Hücre Döngüsü Kontrol Noktaları ve Apoptoz
Kontrol noktaları, tam DNA replikasyonu veya kromozomların doğru bağlanması gibi kritik adımlar tamamlanana kadar hücre döngüsünü duraklatan gözetim mekanizmalarıdır; apoptoz ise, hasar onarılamaz hale geldiğinde hücreleri ortadan kaldıran, programlanmış, düzenli bir hücre ölümü biçimidir. Birlikte genomik bütünlüğü korumakta ve hücre sayısını düzenlemektedirler.
Tanım
Hücre döngüsü kontrol noktaları, eksik veya kusurlu olaylara yanıt olarak hücre döngüsü ilerlemesini durduran düzenleyici gözetim devreleridir. Apoptoz ise, hücre büzülmesi, kromatin yoğunlaşması ve iltihaplanmaya yol açmadan temizlenen zarla çevrili cisimciklere parçalanma ile karakterize edilen, genetik olarak programlanmış bir hücre ölümü yoludur.
Kapsam
Bu madde, başlıca hücre döngüsü kontrol noktalarını (G1/S ve G2/M geçişlerindeki DNA hasarı kontrol noktaları ile mitozdaki iğ ipliği oluşumu kontrol noktasını), bu noktaların döngüyü nasıl durdurduğunu ve duraklama ile onarımın başarısız olduğu durumlarda apoptozun tamamlayıcı bir kader olarak nasıl işlev gördüğünü açıklamaktadır. Kontrol noktalarını ve programlanmış hücre ölümünü klinik bir rehberlik olarak değil, hücre biyolojisi konuları olarak ele almaktadır.
Anahtar kavramlar
- DNA hasarı kontrol noktası
- G1/S (kısıtlama) kontrol noktası
- G2/M kontrol noktası
- İğ ipliği oluşumu (mitotik) kontrol noktası
- Kontrol noktası sinyalleşmesi ve hücre döngüsü duraklaması
- Apoptoz (programlanmış hücre ölümü)
- Genomik bütünlük ve tümör baskılama
Mekanizmalar
Hartwell ve Weinert, kontrol noktalarını, sonraki hücre döngüsü olaylarını önceki olayların başarılı bir şekilde tamamlanmasına bağımlı kılan kontrol devreleri olarak tanımlamışlardır; bir sorun tespit edildiğinde, sinyal yolları ilgili siklin-CDK aktivitesini inhibe etmekte ve döngüyü durdurmaktadır. G1/S ve G2/M'deki DNA hasarı kontrol noktaları, lezyonlar onarılana kadar replikasyonu veya mitozu geciktirmektedir. Elledge tarafından özetlendiği üzere, iğ ipliği oluşumu kontrol noktası ise her bir kinetokor iğ ipliğine doğru şekilde bağlanana kadar anafazı bloke etmektedir. Duraklama sorunu çözemediğinde, hücre apoptoz yoluyla ortadan kaldırılabilmektedir — bu, Kerr, Wyllie ve Currie tarafından morfolojik olarak ilk kez tanımlanan, hücrenin yoğunlaşarak iltihaplanmayı tetiklemeden yutulan cisimciklere parçalandığı düzenli, programlanmış bir ölümdür. Kontrol noktası ve apoptotik kontrolün kaybı, hasarlı hücrelerin çoğalmasına izin vermektedir; bu durum, Vermeulen ve arkadaşları tarafından gözden geçirilen kanser biyolojisinde tekrarlayan bir temadır.
Klinik önem
Kontrol noktası ve apoptotik yollar, tümör baskılayıcı işlevin ve tedavi yanıtlarının nasıl tanımlandığının temelini oluşturmaktadır. Bu yolların başarısızlığı ise genomik instabilite ve kontrolsüz proliferasyon ile ilişkilendirilmektedir. Bu madde, söz konusu kontrol mekanizmalarının referans niteliğinde bir tanımı olup, tanı veya tedavi rehberliği sağlamamaktadır.
Tarihçe
Kontrol noktası kavramı, Hartwell ve Weinert tarafından 1989 yılında maya genetiğinden yola çıkılarak ortaya konulmuş, hücre döngüsü düzenini sabit zamanlamadan ziyade zorunlu bağımlılıklar olarak yeniden çerçevelemiştir. Paralel olarak, Kerr, Wyllie ve Currie'nin 1972 tarihli apoptoz tanımı, hücre ölümünün belirgin, düzenlenmiş bir modunu proliferasyonun normal bir karşılığı olarak kabul etmiştir. Elledge tarafından özetlenen sonraki moleküler çalışmalar, hasar algılamayı hücre döngüsü duraklamasına ve gerektiğinde programlanmış ölüme bağlayan sinyal yollarını haritalandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Leland Hartwell
- Stephen Elledge
- John Kerr
- Andrew Wyllie
İlgili konular
Temel eserler
- hartwell-weinert-1989
- kerr-1972
- elledge-1996
Sıkça sorulan sorular
- Hücre döngüsü kontrol noktası nedir?
- Bir kontrol noktası, tam DNA replikasyonu, DNA hasarının onarımı veya tüm kromozomların iğ ipliğine doğru şekilde bağlanması gibi kritik bir koşul karşılanana kadar hücre döngüsünü duraklatan bir gözetim mekanizmasıdır; böylece sonraki olaylar, önceki olaylar doğru bir şekilde tamamlanmadan başlamaz.
- Apoptoz hücre döngüsüyle nasıl ilişkilidir?
- Apoptoz, kontrol noktası duraklaması ve onarımın hasarı çözmede başarısız olduğu durumlarda tetiklenebilen, programlanmış bir hücre ölümü biçimidir; kusurlu bir hücrenin bölünmesine izin vermek yerine, bu yol onu düzenli bir şekilde parçalayarak hücre sayısı ve genomik bütünlük üzerinde tamamlayıcı bir kontrol görevi görmektedir.