Հիմնական նյութ

Դասընթաց․ (Կենսաբանություն) > Բաժին 15

Դաս 4: Բջջային ցիկլի կարգավորումը, քաղցկեղ և ցողունային բջիջներ

Բջջային ցիկլի անցակետերը

Ինչպե՞ս են բջիջներն օգտագործում անցակետեր G1 և G2 փուլերի վեջում և M փուլի մեջտեղում՝ կարգավորելով բջջային ցիկլը։

Ներածություն

Բջջի կենսափուլի ընթացքում բջիջները հեշտությամբ սահու՞մ են մի փուլից մյուսին։ Եթե խոսում ենք քաղցկեղային բջիջների մասին, ապա պատասխանն է՝ այո։ Մինչդեռ նորմալ բջիջների կենսափուլը ենթարկվում է կարգավորման։ Դրանք իրենց ներքին վիճակի և միջավայրից եկող ազդանշանների միջոցով որոշում են արդյոք արժե շարունակել բջջի բաժանումը, թե ոչ։ Այս կարգավորումները թույլ չեն տալիս բջջին բաժանվել անբարենպաստ պայմաններում(օրինակ՝ երբ դրա ԴՆԹ-ն վնասված է, կամ երբ հյուսվածքում և օրգանում հավելյալ բջիջների համար տեղ չկա)։

Բջջի կենսափուլի անցակետեր

Անցակակետը կորիզավոր բջջի կենսափուլի մի փուլ է, որի ընթացքում բջիջը զննում է ներքին և արտաքին ազդակները և <<որոշում է>> արդյոք արժե շարունակել բջջի բաժանումը թե ոչ։

Կան մի շարք անցակետներ, բայց դրանցից ամենակարևոր երեքն են․

G $_{1}$ ‍ անցակետը, որը G $_{1}$ ‍/S անցումային շրջանում է․
G $_{2}$ ‍ անցակետը, որը G $_{2}$ ‍/M անցումային շրջանում է։
Բաժանման իլիկի անցակետը, մետաֆազից անաֆազ անցումային շրջանում է։

G $_{1}$ ‍ անցակետ

G $_{1}$ ‍ անցակետը բջջի որոշում կայացնող գլխավոր կետն է, այն է առաջին կետը, որտեղ պետք է ընտրվի արդյոք բջիջը շարունակում է բաժանվել թե ոչ։ G

_{1}

անցակետը անցնելուց և S փուլը սկսելուց հետո բջիջը անդարձելի կերպով պետք է իրականացնի բաժանում։ Այսինքն, ունենալով անսպասելի խնդիրներ, ինչպես օրինակ՝ ԴՆԹ-ի վնասված տեղամասեր կամ կրկնապատկման արդյունքում սխալներ, G

_{1}

անցակետով անցած բջիջը միևնույն է կշարունակի իրականացնել բջջի կենսափուլի բոլոր փուլերը՝ առաջացնելով 2 դուստր բջիջներ։

_{1}

անցակետում բջիջը ստուգում է արդյոք բջջի արտաքին և ներքին պայմանները համապատասխանում են բաժանմանհամար։ Ահա բջջին անհրաժեշտ մի քանի գործոններ․

Չափսեր Արդյոք բջիջը բաժանվելու համար բավականաչափ մեծ է։
Սննդանյութեր Արդյոք բջիջը բաժանվելու համար ունի անհրաժեշտ քանակով պահեստավորված էներգիա կամ հասանելի սննդանյութեր։
Մոլեկուլային ազդանշաններ։ Արդյոք բջիջը հարևան բջիջներից ստանում է դրական ազդանշաններ (օրինակ՝ աճի գործոն)։
ԴՆԹ-ի ամբողջականությունը։ Արդյոք ԴՆԹ-ի որևէ տեղամաս վնասած է։

Սրանք G

_{1}

անցակետով անցման վրա ազդող միակ գործոնները չեն, իսկ թե նշված գործոններից որն է ավելի կարևոր կախված է բջջի տեսակից։ Օրինակ՝ որոշ բջիջների բաժանման համար անհրաժեշտ են նաև մեխանիկական ազդանշաններ (օրինակ՝ արտաբջջայն մատրիքս կոչվող հենարանային համակարգին ամրացած լինելը)։

Եթե բջիջը G

_{1}

անցակետում չի ստանում <<շարունակի՛ր>> ազդանշանը, այն կարող է չշարունակել իր կենսափուլը և անցնել G $_{0}$ ‍ փուլին։ Որոշ բջիջներ մշտապես մնում են G

_{0}

փուլում, մինչդեռ մյուսները շարունակում են բաժանվել, եթե միջավայրի պայմանները բարելավվեն։

G $_{2}$ ‍ անցակետ

Որպեսզի վստահ լինի, որ բջջի բաժանումը հարթ է ընթանում (առաջացող դուստր բջիջները կունենան ամբողջական, անվնաս ԴՆԹ), բջիջը նախքան M փուլը ունի հավելյալ անցակետ, որը կոչվում է G $_{2}$ ‍ անցակետ։ Այս փուլում բջիջը կստուգի․

ԴՆԹ-ի ամբողջականությունը։ Արդյոք ԴՆԹ-ի որևէ տեղամաս վնասած է։
ԴՆԹ-ի կրկնապատկումը։ Արդյոք ԴՆԹ-ն S փուլում ամբեղջովին պատճենվել է։

Եթե վնասվածքներ կամ սխալներ գրանցվեն, ապա բջիջը G

_{2}

անցակետում կկանգնեցնի իր կենսափուլը՝ թույլ տալով դրան վերականգնվել։ Եթե անցակետի մեխանիզմները հայտնաբերեն ԴՆԹ-ի խնդիրներ, ապա բջջի կենսացիկլը կկանգնեցվի և բջիջը ստիպված կլինի կա՛մ ամբողջացնել ԴՆԹ-ի կրկնապատկումը, կա՛մ էլ նորոգել վնասված ԴՆԹ-ն։

Եթե վնասվածքը անուղղելի է, ապա բջիջը կարող է ենթարկվել ապոպտոզի կամ բջջի ծրագրավորված մահվան

^{2}

։ Ինքնաոչնչացման այս մեխանիզմը համոզվում է, որ վնասված ԴՆԹ-ն չի անցնի դուստր բջիջներին և կարևոր է քաղցկեղի կանխարգելման համար։

Բաժանման իլիկի անցակետ

M անցակետը նաև հայտնի է որպես բաժանման իլիկի անցակետ․ այստեղ բջիջը ուսումնասիրում է՝ արդյոք բոլոր քույր քրոմատիդները ճշգրտորեն ամրացած են իլիկի միկրոխողովակներին։ Քանի որ անաֆազում քույր քրոմատիդների առանձնացումը անդարձելի քայլ է, ցիկլը չի շարունակվի քանի դեռ բոլոր քրոմոսոմները ամուր ամրացած չեն լինի բջջի հակառակ բևեռների բաժանման իլիկների գոնե երկու թելերին։

Իսկ ինչպե՞ս է աշխատում անցակետը։ Թվում է թե բջիջները իրականում չեն սկանավորում մետաֆազային թիթեղը, որպեսզի համոզվեն, որ բոլոր քրոմոսոմներն այդտեղ են։ Փոխարենը դրանք փնտրում են <<հետ մնասցած>> քրոմոսոմների, որոնք սխալ տեղում են (օրինակ՝ լողում են ցիտոպլազմայում)

^{3}

։ Եթե քրոմոսոմը սխալ տեղում է, բջիջը կկանգնեցնի միտոզը՝ տալով բաժանման իլիկին ժամանակ քրոմոսոմին ամրանալու համար։

Իրականում ինչպե՞ս են աշխատում անցակետերը

Այս հոդվածում ներկայացված է բջջի կենսափուլի վերաբերյալ ակնարկ՝ ընդգծելով այն գործոնները, որոնք յուրաքանչյուր անցակետում ազդում են բաժանումը կանգնեցնելու կամ շարունակելու բջջի որոշման վրա։ Բայց դու երևի թե մտածում ես, թե իրականում այս գործոնները ինչ են տալիս բջջին, կամ ինչ են փոխում դրա մեջ, որի արդյունքում արգելակվում է բջջի կենսափուլի որևէ փուլից մյուսին անցումը։

Հիմնական պատասխանն այն է, որ բջջի ներքին և արտաքին ազդանշանները բջջի ներսում ակտիվացնում կամ արգելակում են այն միջուկային սպիտակուցները, որոնց միջոցով իրականացվում է բջջի կենսափուլը։ Դու կարող ես ավելին սովորել այս սիպտակուցների մասին և օրինակներով տեսնել թե ինչպես են որոշ ազդանշանները, ինչպես օրինակ ԴՆԹ-ի վնասումը ազդում այդ սպիտակուցների գործունեության վրա հետևյալ հոդվածում՝ բջջի կենսափուլի կարգավորիչներ։

Մեջբերում

Այս հոդվածքը հետևյալ հեդվածի ձևափոխված տարբերակն է՝ "Control of the cell cycle," ըստ OpenStax College, Biology, CC BY 3.0. Բնօրինակը կարող եք անվճար ներբեռնել հետևյալ հղումով՝ http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87.

Մշակված հոդվածի արտոնագրի համարն է՝ CC BY-NC-SA 4.0

Օգտագործված գրականություն

Pickup, M. W., Mouw, J. K., and Weaver, V. M. (2014). The extracellular matrix modulates the hallmarks of cancer. EMBO Reports 15(12), 1244. http://dx.doi.org/10.15252/embr.201439246.
Han, Z., Chatterjee, D., He, D. M., Early, J., Pantazis, P., Wyche, J. H., and Hendrickson, E. A. (1995). Evidence for a G2 checkpoint in p53-indepenent apoptosis induction by X-irradiation. Molecular and Cellular Biology, 15(11), 5849. http://dx.doi.org/10.1128/MCB.15.11.5849.
Gorbsky, G. J. (2001). The mitotic spindle checkpoint. Current Biology, 24(11), R1001. http://dx.doi.org/10.1016/S0960-9822(01)00609-1.

Հավելյալ հղումներ

DiPaola, R. S. (2002). To arrest or not to G2-M cell-cycle arrest. Clin. Cancer Res., 8, 3311-3314. Retrieved from http://clincancerres.aacrjournals.org/content/8/11/3311.short.

Han, Z., Chatterjee, D., He, D. M., Early, J., Pantazis, P., Wyche, J. H., and Hendrickson, E. A. (1995). Evidence for a G2 checkpoint in p53-indepenent apoptosis induction by X-irradiation. Molecular and Cellular Biology, 15(11), 5849-5857. http://dx.doi.org/10.1128/MCB.15.11.5849.

Kitagawa, Katsumi. (2009). Caspase-independent mitotic death. In X.-M. Yin and X. Dong (Eds.), Essentials of apoptosis: a guide for basic and clinical research (2nd ed., pp. 635-646). New York, NY: Humana Press.

Li, F., Ambrosini, G., Chu, E. Y., Plescia, J., Tognin, S., Marchisio, P. C., and Altieri, D. C. (1998). Control of apoptosis and mitotic spindle checkpoint by survivin. Nature, 396, 580-584. http://dx.doi.org/10.1038/25141.

Pickup, M. W., Mouw, J. K., and Weaver, V. M. (2014). The extracellular matrix modulates the hallmarks of cancer. EMBO Reports 15(12), 1243-1253. http://dx.doi.org/10.15252/embr.201439246.

Raven, P. H., Johnson, G. B., Mason, K. A., Losos, J. B., and Singer, S. R. (2014). How cells divide. In Biology (10th ed., AP ed., pp. 187-206). New York, NY: McGraw-Hill.

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2011). The cell cycle. In Campbell biology (10th ed., pp. 232-250). San Francisco, CA: Pearson.

Seluanov, A., Hine, C., Azpurua, J., Feigenson, M., Bozzella, M., Mao, Z., … Gorbunova, V. (2009). Hypersensitivity to contact inhibition provides a clue to cancer resistance of naked mole-rat. PNAS, 106, 10352-19357. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0905252106.

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Մուտք գործել

Դասակարգել ըստ

Առայժմ հրապարակումներ չկան։

Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում:

Կենսաբանություն