L'ensemble du cycle cellulaire est contrôlé par un système de contrôle. Sur une Point de contrôle du cycle cellulaire les processus critiques et les transitions de phase qui ont lieu au sein d'un cycle cellulaire sont régulés.
Quel est le point de contrôle du cycle cellulaire?
La séquence des événements physiologiques dans les cellules qui ont un noyau s'appelle le cycle cellulaire. Cela se déroule comme un cycle qui commence après une division cellulaire et initie la suivante. Il se compose de l'interphase et de la mitose. Une cellule mère se divise en deux cellules filles dans lesquelles commence l'interphase. L'activité génique y régule le métabolisme de la cellule en croissance, tandis qu'un nucléole se développe dans le noyau cellulaire.
L'interphase est la plus longue des deux et passe ensuite à la mitose. Il est à son tour divisé en différentes phases. Il s'agit de la phase G1 dans laquelle la cellule se développe et la duplication des chromosomes est préparée, la phase S dans laquelle les chromosomes doublent et la phase G2 dans laquelle la cellule continue de croître et la prochaine mitose est préparée.
Ce cycle entier est contrôlé par un système de contrôle moléculaire. C'est là que les événements de cellule sont déclenchés et contrôlés, qui transmettent des signaux d'arrêt et d'autres signaux sous forme de points de contrôle. Les processus critiques et les transitions de phase qui ont lieu dans le cycle cellulaire sont analysés à un point de contrôle. Ceux-ci servent à protéger l'intégrité du matériel génétique et garantissent que la cellule ne dégénère pas.
Un processus critique peut par ex. B. être lorsqu'une séparation des chromosomes se produit dans la métaphase. La métaphase représente la deuxième phase de la division cellulaire, connue sous le nom de mitose et méiose. En métaphase, le nucléole et l'enveloppe nucléaire reculent. Une structure typique est formée, un soi-disant monastre. Les chromosomes diffèrent considérablement les uns des autres dans cette phase.
Fonction et tâche
Les points de contrôle du cycle cellulaire sont définis en deux phases. Ce sont l'interphase avec les points de contrôle G1 et G2 et la phase de mitose. Au cours de la première, il y a une activité centrale accrue, ce qui est associé à un risque accru de dommages à l'ADN par des agents cancéreux, par exemple causés par la lumière UV. Cela peut à son tour conduire à des tumeurs malignes.
Diverses toxines, médicaments, poisons environnementaux et toxines peuvent également causer des maladies ici. Dans l'interphase, des protéines spécialisées sont construites pour contrer ces défauts, les détecter et, au point de contrôle, empêcher la cellule de passer à une autre phase. La mort cellulaire est alors provoquée par l'apoptose. Au sens figuré, on peut parler d'un suicide contrôlé de la cellule, comparé à la mort de la cellule par z. B. les blessures mécaniques déclenchent une réaction inflammatoire et aucun cytoplasme n'est libéré.
À ce point de contrôle, il est décidé si la cellule doit être divisée ou non. La plupart des cellules du corps humain sont dans un état où la cellule ne se divise plus. S'il n'y a plus de signal à ce point de contrôle, la cellule a quitté le cycle et ne se divise plus. Il passe ensuite à la phase G0.
Les mécanismes de contrôle moléculaire ont lieu dans le contrôle du cycle cellulaire. Dans l'interphase, il s'agit de la formation des protéines 53 et 21 et BAX. La protéine 53 est décisive pour le contrôle de l'intégrité de l'ADN. Il est également connu comme le «gardien» du génome. Dans un processus biologique dans lequel l'information génétique d'un brin d'ADN est transférée à l'ARN, la protéine agit comme un facteur de transcription qui régule à la hausse l'ADN en cas de dommage et provoque l'expression de gènes suppresseurs de tumeur.
La protéine 21 est également essentielle pour le cycle cellulaire des vertébrés, un soi-disant inhibiteur CDK, qui bloque la cellule lors des transitions de phase afin que les enzymes de réparation de l'ADN aient suffisamment de temps pour, par exemple, supprimer la croissance des cellules cancéreuses ou provoquer divers défauts génétiques. remède. BAX, à son tour, est une protéine qui agit comme un cofacteur de la protéine 53. Il surveille l'apoptose de la cellule.
Au deuxième point de contrôle du cycle cellulaire, dans la phase mitotique, les chromosomes sont séparés en métaphase. C'est toujours un moment critique comme par ex. B. une séparation incomplète conduit à des aberrations chromosomiques numériques somatiques.
On sait que la cellule du corps humain possède 46 chromosomes. Cette condition est appelée euploïdie. Lorsqu'une anomalie se forme, les chromosomes peuvent se multiplier. Ensuite, on parle de polyploïdie. La vie humaine n'est pas possible dans ces conditions. Si le nombre de chromosomes ne correspond pas à l'ensemble haploïde (n = 23), il y a une séparation défectueuse des chromosomes ou des chromatides soeurs. La trisomie 21 est une maladie qui y est associée.
Dans la phase de mitose, la distribution correcte des chromosomes entre les cellules mères et filles est assurée. La phase mitotique est donc un point de contrôle du fuseau. Cela implique un mécanisme de contrôle de la broche basé sur le fait que les chromosomes ne sont pas séparés tant que les microtubules ne sont pas correctement attachés aux kinétochores. Le processus exact pendant la phase de mitose n'a pas encore été étudié avec précision. Les médecins supposent que les protéines interagissent avec le kinétochore et les microtubules adhérents de l'appareil à broche.
Maladies et affections
Si les points de contrôle du cycle cellulaire sont perturbés, z. B. former des cellules cancéreuses. La cellule cancéreuse est créée en transformant une cellule normale en une cellule anormale. Dans le système immunitaire sain, une cellule est reconnue et détruite. Si cela ne se produit pas, une tumeur se forme.
Si la cellule reste à son emplacement d'origine, on parle de tumeur bénigne. Cela peut être éliminé. Les cellules d'une tumeur maligne, à leur tour, sont capables d'endommager d'autres organes et cellules, peuvent perturber le métabolisme et former des métastases. Contrairement aux cellules normales, les cellules cancéreuses peuvent se diviser infiniment souvent et sont donc difficiles à traiter.
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