G1-fázis

G 1 fázis (az angol  Gap 1 phase szóból ) - az eukarióta sejtek sejtciklusának három fázisa közül az első . Az interfázis ezen szakaszában a sejt megnövekszik, és mRNS -t és fehérjéket szintetizál , felkészülve az interfázis utáni mitózisra . A G 1 fázis az interfázis S fázisának kezdetével ér véget .

Általános jellemzők

A G1 - fázis az S-fázissal és a G2-fázissal együtt a sejtnövekedés hosszú periódusát alkotja - interfázis, amely megelőzi a sejtosztódást - mitózist (M-fázis) [1] .

A G1 fázisban a sejt mérete nő, és a DNS szintéziséhez szükséges mRNS-t és fehérjéket szintetizálja . Amikor a sejt eléri a szükséges méretet, és a szükséges fehérjéket már szintetizálták, a sejt belép a sejtciklus következő fázisába - az S-fázisba. Az egyes fázisok időtartama, beleértve a G 1 fázist is, különböző sejttípusokban eltérő. Az emberi szomatikus sejtekben a sejtciklus körülbelül 18 óráig tart, és a G 1 fázis ennek az időnek körülbelül a harmadát teszi ki [2] . A karmos béka ( Xenopus ), a tengeri sünök ( Echinoidea ) és a Drosophila ( Drosophila ) embrióiban azonban a G1-fázis gyengén expresszálódik, és rést jelent, ha van, a mitózis vége és az S-fázis között. [2] .

A G 1 fázis és a sejtciklus egyéb fázisai függhetnek a növekedési faktoroktól , például a tápanyagoktól , a hőmérséklettől és a növekedési tértől. Elegendő aminosavnak kell jelen lennie az mRNS- és fehérjeszintézishez . A fiziológiai hőmérséklet optimális a sejtnövekedéshez. Emberben a normál élettani hőmérséklet körülbelül 36,5 °C (a kar alatt) [1] .

A G 1 fázis különösen fontos a sejtciklus szempontjából, mert ebben az időszakban a sejt dönti el, hogy osztódik-e vagy elhagyja a sejtciklust [2] . Ha a sejt nem osztódik, ahelyett, hogy S-fázisba menne, akkor elhagyja a G 1 fázist, és nyugalmi állapotba kerül, amelyet G 0 fázisnak neveznek . Nehéz, de lehetséges a G 1 -fázisba visszatérni a G 0 -fázisból [1] .

A G 1 fázis alatt a sejt diploid marad ( 2n ). Ez azt jelenti, hogy a sejt kettős fajspecifikus kromoszómákat tartalmaz , és a DNS még nem replikálódott a sejtosztódás előtt . A genetikai anyag kromatin vagy lazán felcsavarodott DNS-szál formájában van. A haploid eukarióta organizmusok , például egyes élesztőgombák , csak egy kromoszómakészlettel rendelkeznek ( 1n ). A G 1 fázisban a sejt még készül a DNS-replikációra , genetikai anyagát pedig még nem másolták le (ez az S-fázisban történik) [1] .

G 1 -fázis szabályozása

A sejtciklusban van egy világos utasításkészlet, amelyet sejtciklus-vezérlő rendszerként ismerünk, amely szabályozza a sejtciklus fázisainak időtartamát és koordinációját, hogy biztosítsa, hogy azok a megfelelő sorrendben történjenek. A ciklin-dependens kinázok néven ismert biokémiai triggerek a megfelelő időben indítanak el sejttípusú lépéseket, és biztosítják a megfelelő sorrendet a hibák megelőzésére [2] .

A sejtciklusban három ellenőrzőpont van : G 1 /S-ellenőrzőpont (átmenet G 1 fázisból S-fázisba) vagy kiindulási pont élesztőben, G 2 /M-ellenőrző pont és orsópont [1] .

A G 1 fázis biokémiai szabályozói

A G 1 fázis alatt a G 1 /S-ciklinek aktivitása jelentősen megnő a G 1 fázis vége felé . Ezek a ciklinek beindítják a sejtosztódáshoz kapcsolódó korai folyamatok egy részét, mint például a centroszóma megkettőződését gerincesekben és orsóképződést élesztőben, de leginkább az S-ciklin komplexek aktiválásáért felelősek [2] .

A sejtciklus más fázisaiban aktív ciklinek komplexei ebben a fázisban inaktívak, így a megfelelő sejtfolyamatok nem haladnak rossz sorrendben. A G 1 -fázisban a ciklin-dependens kinázok aktivitásának visszaszorítása háromféleképpen lehetséges: gének - inhibitorok a szabályozó fehérjék segítségével elnyomják a fő ciklin gének transzlációját ; aktiválódik az anafázis-stimulációs komplex , amely specifikusan elnyomja az S- és M-ciklineket (de nem a G1 / S-ciklineket), és végül a ciklinfüggő kinázok inhibitorainak nagy koncentrációját [2] .

Korlátozási pont

A G 1 fázisban a restrikciós pont (R) eltér a többi kontrollponttól, mivel nem határozza meg a sejt speciális, a következő fázisba való átmenethez ideális állapotát, hanem megváltoztatja a sejt életének további irányát. . Gerinceseknél , miután a sejt körülbelül három órán át G 1 fázisban volt, belép a restrikciós pontba, ahol a sejt eldönti, hogy továbbmegy-e a sejtciklusban, vagy átmegy a nyugalmi szakaszba, a G 0 fázisba [3 ] .

Ez a pont szintén két részre osztja a G 1 fázist: pre-mitotikus és poszt-mitotikus. A G 1 fázis (ami a mitózist követően új sejtben kezdődik) és az R-sejt kezdete között a sejt a G 1 posztmitotikus alfázisban vagy posztmitotikus fázisban van. Az R után és az S-fázis előtt a sejtet G 1 -preszintetikus alfázisban vagy a G 1 -fázis preszintetikus fázisában lévőnek nevezzük [4] .

Ahhoz, hogy egy sejt átjusson a G 1 -posztmitózisos fázison, magas növekedési faktortartalomra és stabil fehérjeszintézisre van szükség, különben a sejt G 0 -fázisba kerül [4] .

Egyes szerzők amellett érvelnek, hogy a restrikciós pont és a G 1 /S pont ugyanaz [1] [2] , de az újabb munkákban kiderült, hogy ez a G 1 fázis két különböző pontja, amelyben a sejt előrehaladását észleljük. Az első, a restrikciós pont a növekedési faktoroktól függ, és meghatározza, hogy a sejt belép-e a G 0 fázisba, míg a második ellenőrzőpont a tápanyagoktól függ, és azt határozza meg, hogy a sejt belép-e az S fázisba [3] [4] . A kutatók közötti nézeteltérések egy része annak tudható be, hogy egyesek emlőssejteket , míg mások élesztősejteket tanulmányoztak [3] .

G 1 /S-vezérlőpont

A G 1 /S-ellenőrző pont a G 1 -fázis kezdete és az S-fázis között van, amely meghatározza a sejtek S-fázisba való átmenetét. A növekedési faktorok hiánya, a DNS-károsodás és más különleges körülmények között előfordulhat, hogy a sejt S-fázisba kerüljön.

Ezen a ponton a G1 / S-ciklinek komplex és a ciklin-dependens kinázok (CKK) kialakulása a sejtet egy új osztódási ciklusba indítja. Ezek a komplexek azután aktiválják az S-CCK komplexeket, amelyek a sejtet az S-fázisban lévő DNS-replikációhoz vezetik. Ugyanakkor az anafázis stimuláló komplex aktivitása jelentősen csökken, ami lehetővé teszi az S- és M-ciklinek aktiválását.

Ha egy sejt nem tud belépni az S-fázisba, akkor a nyugalmi G 0 -fázisba lép, ahol sem sejtnövekedés, sem osztódás nincs [1] .

G 1 fázis és rák

Számos forrás megerősíti, hogy a G 1 fázis és a G 1 /S ellenőrzési pont zavarai a daganatok ellenőrizetlen növekedéséhez vezetnek. Azokban az esetekben, amikor a zavarok a G 1 fázist érintik, ez elsősorban azért következik be, mert az E2F család szabályozó fehérjéit kódoló gének korlátlan aktivitásra tesznek szert, és fokozzák a G 1 /S-ciklin gének expresszióját, aminek következtében a sejt ellenőrizetlenül bejut a sejtbe. ciklus [2] .

Egyes rákgyógyszerek azonban a sejtciklus G 1 fázisára is hatnak . A rák számos típusában , köztük az emlőrákban [5] és a bőrrákban [6] , a daganat növekedése megelőzhető azáltal, hogy megakadályozzuk a daganatsejtek bejutását a G 1 fázisba, megakadályozzuk a sejtosztódást és a terjedést.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lodish, Harvey et al. Molekuláris sejtbiológia. 6. New York City: W. H. Freeman and Company, 2008. Nyomtatás.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Morgan, David. A sejtciklus: A vezérlés alapelvei. London: New Science Press LTD, 2007. Nyomtatás.
3. ↑ 1 2 3 Foster, David A., Paige Yellen et al. Gének rák, gének rák. 1,11 (2010): 1124-1131. Web. november 19. 2012. doi=10,1177/1947601910392989.
4. ↑ 1 2 3 Zetterberg, A., O. Larrsen és KG Wilman. "Jelenlegi vélemény a sejtbiológiáról." Jelenlegi vélemény a sejtbiológiáról. 7,6 (1995): 835-42. nyomtatás.
5. ↑ Wali, Vikram B.; Bachawal, Sunitha V., Sylvester, Paul W. Combined Treatment of y-Tocotrienol with Statins Induce Mammary Tumor Cell Cycle Arrest in G1  //  Experimental Biology and Medicine : Journal. - 2009. - június ( 234. évf. , 6. sz.). - P. 639-650 . - doi : 10.3181/0810-RM-300 .
6. ↑ Igen, Yan; és mások. Az Atractylenolide II G1 sejtciklus-leállást és apoptózist indukál B16 melanoma sejtekben  (angol)  // Journal of Ethnopharmacology : folyóirat. - 2011. - június ( 136. évf. , 1. sz.). - P. 279-282 . - doi : 10.1016/j.jep.2011.04.020 .

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)