A teljes sejtciklust ellenőrzőpont-rendszer vezérli. A sejtciklus ellenőrzési pontja szabályozza a sejtcikluson belül bekövetkező kritikus folyamatokat és fázisátmeneteket.
Mi a sejtciklus ellenőrzési pont?
A teljes sejtciklust egy vezérlőrendszer vezérli. A sejtciklus ellenőrzési pontja szabályozza a sejtcikluson belül bekövetkező kritikus folyamatokat és fázisátmeneteket. A sejtmag fiziológiai eseményeinek sorrendjét sejtciklusnak nevezzük. Ez olyan ciklusként fordul elő, amely az egyik sejtosztódás után kezdődik, és elindítja a következőt. Interfázisból és mitózisból áll. Ebben a folyamatban egy anyasejt két leánysejtre oszlik, amelyekben ismét megkezdődik az interfázis. A gén az ott jelenlévő aktivitás szabályozza a növekvő sejt anyagcseréjét, míg a sejtmagban egy sejtmag fejlődik ki. Az interfázis a kettő közül a hosszabb, majd mitózissá változik. Ismét különböző fázisokra oszlik. Ezek a G1 fázis, amelyben a sejt növekszik, és előkészítik a kromoszóma megkettőzését, az S fázis, amelyben kromoszómák kettős, és G2 fázis, amelyben a sejt folytatja nő és elkészül a következő mitózis. Ezt az egész ciklust egy molekuláris kontrollrendszer vezérli. Itt a sejtes események indulnak és irányulnak, amelyek ellenőrzési pontok formájában közvetítik a megállási és folytatási jeleket. Egy ellenőrző pont így elemzi a sejtcikluson belül végbemenő kritikus folyamatokat és fázisátmeneteket. Ezek a genetikai anyag integritásának védelmét szolgálják, és biztosítják, hogy a sejt ne degenerálódjon. Kritikus folyamat lehet például az, amikor a kromoszóma szegregáció metafázisban történik. A metafázis a sejtosztódás második fázisát jelenti, amelyet mitózisnak és miózis. Metafázisban a mag és a burok visszafejlődik. E folyamat során kialakul egy tipikus szerkezet, amelyet kolostornak hívnak. Kromoszómák ebben a szakaszban jelentősen eltérnek egymástól.
Funkció és feladat
A sejtciklus ellenőrzési pontokat két fázisban hozzák létre. Ezek az interfázis a G1 és G2 ellenőrző pontokkal, valamint a mitotikus fázis. Az első során megnövekedett nukleáris aktivitás következik be, és ehhez társul a rákkeltő anyagok, például az UV-fény által indukált DNS-károsodások fokozott kockázata. Ez viszont képes vezet rosszindulatú daganatokhoz. Különféle méreganyagok, szerek, a környezeti mérgek és méreganyagok itt is betegségeket okozhatnak. Interfázisban, speciális fehérjék úgy vannak kialakítva, hogy ellensúlyozzák az ilyen hibákat, észleljék azokat, és megakadályozzák a cella áttérését egy másik fázisra az ellenőrzési ponton. A sejtpusztulást ezután apoptózis indukálja. Átvitt értelemben a sejt kontrollált öngyilkosságáról beszélhetünk, amely ellentétben a sejt halálával pl. Mechanikus sérülés révén, gyulladásos reakciót vált ki és nem engedi el a citoplazmát. Ezen a ponton születik döntés arról, hogy a cella osztódni fog-e vagy sem. Az emberi test legtöbb sejtje olyan állapotban van, hogy a sejt már nem osztódik fel. Ha ezen a ponton nincs további jel, a cella elhagyta a ciklust, és már nem oszt. Ezután átáll a G0 fázisra. A sejtciklus-szabályozás során molekuláris szabályozási mechanizmusok játszódnak le. Interfázisban ezek képződnek fehérjék 53. és 21. és BAX. Az 53-as fehérje fontos szerepet játszik a DNS-integritás szabályozásában. A genom „őreinek” is nevezik. Egy olyan biológiai folyamat során, amelyben a DNS-szál genetikai információi átkerülnek az RNS-be, a fehérje transzkripciós faktorként működik, amely károsodva feloldja a DNS-t, és a tumor szuppresszor gének expresszióját okozza. A gerinces sejtciklus szempontjából elengedhetetlen a 21-es fehérje, az úgynevezett CDK-gátló, amely blokkolja a sejtet a fázisátmeneteknél, hogy enzimek a DNS javításához elegendő idő áll rendelkezésre például a DNS növekedésének elnyomásához rák sejteket, vagy kijavítják a különféle genetikai hibákat. A BAX viszont egy fehérje, amely az 53 fehérje ko-faktoraként működik. Figyeli a sejt apoptózisát. A második sejtciklus ellenőrzési ponton, mitózis fázisban a kromoszóma szegregáció metafázisban következik be. Ez mindig kritikus pillanat, mert például a hiányos szegregáció szomatikus numerikus kromoszóma-rendellenességekhez vezet. Ismert, hogy az emberi szomatikus sejtben 46 van kromoszómák.Ez feltétel euploidiának hívják. Ha rendellenesség alakul ki, a kromoszómák szaporodhatnak. Ezután a poliploidiumról beszélünk. Az emberi élet ilyen körülmények között nem lehetséges. Amennyiben a kromoszómák száma ismét nem felel meg a haploid halmaznak (n = 23), a kromoszómák vagy a testvérkromatidák hibásan elválaszthatók. Az ezzel járó betegség a triszómia 21. A mitózis fázisban a helyes terjesztés anya és lánya sejtek közötti kromoszómák mennyisége biztosított. Ezért a mitózis fázis orsó ellenőrzési pont. Ez magában foglal egy orsószabályozási mechanizmust, amely azon a tényen alapul, hogy a kromoszómák addig nem válnak szét, amíg a mikrotubulusok a kinetochorokhoz nem kapcsolódnak megfelelően. A mitotikus fázis alatti események pontos sorrendjét még nem vizsgálták pontosan. Az orvosok feltételezik a fehérjék a kinetochore-val és az orsó készülék csatlakoztatott mikrotubulusaival.
Betegségek és rendellenességek
Ha a sejtciklus ellenőrzési pontjai meg vannak zavarva, rák sejtek képződhetnek például. A rák sejt egy normális sejt rendellenesé történő átalakulásával jön létre. Az egészségesekben immunrendszer, egy sejt felismerhető és megsemmisül. Ha ez nem történik meg, akkor daganat alakul ki. Ha a sejt az eredeti helyén marad, akkor jóindulatú daganatnak nevezzük. Ez kiküszöbölhető. A rosszindulatú daganat sejtjei viszont képesek károsítani más szerveket és sejteket, megzavarhatják az anyagcserét és kialakulhatnak metasztázisok. A normál sejtekkel ellentétben a rákos sejtek végtelenül oszthatók, ezért ezeket is nehéz kezelni.
