Cellcykeln

Kurs: Basvetenskap 2

Vad är det?

Cellcykeln är den noggrant reglerade process en cell följer när den växer och delar sig, bestående av flera faser som bygger upp cellen och delar den till två dotterceller som är identiska med varandra och originalet (i mitos, men inte i meios).

Detaljer

• Interfas – G1 (tillväxt), S (DNA-replikation), G2 (förberedelse för mitos).
  • G1-fas – kärnan är intakt med dubbelt kärnmembran, porer och nukleol. Aktiv transkription, proteinsyntes och tillväxt. Kromatin löst packat. Cellens innehåll (förutom kromosomer) dupliceras.
  • S-fas – kärnan fortfarande intakt. DNA-replikation sker, kromatin börjar kondenseras något för att underlätta replikation. DNA dupliceras (46 kromosomer blir 92 kromatider).
  • G2-fas – intakt kärna med fördubblat DNA. Cellen dubbelchecker det duplicerade DNA:t och förbereder sig för mitos. Kromatin mer kompakt än i G1 (eftersom mer DNA finns).
  • G0 – cellcykelarrest, cellen har lämnat cykeln tillfälligt eller permanent.
• M-fas (mitos) – se Mitos.
• Reglering av cellcykelns initiering – ett komplext nätverk av proteiner, kontrollpunkter och signaler säkerställer att cellen är redo att gå vidare till nästa fas.
  • Mitogener aktiverar G1/S-övergången genom att inducera cyklin D och CDK4/6.
  • CDK (cyklinberoende kinaser) fosforylerar målproteiner för att driva cykeln framåt.
  • Regleras av tillväxtfaktorer från omgivningen (t.ex. hormoner), näringsstatus och energinivåer, samt cellens storlek och DNA-integritet.
• Kontrollmekanismer mot okontrollerad tillväxt – interna och externa kontrollmekanismer:
  • G1/S- och G2/M-checkpoints säkerställer att DNA är intakt och att miljön är gynnsam innan delning.
  • Kontaktinhibering – celler slutar dela sig när de känner av kontakt med andra celler, viktigt för vävnader.
  • Tumörsuppressorer stoppar cellcykeln vid DNA-skada eller stress.
  • Apoptos eliminerar celler som växer felaktigt eller är skadade.
  • Telomerer blir kortare vid varje delning; när de är för korta går cellen in i Senescens.
  • Epigenetisk reglering (metylering, kromatinstruktur) påverkar vilka gener som är aktiva.
• Checkpoints i cellcykeln
  • G1/S-checkpoint (Restriction point) – kontrollerar skadad DNA, tillväxtsignaler och miljögynnsamhet -> beslut om replikation.
  • G2/M-checkpoint – kontrollerar att DNA replikerats korrekt och att DNA inte är skadat -> beslut om mitos.
  • Spindelkontrollpunkt (metafas-checkpoint) – under mitos, kontrollerar att alla kromosomer är korrekt fästa vid kärnspolen -> säkerställer korrekt kromosomfördelning.
• Längden av cellcykeln varierar, t.ex. cirka 24 timmar i hudceller; embryonala celler delar sig snabbare.

Tenta-fokus

Cellcykelns reglering är direkt kopplad till onkologi: mutation i tumörsuppressor gör att cellen delas trots skador, checkpoints kringgås av muterade celler, Rb-protein inaktiveras vilket ger okontrollerad DNA-replikation, CDK/cykliner som driver cykeln blir överaktiva, och apoptosmekanismer blockeras så att defekta celler överlever och sprids.

Kopplingar

Relaterat: Modul 1 - Genetik och cellbiologins grunder, Mitos, CDK och cykliner, Mitogener, tillväxtfaktorer och överlevnadsfaktorer, Apoptos, p53, DNA-replikation