Hücre Döngüsü ve Bölünmesi
Hücre döngüsü, bir hücrenin içeriğini kopyaladığı ve iki yavru hücreye bölündüğü düzenli olay dizisidir. Bu alan, hücrelerin interfaz ve bölünme süreçlerini nasıl ilerlettiği, bu ilerlemenin nasıl düzenlendiği ve denetlendiği ile nükleer bölünmenin iki temel formu olan mitoz ve mayozun sırasıyla somatik ve germ hücrelerini nasıl ürettiğine dair temel bilgileri bir araya getirmektedir.
Tanım
Hücre döngüsü, bir ökaryotik hücrenin büyüdüğü, DNA'sını kopyaladığı ve genomu ile sitoplazmasını iki yavru hücreye ayırdığı, salınımlı siklin bağımlı kinaz aktivitesi ve denetim noktaları (surveillance checkpoints) tarafından yönetilen, interfaz (G1, S, G2) ve ardından mitotik faz (M) ile tekrarlayan fazlar dizisidir.
Kapsam
Bu alan, ökaryotik hücre döngüsünün dört fazını (G1, S, G2, M), ilerlemeyi sağlayan siklin ve siklin bağımlı kinaz (CDK) mekanizmasını, genomik bütünlüğü koruyan denetim noktalarını (surveillance checkpoints), mitoz ve sitokinez mekaniklerini, mayozun redüksiyonel ve ekvatoral bölünmelerini ve hücre sayısı üzerinde tamamlayıcı bir kontrol olarak programlanmış hücre ölümünü (apoptosis) kapsamaktadır. Bu konuları klinik bir rehberlikten ziyade yapısal ve düzenleyici hücre biyolojisi başlıkları olarak ele almaktadır.
Alt konular
Anahtar kavramlar
- İnterfaz (G1, S, G2) ve M fazı
- Siklinler ve siklin bağımlı kinazlar (CDK'ler)
- DNA replikasyonu ve kromozom ayrışması
- Hücre döngüsü denetim noktaları (checkpoints)
- Kısıtlama noktası (restriction point) ve bölünmeye adanma
- Mitoz ve mayoz
- Programlanmış hücre ölümü (apoptoz)
Mekanizmalar
Döngü boyunca ilerleme, periyodik olarak aktive olan siklin bağımlı kinazlar tarafından yönlendirilmektedir; aktiviteleri, düzenleyici siklin partnerleri sentezlendikçe ve ardından yıkıldıkça artıp azalmaktadır. Nurse ve arkadaşları, tek bir CDK'nin (Cdc2/CDK1) ökaryotlar genelinde mitoza giriş için evrensel bir tetikleyici görevi gördüğünü göstermiştir. Morgan'ın sentezi, CDK'leri döngünün motorları ve saatleri olarak çerçevelemektedir. Hartwell ve Weinert, denetim noktalarını (checkpoints), tam DNA replikasyonu veya doğru kromozom bağlanması gibi önceki adımlar tamamlanana kadar döngüyü durduran kontrol devreleri olarak tanımlamış ve olayların doğru sırada gerçekleşmesini sağladığını belirtmiştir. Vermeulen ve arkadaşları tarafından gözden geçirilen kanser biyolojisi, bu kontrollerin düzensizliğinin kontrolsüz proliferasyonun temelini nasıl oluşturduğunu göstermektedir.
Klinik önem
Hücre döngüsünü anlamak, hücre çoğalması (proliferasyon), doku yenilenmesi ve anöploidinin sağlık bilimlerinde nasıl tanımlandığının ve birçok antikanser ajanın bölünen hücreler üzerinde etki gösterdiği şeklinde nasıl kavramsallaştırıldığının temelini oluşturmaktadır. Bu alan, normal ve düzensiz hücre bölünmesini referans düzeyinde tanımlamakta olup, tanı veya tedavi kararları için bir temel teşkil etmemektedir.
Tarihçe
Hücre döngüsüne ilişkin modern anlayış, yirminci yüzyılın sonlarında maya genetiği ve deniz omurgasız yumurtalarının biyokimyası çalışmalarından ortaya çıkmıştır: Nurse'un fisyon mayası (fission yeast) üzerindeki çalışmaları evrensel mitotik kinazı tanımlamış, siklinlerin keşfi bu kinazın periyodik aktivasyonunu açıklamış ve Hartwell ile Weinert'ın denetim noktası (checkpoint) kavramı, düzenin ve doğruluğun nasıl sağlandığını açıklamıştır. 2001 Fizyoloji veya Tıp Nobel Ödülü, bu keşiflerinden dolayı Hartwell, Hunt ve Nurse'a verilmiştir.
Öne çıkan isimler
- Leland Hartwell
- Paul Nurse
- Timothy Hunt
- David Morgan
İlgili konular
Temel eserler
- hartwell-weinert-1989
- nurse-1990
- morgan-1997
Sıkça sorulan sorular
- Hücre döngüsünün fazları nelerdir?
- İnterfaz, G1 (büyüme), S (DNA sentezi) ve G2 (büyüme ve hazırlık) fazlarından oluşmakta olup, bunu M fazı takip etmektedir; M fazında çekirdek mitoz ile, hücre ise sitokinez ile bölünmektedir; bölünmeyen hücreler G0 adı verilen durgun bir durumda dinlenebilmektedir.
- Hücre döngüsü, hücre bölünmesinden nasıl farklıdır?
- Hücre döngüsü, bir hücrenin bölünmeler arasında geçtiği tüm tekrarlayan diziyi ifade ederken, hücre bölünmesi (sitokinez ile mitoz veya mayoz), bir hücrenin ikiye veya mayozda dörde dönüştüğü M fazı kısmıdır.