Celý bunkový cyklus je riadený systémom kontrolných bodov. Kontrolný bod bunkového cyklu reguluje kritické procesy a fázové prechody, ktoré sa vyskytujú v bunkovom cykle.
Čo je to kontrolný bod bunkového cyklu?
Celý bunkový cyklus je riadený riadiacim systémom. Kontrolný bod bunkového cyklu reguluje kritické procesy a fázové prechody, ktoré sa vyskytujú v bunkovom cykle. Postupnosť fyziologických dejov v bunkách, ktoré majú jadro, sa nazýva bunkový cyklus. K tomu dochádza ako cyklus, ktorý začína po jednom delení buniek a iniciuje ďalší. Skladá sa z interfázy a mitózy. V tomto procese sa materská bunka rozdelí na dve dcérske bunky, v ktorých opäť začína interfáza. The gen prítomná aktivita reguluje metabolizmus rastúcej bunky, zatiaľ čo v jadre bunky sa vyvíja jadierko. Interfáza je dlhšia z týchto dvoch fáz a potom sa mení na mitózu. Je opäť rozdelená do rôznych fáz. Jedná sa o fázu G1, v ktorej bunka rastie a je pripravené zdvojnásobenie chromozómov, o fázu S, v ktorej chromozómy dvojitá a fáza G2, v ktorej bunka pokračuje rast a je pripravená ďalšia mitóza. Celý tento cyklus je riadený molekulárnym riadiacim systémom. Tu sa spúšťajú a riadia udalosti bunky, ktoré sprostredkujú signály zastavenia a pokračovania vo forme kontrolných bodov. Kontrolný bod teda analyzuje kritické procesy a fázové prechody, ktoré prebiehajú v bunkovom cykle. Slúžia na ochranu celistvosti genetického materiálu a na zabezpečenie nedegenerácie bunky. Napríklad kritickým procesom môže byť, keď dôjde k segregácii chromozómov v metafáze. Metafáza predstavuje druhú fázu bunkového delenia, známu ako mitóza a meióza. V metafáze dochádza k regresii jadierka a jadra. Počas tohto procesu sa formuje typická štruktúra, ktorá sa nazýva kláštor. chromozómy sa v tejto fáze významne líšia.
Funkcia a úloha
Kontrolné body bunkového cyklu sú stanovené v dvoch fázach. Jedná sa o medzifázu s kontrolnými bodmi G1 a G2 a mitotickú fázu. Počas prvého dochádza k zvýšenej jadrovej aktivite a s tým je spojené zvýšené riziko poškodenia DNA karcinogénmi, ako sú napríklad tie, ktoré sú indukované UV svetlom. To zase môže viesť na zhubné nádory. Rôzne toxíny, drogy, tu môžu pôsobiť aj environmentálne jedy a toxíny. V medzifáze, špecializované proteíny sú vybudované tak, aby pôsobili proti takýmto poruchám, detekovali ich a zabránili bunke v prechode do inej fázy na kontrolnom mieste. Bunková smrť je potom indukovaná apoptózou. Obrazne môžeme hovoriť o riadenej samovražde bunky, ktorá na rozdiel od smrti bunky napr. Mechanickým poranením vyvolá zápalovú reakciu a neuvoľní cytoplazmu. Na tomto kontrolnom mieste sa rozhodne, či sa bunka rozdelí alebo nie. Väčšina buniek v ľudskom tele je v stave, keď sa bunka už nerozdeľuje. Ak v tomto kontrolnom bode nie je žiadny ďalší signál, bunka opustila cyklus a už sa nedelí. Potom sa prepne do fázy G0. Molekulárne kontrolné mechanizmy prebiehajú počas kontroly bunkového cyklu. V medzifáze sú to formácie proteíny 53 a 21 a BAX. Proteín 53 prispieva k riadeniu integrity DNA. Tiež sa označuje ako „strážca“ genómu. V biologickom procese, pri ktorom sa genetická informácia z reťazca DNA prenáša na RNA, proteín funguje ako transkripčný faktor, ktorý pri poškodení zvyšuje hladinu DNA a spôsobuje expresiu génov potlačujúcich nádory. Pre bunkový cyklus stavovcov je tiež nevyhnutný proteín 21, takzvaný inhibítor CDK, ktorý blokuje bunku fázovými prechodmi, aby umožnil enzýmy na opravu DNA dostatočný čas napríklad na potlačenie rastu rakovina bunky alebo opraviť rôzne genetické chyby. BAX je zase proteín, ktorý funguje ako kofaktor proteínu 53. Monitoruje apoptózu bunky. Na druhom kontrolnom bode bunkového cyklu vo fáze mitózy potom dochádza k segregácii chromozómov v metafáze. Toto je vždy kritický okamih, pretože napríklad neúplná segregácia vedie k somatickým numerickým chromozomálnym aberáciám. Je známe, že ľudská somatická bunka má 46 chromozómy.To stav sa nazýva euploidia. Keď sa vytvorí abnormalita, môžu sa množiť chromozómy. Potom hovoríme o polyploidii. Ľudský život nie je za týchto podmienok možný. Pretože počet chromozómov opäť nezodpovedá haploidnej skupine (n = 23), došlo k chybnej separácii chromozómov alebo sesterských chromatidov. Ochorením s tým spojeným je trizómia 21. Vo fáze mitózy správne distribúcia medzi materskými a dcérskymi bunkami je zabezpečené. Fáza mitózy je preto vretenovým kontrolným bodom. To si vyžaduje riadiaci mechanizmus vretena založený na skutočnosti, že chromozómy sa neoddeľujú, kým nedôjde k správnemu pripojeniu mikrotubulov k kinetochórom. Presná postupnosť udalostí počas mitotickej fázy ešte nebola presne skúmaná. Lekári predpokladajú interakciu proteíny s kinetochórom a pripojenými mikrotubulami vretenového prístroja.
Choroby a poruchy
Ak sú narušené kontrolné body bunkového cyklu, rakovina bunky môžu vznikať napr. The rakovina bunka vzniká transformáciou normálnej bunky na abnormálnu. V zdravom imunitný systém, je bunka rozpoznaná a zničená. Ak sa tak nestane, vytvorí sa nádor. Ak bunka zostane na pôvodnom mieste, nazýva sa to benígny nádor. To sa dá vylúčiť. Bunky malígneho nádoru sú naopak schopné poškodiť iné orgány a bunky, môžu narušiť metabolizmus a vytvárať metastázy. Na rozdiel od normálnych buniek sa rakovinové bunky môžu deliť nekonečne, a preto sa tiež ťažko liečia.
