Hvad sker der med en celle, hvis det ikke kopierer DNA-kromosomer, før det deler?

Væksten af ​​alle celler styres af cellecyklussen, herunder cellefordeling. Inden en celle kan opdele, skal der forekomme mange processer, herunder korrekt duplikering af kromosomerne. Cellecyklussen sikrer, at alle disse processer opstår normalt, ellers ophører cellen med at udvikle sig og kan dø.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

Cellecykluskontrolerne de fire hovedfaser af cellevækst og division. Disse faser er vækstfase 1, syntesefasen, vækstfase 2 og mitose. Cellens DNA kopieres under syntesefasen. Under hvert trin i cellecyklussen er der kontrolpunkter for at sikre, at cellen er klar til at gå videre til næste fase, reguleret af et protein kaldet cyclin. Hvis cellen ikke har korrekt kopieret sine kromosomer, vil et enzym, der hedder cyclinafhængig kinase eller CDK, ikke aktivere cyclinen, og cellecyklussen vil ikke fortsætte til næste fase. Cellen vil undergå celledød. Når der er problemer eller mutationer med cyclinen, fortsætter cellevæksten ukontrolleret og kan føre til cancer.

Cellecyklussen

Celleets liv styres af cellecyklussen, herunder dens division. Cellecyklussen har fire hovedfaser: vækstfase 1, syntesefase, vækstfase 2 og mitose. Under vækstfase 1 eller G1 vokser cellen i størrelse som reaktion på visse proteiner kendt som vækstfaktorer. En kopi af cellens DNA fremstilles under syntesen eller S-fasen. Vækst opstår også i anden vækstfase eller G2. Mitose er den fase, hvor cellen faktisk deler sig i to celler, kendt som datterceller.

DNA-replikation

DNA kopieres eller replikeres i S-fase. I løbet af denne tid kopieres kromosomerne, så der er et komplet sæt kromosomer for hver dattercelle. For det første afvikles et enzym, der kaldes DNA-helicase, de to tråde af DNA-dobbelthelixen. Derefter binder et andet enzym, DNA-polymerase, til DNA-strengene og forårsager komplementære nukleotider at binde til hver af strengene. Endelig binder et andet enzym, DNA ligase, de nydannede, komplementære tråde til de eksisterende tråde.

Kontrolpunkter i cellecyklussen

På hvert trin i cellecyklussen er der kontrolpunkter for at sikre at cellen er klar til at gå videre til næste fase. Disse kontrolpunkter reguleres af en gruppe proteiner kendt som cykliner. Der er forskellige typer cykliner til regulering af de forskellige faser af cellecyklussen. S-fasecykliner regulerer progression gennem cellecyklussen under DNA-replikation. Et enzym kendt som cyclinafhængig kinase eller CDK aktiverer cyklinerne. Hvis en celle ikke har korrekt kopieret sine kromosomer eller der er beskadigelse af DNA'et, vil CDK'en ikke aktivere S-fasecyklinen, og cellen vil ikke udvikle sig til G2-fasen. Cellen forbliver i S-fase, indtil kromosomerne er korrekt kopieret, eller cellen vil gennemgå programmeret celledød.

Cellecyklussen og kræft

Korrekt regulering af cellecyklussen er meget vigtigt at sikre normal cellevækst. Hvis en celle fortsætter gennem cellecyklusen, selvom den ikke har opfyldt de relevante kontrolpunkter, kan den fortsætte med at vokse ukontrolleret. Dette kan i sidste ende føre til tumordannelse og kræft. Faktisk er mange kræftformer forårsaget af mutationer i cyclinproteinerne, som gør det muligt for celler at omgå de korrekte kontrolpunkter og fortsætte med at vokse.