Фаза G1 - Википедия - G1 phase

В грамм1 фаза, разрыв 1 фаза, или же рост 1 фаза, это первая из четырех фаз клеточный цикл что происходит в эукариотическая клетка разделение. В этой части межфазный, клетка синтезирует мРНК и белки при подготовке к последующим этапам, ведущим к митозу. грамм1 фаза заканчивается, когда клетка переходит в S фаза межфазного. Это занимает 30-40 процентов времени клеточного цикла.

Обзор

грамм1 этап вместе с S фаза и грамм2 фаза составляют длительный период роста клеточный цикл деление клеток называется межфазный это происходит до деление клеток в митоз (Фаза M).[1]

Во время G1 фазе клетка увеличивается в размерах и синтезирует мРНК и белок которые необходимы для ДНК синтез. Как только необходимые белки и рост завершены, клетка переходит в следующую фазу клеточного цикла, S-фазу. Продолжительность каждой фазы, включая G1 фаза различна во многих типах клеток. В соматических клетках человека клеточный цикл длится около 18 часов, а G1 фаза занимает около 1/3 этого времени.[2] Однако в Xenopus эмбрионы морской еж эмбрионы и Дрозофила эмбрионы, G1 фаза практически отсутствует и определяется как разрыв, если он существует, между концом митоза и S-фазой.[2]

грамм1 фаза и другие субфазы клеточного цикла могут быть затронуты ограничением факторы роста такие как количество питательных веществ, температура и место для роста. Достаточный нуклеотиды и аминокислоты должен присутствовать для синтеза мРНК и белков. Физиологические температуры оптимальны для роста клеток. У человека нормальная физиологическая температура составляет около 37 ° С (98,6 ° F).[1]

грамм1 Фаза особенно важна в клеточном цикле, потому что она определяет, совершает ли клетка деление или покидает клеточный цикл.[2] Если ячейке дан сигнал о том, что она остается неразделенной, вместо перехода в фазу S, она покинет G1 фазе и перейти в состояние покоя, называемое грамм0 фаза. Большинство непролиферирующих клеток позвоночных попадут в G0 фаза.[1]

Регулирование

Внутри клеточного цикла существует строгий набор правил, известных как система контроля клеточного цикла который контролирует синхронизацию и координацию фаз для обеспечения правильного порядка событий. Биохимические триггеры, известные как циклин-зависимые киназы (Cdks) включает события цикла ячеек в исправленное время и в правильном порядке, чтобы предотвратить любые ошибки.[2]

В клеточном цикле есть три контрольных точки: грамм1/ S Контрольно-пропускной пункт или Начать контрольную точку в дрожжах; в грамм2/ M КПП; и КПП шпинделя.[1]

Биохимические регуляторы

Основная статья: Циклин Е1

Во время G1 фаза G1Активность циклина / S значительно возрастает ближе к концу G1 фаза.

Комплексы циклина, которые активны во время других фаз клеточного цикла, остаются инактивированными, чтобы предотвратить нарушение порядка любых событий клеточного цикла. В G можно найти три метода предотвращения активности Cdk.1 фаза: pRB привязка к E2F семейные факторы транскрипции подавляют выражение генов циклинов S фазы; комплекс, способствующий анафазе (APC) активируется, что нацелено и разрушает циклины S и M (но не G1/ S циклины); и высокая концентрация ингибиторов Cdk обнаруживается во время G1 фаза.[2]

Точка ограничения

Основная статья: Точка ограничения

В точка ограничения (р) в G1 Фаза отличается от контрольной точки, потому что она не определяет, являются ли условия в ячейке идеальными для перехода к следующей фазе, но изменяет ход ячейки. После того, как клетка позвоночного оказалась в G1 фазе около трех часов, ячейка входит в точку ограничения, в которой решается, будет ли ячейка двигаться вперед с G1 фазе или перейти в спящую G0 фаза.[3]

Эта точка также разделяет две половины G1 фаза; постмитотическая и премитотическая фазы. Между началом G1 фаза (которая также наступает после митоза) и R, клетка известна как находящаяся в G1-pm субфаза, или постмитотическая фаза. После R и до S ячейка называется находящейся в G1-ps, или предварительный S-фазовый интервал G1 фаза.[4]

Чтобы клетка продолжила путь через G1-pm должно быть большое количество факторов роста и стабильная скорость синтеза белка, иначе клетка перейдет в G0 фаза.[4]

Противоречивые исследования

Некоторые авторы скажут, что точка ограничения и G1/ S checkpoint - одно и то же,[1][2] но более поздние исследования утверждают, что есть две разные точки в G1 фаза, проверяющая прогрессирование клетки. Первая точка ограничения зависит от фактора роста и определяет, переходит ли клетка в G0 фаза, а вторая контрольная точка зависит от питания и определяет, переходит ли клетка в фазу S.[3][4]

G1/ S КПП

Основная статья: Контрольная точка клеточного цикла

В грамм1/ S КПП точка между G1 фаза и фаза S, в которой клетка очищается для перехода в фазу S. Причины, по которым клетка не перейдет в фазу S, включают недостаточный рост клеток, повреждение ДНК или другие незавершенные приготовления.

В G1/ S КПП, формирование G1/ S циклин с Cdk, чтобы сформировать комплекс, совершает клетку к новому циклу деления.[2] Эти комплексы затем активируют комплексы S-Cdk, которые продвигаются вперед с Репликация ДНК в фазе S. Одновременно, комплекс, способствующий анафазе (APC) активность значительно снижается, что позволяет активировать S- и M-циклины.

Если клетка не очищается для перехода в фазу S, она переходит в неактивную G0 фаза, в которой нет клеточного роста или деления.[1]

При раке

Основная статья: Роль клеточного цикла в раке

Многие источники связывают нарушения в G1 фаза или G1/ S к неконтролируемому росту опухоли. В тех случаях, когда G1 фаза влияет, это обычно потому, что генные регуляторные белки из E2F семьи стали необузданными и увеличивают G1Экспрессия гена / S циклина, приводящая к неконтролируемому вхождению в клеточный цикл.[2]

Однако лекарство от некоторых форм рака также лежит в G1 фаза клеточного цикла. Многие виды рака, включая грудь [5] и кожа раки [6] были предотвращены от пролиферации, заставляя опухолевые клетки проникать в G1 остановка клеточного цикла, предотвращающая деление и распространение клеток.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Лодиш Х, Берк А, Зипурски С.Л., Мацудаира П., Балтимор Д., Дарнелл Дж. (2000). Молекулярная клеточная биология (4-е изд.). Нью-Йорк: У. Х. Фриман. ISBN  978-0-7167-3136-8.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Морган, Дэвид (2007). Клеточный цикл: принципы контроля. Лондон: New Science Press LTD.
  3. ^ а б Фостер Д.А., Йеллен П., Сюй Л., Саксена М. (ноябрь 2010 г.). «Регулирование развития клеточного цикла G1: отличие точки ограничения от контрольной точки роста клеток, чувствительных к питательным веществам». Гены и рак. 1 (11): 1124–31. Дои:10.1177/1947601910392989. ЧВК  3092273. PMID  21779436.
  4. ^ а б c Зеттерберг А., Ларссон О., Виман К.Г. (декабрь 1995 г.). «Что такое точка ограничения?». Текущее мнение в области клеточной биологии. 7 (6): 835–42. Дои:10.1016/0955-0674(95)80067-0. PMID  8608014.
  5. ^ Вали В.Б., Бахавал С.В., Сильвестр П.В. (июнь 2009 г.). «Комбинированное лечение гамма-токотриенолом со статинами вызывает остановку клеточного цикла опухоли молочной железы в G1». Экспериментальная биология и медицина. 234 (6): 639–50. Дои:10.3181 / 0810-RM-300. PMID  19359655.
  6. ^ Е Й, Ван Х, Чу Дж. Х, Чжоу Г. X, Чен С. Б., Мо Х, Фонг В. Ф., Ю З. Л. (июнь 2011 г.). «Атрактиленолид II вызывает остановку клеточного цикла G1 и апоптоз в клетках меланомы B16». Журнал этнофармакологии. 136 (1): 279–82. Дои:10.1016 / j.jep.2011.04.020. PMID  21524699.