ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗДОРОВОЙ КЛЕТКИ

(повторение из биологии)

На доске – схема жизненного цикла здоровой клетки. В жизни клетки выделяют митозы и интерфазы. Интерфаза – жизнь клетки между митозами. В течение интерфазы есть несколько периодов или промежутков.

На схеме:

1. М (митоз) – событие,которым начинается и заканчивается клеточный цикл.

2. G₁ – промежуток или период. В этот период вновь образованная клетка растет и дифференцируется.

3. S – фаза синтеза ДНК и удвоения нитей ДНК.

4. G₂ – период подготовки к митозу. Идет удвоение клеточных структур.

5. М – следующий митоз.

В периодах интерфазы отмечается несколько важных моментов:

1. R – точка рестрикции. Находиться в периоде G₁. В момент R решается вопрос о продолжении подготовки к следующему митозу или переходе в состояние относительного покоя G₀. Если клетка переходит в состояние G₀. Но клетка может вернуться из состояния относительного покоя и продолжить подготовку к очередному митозу.

2. G₁ / S –момент вхождения в фазу S. Это граница между периодами G₁ и S. В этот момент проверяется целость и неповрежденность ДНК, которая подлежит удвоению. Если в структуре ДНК обнаруживаются ошибки, то процесс приостанавливается и клетка не пропускается в фазу S. Дальнейшая судьба такой клетки: а) включение механизмов репарации (=восстановления) ДНК; б) индукция апоптоза. Механизм такой проверки называется «checkpoint».

3. G₂ / M – момент вхождения в митоз. Это граница между периодом G₂ и митозом. Здесь также действует механизм checkpoint. Функции: проверка правильности репликации ДНК и удвоения клеточных структур. При обнаружении ошибок поврежденная клетка в митоз не пропускается и уничтожается методом индукции апоптоза.

СХЕМА ДЕЙСТВИЯ МЕХАНИЗМА «CHECKPOINT»

Механизм «Chtckpoint» обнаруживает повреждение ДНК. У клеток с поврежденной ДНК:

а) приостанавливается клеточный цикл;

б) клетка не пропускается в митоз;

в) клетка подвергается апоптозу, если репарация ДНК невозможна.

 

Механизм индукции апоптоза. В индукции апоптоза участвуют:

= специальные гены-супрессоры;

= их продукция – белки Rb и р53.

Последовательность событий.

1. Обнаружение повреждения в структуре ДНК.

2. Факт обнаружения ошибки – стимул для активации генов-супрессоров.

3. Гены-супрессоры продуцируют белки Rb и р53.

4. Белки Rb и р53 запускают апоптоз поврежденной клетки. Это – индукторы апоптоза.

5. Белок р53 индуцирует апоптоз в момент G₁ / S.

6. Белок Rb индуцирует апоптоз в момент G₂ / М

 

Биологическая роль генов-супрессоров. Гены-супрессоры не пропускают в митоз клетку с поврежденной ДНК. Дефект гена-супрессора ведет к размножению поврежденной клетки. Пролиферация поврежденной клетки – есть основа опухолевого роста.

Наследование генов-супрессоров. В каждой клетке есть по два аллеля любых генов. Значит, в каждой клетке есть 2 (два) гена-супрессора. Дефект одного гена-супрессора повышает риск пропуска в митоз поврежденной клетки. Дефект обоих генов-супрессоров всегда приводит к пропуску в митоз поврежденной клетки и опухолевому росту.

Пример: наследственная ретинобластома. Наследственная ретинобластома – опухоль сетчатой оболочки глаза. Диагностика – в раннем детском возрасте зрачок отсвечивает красным. Этиология – наследственный дефект гена-супрессора Rb → постоянный пропуск в митоз клеток с поврежденной ДНК.

РЕГУЛЯЦИЯ КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА

За регуляцию клеточного цикла отвечают 2 (две) группы веществ:

1. Cdk - циклинзависимые серин-треониновые протеинкиназы.

2. Циклины.

Для активной, рабочей регуляции клеточного цикла необходим комплекс «циклин + Cdk». Без связи в единый комплекс «циклин + Cdk», циклины и Cdk неактивны.

Существует 3 (три) основных класса циклинов и, следовательно, 3 (три) основных варианта комплекса «циклин + Cdk»:

1. G₁ – циклины, для прохождения фазы G₁.

2. S – циклины, для прохождения S-фазы.

3. G₂ – циклины, для прохождения фазы G₂ и вхождения в митоз.

 

Циклины синтезируются в строго определенные моменты цикла и распадаются после выполнения своей функции. Например, циклины S синтезируются перед вступлением в фазу S и распадаются после прохождения этой фазы S.