Cellcykeln
Wikipedia
Cellcykeln startar efter en celldelning och fortsätter fram till nästa celldelning. Alla celler delar sig inte lika mycket och vissa inte alls.
- Delar sig inte: Nervceller, muskelceller
- Delar sig sällan: Endokrina celler
- Inducerbara: Fibroblaster, lymfocyter
- Kontinuerligt delande: Embryonala celler, stamceller, hudceller
Cellcykeln har fem faser:
- G0: Cellen har lämnat cellcykeln, tillfälligt eller permanent, och delar sig därmed inte
- G1: Cellen ökar i storlek, proteiner, kolhydrater och lipider karakteristiska för celltypen tillverkas, och cellen gör sig redo för DNA-syntes
- S: DNA-replikation
- G2: Olika kontrollmekanismer kontrollerar att cellen är redo och i rätt skick för att genomgå mitos
- M: Mitos, vilken består av fyra delfaser:
- Profas, kromosomkondensation, kärnmembranet upplöses och spolkropp bildas
- Metafas, kromosomerna vandrar längs mikrotubuli ut mot polerna, cellen förlängs
- Anafas, kromosomparen separeras och samlas på varsin sida i cellen
- Telofas, kärnmembranet återbildas, kromosomerna delkondenseras
För att cellen ska dela sig krävs närvaro och påverkan av tillväxtfaktorer. Dessa tillväxtfaktorer stimulerar transkription av så kallade tidiga gener som i sin tur uttrycker transkriptionsfaktorer som Fos, Jun och Myc. Dessa aktiverar i sin tur gentranskription för gener som kodar för proteiner nödvändiga för att driva cellcykeln, till exempel cykliner och cyklinberoende kinaser, CDK.
I humana celler tar den första signaltransduktionen mindre än fem minuter, den tidiga förändringen i genuttryck då Fos, Jun och Myc aktiverar senare gener tar 15 till 60 minuter. Dessa sena gener uttrycks sedan efter 4 till 6 timmar.
De sena generna uttrycker som sagt cykliner och cyklinberoende kinaser. Cellcykeln kontrolleras via kinasaktiviteten hos dessa cyklinberoende kinaser som, precis som namnet antyder, behöver cykliner som kofaktorer för aktivering av kinaser. Cyklinerna kommer och går under cellcykelns olika faser och bildar komplex med de cyklinberoende kinasen. Dessa komplex spelar två roller, dels aktiverar de enzymer som driver cellcykeln framåt och in i respektive cellfas, dels inducerar de nedbrytning av fasspecifika cykliner i en negative feedback-mekanism för att driva cellen ur den pågående fasen. Fasövergångarna är därmed irreversibla.
Viktigast är CDK1 bundet till Cyklin B, aktivt under M-fasen, CDK2 bundet till Cyklin A, aktivt under S-fasen samt CDK2 bundet till Cyklin E som är aktivt under både G1- och S-fasen.
Checkpoints är kontrollpunker i slutet av G1, G2 och under M-fasen. Vid dessa checkpoints kontrolleras om cellen ådragit sig några defekter, till exempel kromosomskador, och cellen kan i detta fall gå in i G0-fasen. Checkpoint G1/S utgör en speciell gräns: före denna men inte efter behövs tillväxtfaktorer för att upprätthålla cellcykeln.
E2F och rb är två genregulatoriska proteiner som krävs för att cellcykeln ska kunna passera G1/S-checkpoint. E2F är en transkriptionsfaktor som binder till promotorer för gener vars proteiner behövs för S-fas-initiering. Rb är en inhibitor som reglerar aktiviteten av E2F genom bindning. Aktivt Rb hindrar funktionen av E2F vilket hindrar cellen att övergå till S-fas.
p53-genen är en annan viktig supressorgen som kodar för ett protein: också det vid namn P53. Detta är en transkriptionsfaktor som ökar kraftigt i koncentration i en skadad cell då det stabiliseras av skadat DNA. P53 inducerar bl a bildandet av P21, en inhibitor som binder till flera Cyklin/CDK-komplex och därmed stoppar cellens tillväxt och delning tills reparationer skett. P53 kan även aktivera gener (ex Bax genen) som leder till apoptosis, celldöd.
