसिसच्या प्रक्रियेदरम्यान, मातृ पेशीच्या गुणसूत्रांचा डीएनए त्यातून निर्माण झालेल्या दोन कन्या पेशींमध्ये काटेकोरपणे समान प्रमाणात वितरीत केला जातो. मायटोसिसच्या परिणामी, लैंगिक पेशी वगळता शरीराच्या सर्व पेशींना समान अनुवांशिक माहिती प्राप्त होते. अशा पेशींना सोमाटिक (ग्रीक "सोमा" - शरीर) म्हणतात. सायकल). सेल्युलर सायकल- हा कालावधी आहे ... मिटोटिक सायकलमाइटोसिस, तसेच विश्रांतीचा कालावधी (G0), पोस्टमिटोटिक ( G1), सिंथेटिक (S) आणि premitotic( G2... पोस्टमिटोटिक कालावधी ( G1). टप्पा G1- ही मुख्य गोष्ट आहे ...

उच्च एकाग्रतेमध्ये असल्याने, ते प्रथिने किनासेस CDK4 किंवा CDK6 चे सायक्लिन डी1, किंवा द्वारे सक्रिय होण्यास प्रतिबंध करते. या परिस्थितीत, पेशी G0 फेज किंवा लवकर G1 टप्प्यात राहते जोपर्यंत त्याला माइटोजेनिक उत्तेजन मिळत नाही. पुरेशा उत्तेजनानंतर, सायक्लिन डीच्या इंट्रासेल्युलर सामग्रीच्या वाढीच्या पार्श्वभूमीवर p27 इनहिबिटरची एकाग्रता कमी होते. यासह CDK सक्रिय होते आणि शेवटी, pRb प्रोटीनचे फॉस्फोरिलेशन, संबंधित ट्रान्सक्रिप्शन फॅक्टर E2F सोडणे आणि संबंधित जनुकांचे प्रतिलेखन सक्रिय करणे.

सेल सायकलच्या G1 टप्प्याच्या या सुरुवातीच्या टप्प्यात, p27 प्रोटीनची एकाग्रता अजूनही खूप जास्त आहे. म्हणून, पेशींच्या माइटोजेनिक उत्तेजनाच्या समाप्तीनंतर, या प्रथिनेची सामग्री त्वरीत गंभीर स्तरावर पुनर्संचयित केली जाते आणि संबंधित G1 टप्प्यावर सेल सायकलमधून पेशींचा पुढील मार्ग अवरोधित केला जातो. जी 1 टप्पा त्याच्या विकासातील एका विशिष्ट टप्प्यावर पोहोचत नाही तोपर्यंत ही उलटता शक्य आहे, ज्याला संक्रमण बिंदू म्हणतात, ज्यानंतर सेल विभाजनासाठी वचनबद्ध होते आणि वातावरणातून वाढीचे घटक काढून टाकणे सेल सायकलच्या प्रतिबंधासह होत नाही. जरी या बिंदूपासून पेशी विभाजित करण्यासाठी बाह्य संकेतांपासून स्वतंत्र झाल्या, तरी ते पेशी चक्रावर आत्म-नियंत्रण करण्याची क्षमता राखून ठेवतात.

पेशी चक्राच्या सुरुवातीच्या काळात, निरोगी पेशी नुकसान दुरुस्त होईपर्यंत G1 टप्प्यात सेल सायकल प्रगती रोखून डीएनए नुकसान ओळखू शकतात आणि प्रतिसाद देऊ शकतात. उदाहरणार्थ, अतिनील प्रकाश किंवा आयनीकरण किरणोत्सर्गामुळे डीएनएच्या नुकसानास प्रतिसाद म्हणून, p53 प्रथिने p21 प्रोटीन जनुकाचे प्रतिलेखन प्रेरित करते. त्याची इंट्रासेल्युलर एकाग्रता वाढल्याने CDK2 चे सक्रीयीकरण cyclins E किंवा . हे सेल सायकलच्या शेवटच्या G1 टप्प्यात किंवा प्रारंभिक S टप्प्यात पेशींना अटक करते. यावेळी, सेल स्वतःच त्याचे भविष्यातील भविष्य ठरवते - जर नुकसान दूर केले जाऊ शकत नाही, तर ते आत प्रवेश करते