कोशिका चक्र और एपोप्टोसिस कैसे जुड़े हुए हैं?

चेकपॉइंट सिग्नलिंग या तो मरम्मत की अनुमति देने के लिए कोशिका चक्र को रोक सकती है, या, जब क्षति अपूरणीय होती है, तो कोशिका को एपोप्टोसिस की ओर पुनर्निर्देशित कर सकती है, इसलिए वही निगरानी मशीनरी यह प्रभावित करती है कि एक कोशिका विभाजित होती है या मर जाती है।

ये मार्ग कैंसर के लिए केंद्रीय क्यों हैं?

कैंसर कोशिकाएं आमतौर पर चेकपॉइंट और एपोप्टोटिक नियंत्रणों को अक्षम कर देती हैं, जिससे वे जीनोमिक क्षति को सहन कर पाती हैं और मृत्यु संकेतों का प्रतिरोध कर पाती हैं; इन सुरक्षा उपायों का नुकसान दुर्दमता की एक आवर्ती पहचान है।

कोशिका चक्र चेकपॉइंट सिग्नलिंग और एपोप्टोसिस

यह क्षेत्र उन सिग्नलिंग नेटवर्कों को शामिल करता है जो यह नियंत्रित करते हैं कि कोई कोशिका विभाजित होती है, रुकती है, स्वयं की मरम्मत करती है, या मर जाती है। कोशिका चक्र चेकपॉइंट जीनोम की अखंडता और विकास की स्थितियों की निगरानी करते हैं और जब कुछ गलत होता है तो प्रगति को रोक देते हैं, जबकि एपोप्टोसिस कोशिका के आत्म-विनाश का एक व्यवस्थित कार्यक्रम प्रदान करता है जब क्षति अपूरणीय होती है या कोशिका की अब आवश्यकता नहीं होती है। साथ मिलकर ये मार्ग ऊतक समस्थिति बनाए रखते हैं, और उनकी विफलता कैंसर और अपक्षयी रोग में एक आवर्ती विषय है।

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Definition

कोशिका चक्र चेकपॉइंट सिग्नलिंग और एपोप्टोसिस मिलकर आणविक नियंत्रण परिपथों का वर्णन करते हैं जो डीएनए अखंडता, वृद्धि और तनाव के बारे में संकेतों को एकीकृत करते हैं ताकि निरंतर प्रसार, मरम्मत के साथ कोशिका चक्र गिरफ्तारी और क्रमादेशित कोशिका मृत्यु के बीच निर्णय लिया जा सके।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को दो युग्मित निर्णय प्रणालियों के बारे में बताता है: निगरानी मार्ग जो कोशिका चक्र को रोकते हैं (डीएनए क्षति प्रतिक्रिया और चेकपॉइंट किनेसेस, और साइक्लिन-सीडीके मशीनरी जिसे वे विनियमित करते हैं) और मृत्यु कार्यक्रम जो कोशिकाओं को समाप्त करते हैं (डेथ-रिसेप्टर और माइटोकॉन्ड्रियल एपोप्टोसिस, जो कैसपेस द्वारा निष्पादित होते हैं और बीसीएल-2 परिवार द्वारा नियंत्रित होते हैं)। यह एक संदर्भ-शैक्षणिक अवलोकन है जो किसी एक तंत्र का विस्तृत वर्णन करने के बजाय इसके अधिक विस्तृत विषय प्रविष्टियों की ओर इंगित करता है।

Sub-topics

Core questions

एक कोशिका क्षति या तनाव को कैसे महसूस करती है और इसे विभाजन में ठहराव में कैसे बदलती है?
कौन से आणविक स्विच एक कोशिका को मरम्मत और जारी रखने के बजाय मरने के लिए प्रतिबद्ध करते हैं?
कोशिका चक्र और एपोप्टोटिक मशीनरी कैसे युग्मित होती है ताकि प्रसार और मृत्यु संतुलित रहें?
इन मार्गों का विघटन कैंसर और चिकित्सा के प्रति प्रतिरोध को क्यों बढ़ावा देता है?

Key concepts

कोशिका चक्र चेकपॉइंट (G1/S, इंट्रा-S, G2/M)
डीएनए क्षति प्रतिक्रिया
साइक्लिन और साइक्लिन-निर्भर किनेसेस
आंतरिक (माइटोकॉन्ड्रियल) और बाह्य (डेथ-रिसेप्टर) एपोप्टोसिस
कैसपेस कैस्केड
प्रो- और एंटी-एपोप्टोटिक प्रोटीन का बीसीएल-2 परिवार संतुलन
गिरफ्तारी, मरम्मत और मृत्यु को जोड़ने वाले एक केंद्र के रूप में p53
कैंसर की एक पहचान के रूप में चेकपॉइंट और एपोप्टोटिक नियंत्रण का नुकसान

Mechanisms

चेकपॉइंट सिग्नलिंग तब शुरू होती है जब सेंसर डीएनए टूट या अपूर्ण प्रतिकृति जैसी समस्याओं का पता लगाते हैं और एपिकल किनेसेस को सक्रिय करते हैं जो सिग्नल को प्रभावक किनेसेस तक पहुंचाते हैं, जो बदले में साइक्लिन-सीडीके कॉम्प्लेक्स को बाधित करते हैं जो कोशिका चक्र प्रगति को संचालित करते हैं, जिससे मरम्मत का प्रयास करते समय गिरफ्तारी होती है (एलेडगे, 1996; मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2009)। जब क्षति का समाधान नहीं किया जा सकता है, तो वही निगरानी सर्किटरी कोशिका को एपोप्टोसिस की ओर धकेल सकती है, अक्सर ट्यूमर सप्रेसर p53 के माध्यम से। एपोप्टोसिस स्वयं दो अभिसारी मार्गों से आगे बढ़ता है: एक बाह्य मार्ग जो कोशिका सतह पर ट्रिगर होता है और एक आंतरिक मार्ग जो माइटोकॉन्ड्रिया में बीसीएल-2 परिवार द्वारा नियंत्रित होता है, दोनों ही कैसपेस को सक्रिय करते हैं जो कोशिका को नियंत्रित तरीके से विघटित करते हैं (हेंगार्टनर, 2000)। प्रसार नियंत्रण का मृत्यु नियंत्रण से युग्मन का अर्थ है कि किसी भी प्रणाली का नुकसान अनियंत्रित वृद्धि के लिए एक बाधा को हटा देता है (हानाहन और वेनबर्ग, 2011)।

Clinical relevance

दोषपूर्ण चेकपॉइंट और एपोप्टोटिक सिग्नलिंग कई कैंसर की विशेषता वाली जीनोमिक अस्थिरता और उत्तरजीविता लाभ को रेखांकित करती है, और ये मार्ग यह समझने के लिए वैचारिक आधार हैं कि डीएनए-क्षतिग्रस्त और लक्षित उपचार कैसे कार्य करते हैं और प्रतिरोध कैसे उत्पन्न होता है (हानाहन और वेनबर्ग, 2011)। यह प्रविष्टि रोग जीव विज्ञान से संबंधित तंत्रों का वर्णन करती है और व्यक्तिगत नैदानिक या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

इस क्षेत्र का ज्ञान दशकों के आणविक और कोशिका-जैविक अनुसंधान पर आधारित है जिसे प्रभावशाली समीक्षाओं (एलेडगे, 1996; हेंगार्टनर, 2000; मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2009) में समेकित किया गया है और कैंसर जीव विज्ञान के व्यापक ढांचे के भीतर संश्लेषित किया गया है (हानाहन और वेनबर्ग, 2011)। यह नैदानिक अभ्यास मार्गदर्शन के बजाय एक यांत्रिक संदर्भ सामग्री है।

History

इन मार्गों की समझ कोशिका विभाजन चक्र के आनुवंशिक विच्छेदन और साइक्लिन और साइक्लिन-निर्भर किनेसेस की खोज, नेक्रोसिस से अलग एक आनुवंशिक रूप से क्रमादेशित मृत्यु के रूप में एपोप्टोसिस की पहचान, और दोनों को जोड़ने वाले चेकपॉइंट नियंत्रणों की पहचान से बढ़ी। 1990 और 2000 के दशक की समीक्षाओं ने इन धागों को एकीकृत किया और चेकपॉइंट और एपोप्टोटिक सिग्नलिंग में दोषों को कैंसर जीव विज्ञान के केंद्र में रखा (एलेडगे, 1996; हेंगार्टनर, 2000; हानाहन और वेनबर्ग, 2011)।

Key figures

Stephen J. Elledge
Robert A. Weinberg
Douglas Hanahan
Marcos Malumbres
Mariano Barbacid

Seminal works

elledge-1996
hengartner-2000
hanahan-weinberg-2011

Frequently asked questions

कोशिका चक्र और एपोप्टोसिस कैसे जुड़े हुए हैं?: चेकपॉइंट सिग्नलिंग या तो मरम्मत की अनुमति देने के लिए कोशिका चक्र को रोक सकती है, या, जब क्षति अपूरणीय होती है, तो कोशिका को एपोप्टोसिस की ओर पुनर्निर्देशित कर सकती है, इसलिए वही निगरानी मशीनरी यह प्रभावित करती है कि एक कोशिका विभाजित होती है या मर जाती है।
ये मार्ग कैंसर के लिए केंद्रीय क्यों हैं?: कैंसर कोशिकाएं आमतौर पर चेकपॉइंट और एपोप्टोटिक नियंत्रणों को अक्षम कर देती हैं, जिससे वे जीनोमिक क्षति को सहन कर पाती हैं और मृत्यु संकेतों का प्रतिरोध कर पाती हैं; इन सुरक्षा उपायों का नुकसान दुर्दमता की एक आवर्ती पहचान है।