If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Контролни пунктове на клетъчния цикъл

Как клетките използват контролни пунктове в края на G1 фазата, края на G2 фазата и по средата на М фазата (вретеновидния контролен пункт), за да регулират клетъчния цикъл. 

Въведение

Докато клетките се придвижват през клетъчния цикъл, бързо ли преминават от една фаза към друга? Ако са ракови клетки, отговорът може би е да. Нормалните клетки обаче се придвижват през клетъчния цикъл по регулиран начин. Те използват информация за собственото си вътрешно състояние и условни знаци от околната си среда, за да решат дали да продължат с клетъчното делене. Това регулиране гарантира, че клетките не се делят при неблагоприятни условия (например когато тяхното ДНК е повредено, или когато няма място за повече клетки в тъканта или органа).

Контролни пунктове на клетъчния цикъл

Контролен пункт е етап в клетъчния цикъл на еукариотните клетки, при който клетката проучва вътрешните и външните условни знаци и "решава" дали да продължи с деленето, или не.
Има няколко контролни пункта, но трите най-важни са:
  • Контролният пункт Gstart subscript, 1, end subscript, при прехода Gstart subscript, 1, end subscript/S.
  • Контролният пункт Gstart subscript, 2, end subscript, при прехода Gstart subscript, 2, end subscript/M.
  • Контролният пункт на вретеното, при прехода от метафаза към анафаза.
Диаграма на клетъчен цикъл с маркирани контролни пунктове. Контролният пункт G1 е близо до края на G1 (близо до прехода G1/S). Контролен пункт G2 е близо до края на G2 (близо до прехода G2/M). Контролният пункт на вретеното е по средата на фаза М, и по-конкретно, при прехода метафаза/анафаза.

Контролният пункт Gstart subscript, 1, end subscript

Контролният пункт Gstart subscript, 1, end subscript е основната решаваща точка за една клетка – тоест, основната точка, при която тя трябва да реши дали да се дели, или не. След като клетката премине контролния пункт Gstart subscript, 1, end subscript и навлезе в S фазата, тя необратимо се отправя по пътеката на деленето. Тоест, ако изключим неочаквани проблеми като ДНК увреждане или грешки при репликацията, една клетка, която премине през Gstart subscript, 1, end subscript контролния пункт, ще продължи през клетъчния цикъл и ще произведе две дъщерни клетки.
Контролен пункт G1. Контролният пункт G1 се намира на края на фаза G1, преди прехода към фаза S. Ако клетките не преминат контролния пункт G1, те могат да се "измъкнат извън" клетъчния цикъл в състояние на покой, наречено G0, от което могат впоследствие отново да навлязат в G1 при подходящите условия.
При контролен пункт G1 клетките решават дали да продължат с деленето въз основа на фактори като:
  • Размер на клетката
  • Хранителни вещества
  • Растежни фактори
  • ДНК увреждане
При контролния пункт Gstart subscript, 1, end subscript една клетка проверява дали вътрешните и външните условия са правилни за делене. Ето някои фактори, които една клетка може да оцени:
  • Размер. Достатъчно голяма ли е клетката, за да се раздели?
  • Хранителни вещества. Клетката има ли достатъчно енергийни резерви или налични хранителни вещества, за да се дели?
  • Молекулярни сигнали. Получава ли клетката положителни подсещания (като растежни фактори) от съседите?
  • Цялостност на ДНК. Има ли повредени участъци от ДНК?
Това не са единствените фактори, които могат да повлияят на прогреса през контролния пункт Gstart subscript, 1, end subscript, и кои фактори са най-важни зависи от вида на клетката. Например някои клетки имат нужда и от механични условни насоки (като прикрепяне към подкрепяща мрежа, наречена извънклетъчен матрикс), за да се делятstart superscript, 1, end superscript.
Ако една клетка не получи "зелена светлина" от условните насоки, които са ѝ нужни при контролния пункт Gstart subscript, 1, end subscript, тя може да излезе от клетъчния цикъл и да навлезе в състояние на покой, наречено Gstart subscript, 0, end subscript фаза. Някои клетки остават постоянно в Gstart subscript, 0, end subscript, докато други продължават деленето, ако условията се подобрят.

Контролният пункт Gstart subscript, 2, end subscript

Изображение на клетъчния цикъл с маркиран контролен пункт G2. При контролния пункт G2 клетката проверява за:
  • повреда в ДНК
  • пълнота на репликацията на ДНК
За да се увери, че клетъчното деление върви гладко (произвежда здрави дъщерни клетки с пълно, неувредено ДНК), клетката има допълнителен контролен пункт преди М фазата, наречена контролен пункт Gstart subscript, 2, end subscript. На този етап клетката ще провери:
  • Цялостност на ДНК. Има ли повредени участъци от ДНК?
  • Репликация на ДНК. Напълно копирана ли е ДНК по време на фаза S?
Ако бъдат засечени грешки или увреждане, клетката ще спре в контролен пункт Gstart subscript, 2, end subscript, за да позволи поправки. Ако механизмите на контролния пункт засекат проблеми с ДНК, клетъчният цикъл приключва и клетката опитва или да завърши ДНК репликацията, или да поправи повреденото ДНК.
Ако увреждането е непоправимо, клетката може да премине през апоптоза, или програмирана клетъчна смъртsquared. Този механизъм на саморазрушение гарантира, че увреденото ДНК не е предадено на дъщерните клетки, и е важен за предотвратяването на рак.

Контролният пункт на вретеното

Изображение на клетъчния цикъл с маркиран контролен пункт на вретеното. При контролния пункт на вретеното клетката проверява за:
  • Прикрепване на хромозомите към вретеното при метафазната плочка
Контролният пункт М също е познат като контролен пункт на вретеното: тук клетката проверява дали всички сестрински хроматиди са правилно прикрепени към микротубулите на вретеното. Понеже разделянето на сестринските хроматиди по време на анафаза е необратима стъпка, клетката няма да продължи, докато всички хромозоми не бъдат здраво прикрепени към поне две нишки на вретеното от противоположните полюси на клетката.
Как работи този контролен пункт? Изглежда клетките всъщност не сканират метафазната плочка, за да се уверят, че всички хромозоми са там. Вместо това те търсят "скитащи" хромозоми, които са на неправилното място (например плуват си в цитоплазмата)cubed. Ако една хромозома е на грешното място, клетката ще спре митозата, давайки време на вретеното да улови скитащата хромозома.

Как точно работят контролните пунктове?

Тази статия дава много общ преглед на контрола върху клетъчния цикъл, очертавайки факторите, които влияят на решението на клетката да спре или да продължи при всеки контролен пункт. Но може би се чудиш какво всъщност правят тези фактори на клетката, или какво променят в нея, за да причинят (или блокират) прогресията от една фаза на клетъчния цикъл към следващата.
Общият отговор е, че вътрешните и външните условни насоки полагат началото на сигнализиращи пътища в клетката, които активират или деактивират група основни протеини, които придвижват клетъчния цикъл напред. Можеш да научиш повече за тези протеини и да видиш примери за това как биват повлияни от неща като ДНК увреждане, например, в тази статия за регулатори на клетъчния цикъл.