چرخه و تقسیم سلولی
چرخه سلولی توالی منظمی است که طی آن یک سلول محتویات خود را تکثیر کرده و به دو سلول دختری تقسیم میشود. این فرآیند توسط یک سیستم کنترلی اداره میشود که زمانبندی و ترتیب صحیح را تضمین میکند.
Definition
چرخه سلولی مجموعهای تکراری از رویدادها است که شامل همانندسازی DNA و تقسیم میشود و طی آن یک سلول به دو سلول تبدیل میگردد؛ تقسیم سلولی عبارت است از تقسیم فیزیکی محتویات یک سلول به سلولهای دختری.
Scope
این حوزه شامل مراحل چرخه سلولی، سیستم کنترل مولکولی سیکلینها و کینازهای وابسته به سیکلین و نقاط بازرسی آن، مکانیسمهای میتوز و سیتوکینز که کروموزومهای تکثیر شده را توزیع میکنند، و میوز، تقسیم تخصصی که گامتها را تولید میکند، میشود.
Sub-topics
Core questions
- مراحل چرخه سلولی کدامند و در هر مرحله چه اتفاقی میافتد؟
- سیکلینها و کینازهای وابسته به سیکلین چگونه پیشرفت چرخه سلولی را هدایت میکنند؟
- نقاط بازرسی چگونه اطمینان حاصل میکنند که رویدادها به ترتیب صحیح رخ میدهند؟
- میتوز و میوز در نتایج خود چه تفاوتهایی دارند؟
Key theories
- کنترل چرخه سلولی توسط سیکلین-CDK
- پیشرفت چرخه سلولی توسط کینازهای وابسته به سیکلین هدایت میشود که فعالیت آنها با سنتز و تخریب شرکای سیکلینی افزایش و کاهش مییابد و هر انتقال فاز را به ترتیب تحریک میکند.
- کنترل ژنتیکی چرخه تقسیم سلولی
- جهشها در ژنهای تعریف شده، چرخه سلولی را در نقاط خاصی مسدود میکنند، که نشان میدهد تقسیم توسط یک برنامه ژنتیکی منظم اداره میشود نه یک سری واکنشهای غیرفعال.
Mechanisms
چرخه سلولی از مراحل G1، فاز S که در آن DNA همانندسازی میشود، G2، و فاز M که در آن سلول تقسیم میشود، عبور میکند. یک سیستم کنترلی مبتنی بر کینازهای وابسته به سیکلین، که توسط سیکلینها فعال شده و با فسفوریلاسیون و مهارکنندهها تعدیل میشود، انتقالها را تحریک میکند. نقاط بازرسی اندازه سلول، یکپارچگی DNA، تکمیل همانندسازی، و اتصال کروموزوم را نظارت میکنند و پیشرفت را تا زمانی که شرایط برآورده شوند، متوقف میسازند. در فاز M، دوک میتوزی کروموزومها را جدا میکند و سیتوکینز سیتوپلاسم را تقسیم میکند؛ میوز یک مرحله نوترکیبی و یک تقسیم دوم را برای نصف کردن تعداد کروموزومها اضافه میکند.
Clinical relevance
چرخه سلولی زیربنای رشد، بازسازی بافت، و تولید مثل است و سیستم کنترل آن سنگ بنای زیستشناسی سلولی و تکوینی محسوب میشود. رویکرد ارائه شده در اینجا توصیفی و غیرتجویزی است.
History
ژنتیک مخمر هارتول ژنهای چرخه تقسیم سلولی و نقاط بازرسی را تعریف کرد؛ نرس کیناز کلیدی وابسته به سیکلین را شناسایی کرد، و هانت سیکلینها را به عنوان تنظیمکنندههایی که به صورت دورهای تخریب میشوند کشف کرد، که این یافتهها در کنار هم کنترل مولکولی چرخه سلولی را پایهگذاری کردند.
Key figures
- Leland Hartwell
- Paul Nurse
- Tim Hunt
- David Morgan
Related topics
Seminal works
- evans1983
- hartwell1974
Frequently asked questions
- کینازهای وابسته به سیکلین چه هستند؟
- آنها آنزیمهایی هستند که با فسفوریله کردن پروتئینهای هدف، چرخه سلولی را به جلو میبرند، اما تنها زمانی که به یک شریک سیکلینی متصل باشند، بنابراین فعالیت آنها با افزایش و کاهش سیکلینها زمانبندی میشود.
- هدف از نقاط بازرسی چرخه سلولی چیست؟
- نقاط بازرسی چرخه را متوقف میکنند تا شرایط کلیدی مانند همانندسازی کامل و بدون آسیب DNA و اتصال صحیح کروموزومها برآورده شوند، و اطمینان حاصل میکنند که تقسیم، سلولهای دختری صحیح تولید میکند.