Hoe wordt de celcyclus geregeld in normale cellen
Share
In normale cellen vindt de controle van celcyclusgebeurtenissen hoofdzakelijk op twee manieren plaats: de controlepunten van de celcyclus en de regulatoren van de celcyclus. Controlepunten van de celcyclus zijn de stadia van de eukaryotische celcyclus die zowel interne als externe signalen onderzoeken om de voortgang van de celcyclus naar de volgende fase te bepalen. Celcyclusregelaars laat het optreden van de celcyclus op een sequentiële manier toe.
Celcyclus is de reeks gebeurtenissen die optreedt tijdens de levenscyclus van een cel. De drie opeenvolgende gebeurtenissen van de celcyclus zijn interfase, mitotische fase en cytokinese. Tijdens interfase verdubbelen de organellen, eiwitten en andere moleculen die nodig zijn voor DNA-replicatie in hun hoeveelheden. Tijdens de mitotische fase vindt de deling van de nucleus plaats. Tijdens cytokinese veroorzaakt de deling van het cytoplasma rond de twee dochterkernen de vorming van twee dochtercellen. Alle gebeurtenissen van de celcyclus moeten strak worden gecontroleerd om een goede celdeling te verzekeren. Daarom moet een cel verschillende controleposten doorlopen om naar de volgende fase te gaan. Deze controlepunten worden in dit artikel beschreven.
Key Areas Covered
1. Wat is celcyclus
- Definitie, fasen, functie
2. Hoe wordt de celcyclus geregeld in normale cellen
- Celcycluscontrole via controlepunten
Sleutelbegrippen: celcyclus, checkpoints, cyclinen, cytokinese, interfase, mitotische fase
Wat is celcyclus
Celcyclus is de reeks gebeurtenissen die plaatsvindt binnen de cel, wat leidt tot de verdeling van de cel in twee identieke dochtercellen. De drie stadia van de celcyclus zijn interfase, mitotische fase en cytokinese. Over het algemeen is mitose het type celdeling dat optreedt tijdens de celcyclus. Mitose resulteert in twee dochtercellen die identiek zijn aan de oudercel. Dochtercellen bestaan uit dezelfde hoeveelheid genetisch materiaal, organellen en andere moleculen als die van de oudercel. De stadia van de celcyclus worden getoond in Figuur 1.
Figuur 1: Celcyclus
Interphase
De eerste fase van de celcyclus is de interfase. De cel bereidt zich voor op de opkomende kerndeling tijdens interfase. De drie fasen van de interfase zijn G1 fase, S-fase en G2 fase. G0 fase is de rustfase van de cel, die bestond voorafgaand aan het binnengaan in de celcyclus. Een cel in de G0 fase komt de G binnen1 fase.
- G1 fase - Tijdens G1 fase, eiwit-synthese optreedt in de cel.
- S-fase - Tijdens de S-fase treden DNA-replicatie en de synthese van histon-eiwitten op.
- G2 fase - Tijdens G2fase, organellen delen.
Mitotische (M) fase
De tweede fase van de celcyclus is de mitotische fase waarin de verdeling van de kern plaatsvindt. De vier fasen van de mitotische fase zijn profase, metafase, anafase en telofase.
- Profase - Tijdens profase worden chromatiden gecondenseerd tot chromosomen en ze worden uitgelijnd in de equatoriale plaat. De vorming van het spindelapparaat wordt gestart op de profase en microtubuli worden bevestigd aan het centromeer.
- Metafase - De microtubuli bevestigd aan de centromeer worden samengetrokken om homologe chromosomen uit te lijnen op de evenaar van de cel.
- Anafase - Verdere samentrekking van microtubuli leidt tot de scheiding van homologe chromosomen van elkaar.
- Telofase - Tijdens telofase bewegen de afzonderlijke chromosomen in de tegenovergestelde polen van de cel. Nieuwe kernmembranen worden gevormd rond de twee dochterkernen.
cytokinese
De derde of laatste fase van de celcyclus is de cytokinese. Tijdens cytokinese wordt het cytoplasma samen met de organellen op ongeveer gelijke wijze in tweeën gedeeld.
Hoe wordt de celcyclus geregeld in normale cellen
De gebeurtenissen van de celcyclus moeten worden gecontroleerd om te zorgen voor de juiste verdeling van de oudercel, waarbij twee identieke dochtercellen worden geproduceerd. De controle van celcyclusgebeurtenissen gebeurt hoofdzakelijk op twee manieren: controlepunten van de celcyclus en regulatoren van de celcyclus.
Controlepunten van de celcyclus
Celcycluscontrolepunten zijn de stadia van de eukaryotische celcyclus die zowel interne als externe signalen onderzoeken om de voortgang van de celcyclus naar de volgende fase te bepalen. Interne signalen kunnen signaalmoleculen zijn en externe signalen kunnen signalen zijn van DNA-schade. G1 controlepunt, de G2 controlepunt en spilassemblagepunt zijn de drie belangrijkste controlepunten van de celcyclus.
- G1 checkpoint - G1 controlepunt treedt op bij de overgang van G1/ S. De aanwezigheid van voldoende grondstoffen voor de DNA-replicatie wordt gecontroleerd bij G1 Het is de snelheidsbeperkende stap van de celcyclus die bekend staat als het beperkingspunt. Daarom heeft de G1 controlepunt dient als het belangrijkste beslissingspunt van de progressie van de celcyclus.
- G2 checkpoint - G2 controlepunt treedt op bij de overgang van G2/ M. In G2 controlepunt, de integriteit van DNA en de DNA-replicatie wordt gecontroleerd.
- Spilassemblagecontrolepunt - spilmonteercontrolepunt is ook bekend als het mitotische controlepunt; hier wordt de correcte bevestiging van spilmicrotubules aan de chromosomen gecontroleerd. Het spilmontagepunt vindt plaats in de mitotische fase.
Regulatie van de celcyclus door met checkpoints en cyclinen wordt getoond in Figuur 2.
Figuur 2: IJkpunten en cycli's
Cell Cycle Regulators
Cyclinen en cycline-afhankelijke kinasen (CDK's) zijn de twee soorten regulerende moleculen die het optreden van de celcyclus op een sequentiële manier mogelijk maken. Zowel cyclinen als CDK's werken op een interactieve manier. Cyclinen zijn eiwitten die regulerende subeenheden produceren, terwijl CDK's de enzymen zijn die katalytische subeenheden produceren. De G1 cyclin-CDK-complex bereidt de G1 fasecel voor S-fase door de expressie van transcriptiefactoren die de S-cyclinen bevorderen te bevorderen. G1 cycline-CDK-complex breekt ook de S-fase-remmers af. Cycli uitgedrukt in elke fase van de celcyclus worden getoond in figuur 3.
Figuur 3: Expressiecyclus van Cyclins
De cycline D-CDK4 / 6 regelt de timing van de G1 fase. Het wordt geactiveerd door G1 cyclin-CDK-complex. Het cycline E-CDK2-complex duwt de cel van G1 naar S-fase (G1/ S-overgang). Cycline A-CDK2 remt de DNA-replicatie van de S-fase door het replicatiecomplex te demonteren. Een grote pool van cycline A-CDK2 activeert de G2 fase. Cyclin B-CDK2 duwt G2 fase naar de M-fase (G2/ M-overgang).
Conclusie
Celcyclus is een reeks gebeurtenissen die plaatsvindt tijdens de levenscyclus van een cel. De drie stadia van de celcyclus zijn interfase, mitotische fase en cytokinese. Elke fase van de celcyclus moet worden gecontroleerd om de juiste verdeling van de cel te verzekeren. Daarom wordt elke fase gecontroleerd door drie controlepunten en verschillende cycline-CDK-complexen.
Referentie:
1. "Cell Cycle Checkpoints." Khan Academy, hier beschikbaar.
2. "Cell Cycle Regulators." Khan Academy, hier beschikbaar.
Afbeelding met dank aan:
1. "Animal cell cycle-nl" By Kelvinsong - Eigen werk (CC0) via Commons Wikimedia
2. "0332 Cell Cycle With Cyclins and Checkpoints" Door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
3. "Figuur 10 03 02" door CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
