Репликация днк: учебное пособие
жүктеу/скачать 2,57 Mb. Pdf көрінісі
|
|
6.2. Стадии клеточного цикла Клеточный цикл большинства соматических клеток высших эукариот подразделяют на 4 стадии: G1 (gap1, предсинтетический период, или период подготовки к синтезу ДНК), S (synthesis, период синтеза ДНК), G2 (дар 2, постсинтетический период подготовки к клеточ- ному делению) и М (mitosis, собственно процесс клеточного деления). Иногда выделяют G0 – стадию между М и G1 или стадию покоя. В культуре клеток человека весь цикл занимает примерно 24 ч, при этом на стадии G1, S, G2 и М приходится 10, 9, 4 и 1 ч соответственно. Фазы G1, S и G2 вместе составляют интерфазу Наиболее подробные сведения получены при изучении клеточных циклов дрожжей. Данные генетических и молекулярных исследований показали, что клеточные циклы вклю- чают ряд этапов, на которых осуществляется контроль продвижения клетки от одной фазы к другой – точки проверки или чекпойнты (checkpoints). Первая стадия проверки у дрожжей называется START, у млекопитающих – G1-checkpoint. Если клетка не выросла до необхо- димых размеров и окружающая среда недостаточно богата ; клетка будет оставаться в G1, т. е. не будет получено сигнала для начала синтеза ДНК (S-фазы). В S-фазе разные участки генома реплицируются в разное время. В культуре клеток человека сначала синтезируется ДНК, которая выявляется в обогащенных генами R-бэндах метафазных хромосом. В конце S-фазы синтезируется ДНК G-бэндов. Полагают, что между этими отрезками S-фазы также существует стадия проверки (проверка целостности ДНК, checkpoint DNA intregritу). Стадия проверки G2 находится на границе G2 и М. Если не завершилась репликация всей ДНК, если клетка не выросла до нормальных для этой фазы размеров и окружающая среда недостаточно хороша, клетка не способна перейти к стадии М. Третья проверка происходит в течение фазы М: чтобы началось разделение хроматид, хромосомы должны быть надежно прикреплены к нитям митотического веретена. Схема клеточного цикла дана на рис. 29. Нарушения регуляции клеточного цикла и чекпойнт-контроля часто приводят к геном- ной нестабильности и предрасположенности к возникновению опухолей. Понимание моле- кулярных механизмов, которые регулируют эти процессы важно как для прикладной меди- цины, так и для фундаментальных научных исследований. Клеточный цикл проходит одинаково во всех эукариотических клетках, поэтому изучение его у различных модельных организмов создает общее понимание того, как различные события клеточного цикла кон- тролируются и координируются у человека. И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие» 78 Рис. 29. Схема клеточного цикла эукариот. Успешное деление зависит от того, насколько высоко скоординированно прошли удво- ение и сегрегация клеточных компонентов. Осуществления событий клеточного цикла коор- динируется и контролируется сложно регулируемыми протеинкиназами, известными как циклин-зависимые киназы (cycline-dependent kinases, Cdks). |