ФАЗА Г1 (ЋЕЛИЈСКИ ЦИКЛУС): ОПИС И ВАЖНОСТ - БИОЛОГИЈА - 2025

Фаза Г1 је једна од фаза у којима интерфејс животног циклуса ћелије је подељена. Многи аутори ово називају "фазом раста", јер се током ње догађа најзначајнији раст ћелије.

Током Г1 фазе, дакле, догађају се различите унутарћелијске метаболичке промене које припремају ћелију за поделу. У одређеној фази ове фазе, која је у неким текстовима позната и као „тачка рестрикције“, ћелија се укључује у поделу и наставља се у С фазу синтезе.

Фазе ћелијског циклуса (Извор: Рицхард Вхеелер (Зепхирис). Шпанске налепнице Алејандро Порто. / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0) виа Викимедиа Цоммонс)

Ћелијски циклус

Ћелијски циклус се састоји од пореданог редоследа догађаја који се дешавају у ћелији припремајући се за њену деобу. Опћенито се дефинира као поступак подијељен у 4 фазе помоћу којих ћелије:

- повећање величине (фаза Г1)

- копирају ДНК и синтетишу остале важне молекуле (фаза синтезе или С фаза)

- припрема за поделу (фаза Г2) и

- подела (М фаза или митоза)

У складу са горе наведеним, ћелијски циклус можемо поделити у два велика „момента“: интерфејс и митозу. Интерфејс се састоји од фаза Г1, С и Г2, који обухватају све процесе између једне митотске поделе и друге, због чега се каже да ћелија проводи већину свог живота у интерфејсу.

Регулација

Према "стимулативним" или "инхибиторним" порукама које ћелија прима током интерфејса, она може "одлучити" да ли ће ући у ћелијски циклус или не и поделити се.

Ове "поруке" носе неки специјализовани протеини, укључујући факторе раста, рецепторе за те факторе раста, претвараче сигнала и нуклеарне регулаторне протеине.

Поред тога, ћелије такође имају контролне тачке или рестриктивне тачке у различитим фазама, што им омогућава да осигурају да ћелијски циклус правилно напредује.

Многе "непродуктивне" ћелије се непрестано деле, због чега се каже да су увек у активном ћелијском циклусу.

Ћелије које се не деле или су мирољубиве ћелије улазе из фазе Г1 у фазу звану Г0, током које могу остати способне за више месеци, па чак и година (многе ћелије људског тела су у овој фази).

Терминално диференциране ћелије не могу напустити Г0 фазу и ући у ћелијски циклус, као што је то случај са неким неуронским ћелијама.

Опис фазе Г1

Као што је поменуто, Г1 фаза ћелијског циклуса може се сматрати фазом раста, јер након што се ћелија подели, њене ћерке ћелије уђу у ову фазу и почињу да синтетишу ензиме и хранљиве материје потребне за накнадну репликацију ДНК и ћелијска подела.

Током ове фазе, такође се ствара велика количина протеина и РНА, а њихово трајање је јако променљиво, зависно од, генерално, количине хранљивих материја које су доступне ћелији.

Подфазе Г1

Г1 фаза се може описати као што се састоји од четири „подфазе“: такмичења (г1а), уласка или уласка (г1б), напредовања (г1ц) и монтаже (г1д).

Конкуренција се односи на процес у којем ћелија која улази у Г1 апсорбује хранљиве материје и ванћелијске елементе кроз своју плазма мембрану. Унос или унос састоји се од уноса тих „материјала“, који доприносе расту ћелије.

До овог раста долази током подфазе прогресије, која се завршава када се ови материјали скупе да формирају друге ћелијске структуре и довршетак ћелијског напретка у фазу Г1 и ка контролној тачки.

Контролне или „рестриктивне“ тачке

Све ћелије имају регулаторе који им омогућавају да прате њихов раст. На крају фазе Г1 налази се контролна тачка која обезбеђује да се синтеза протеина правилно одвијала и да је сва ћелијска ДНК „нетакнута“ и „спремна“ за наредне фазе.

Специјализоване "заштитне мере" које се налазе на овој контролној тачки су протеини познати као циклин-зависне киназе или ЦДК, од циклин-зависних киназа, протеини који такође учествују у почетку деобе ДНК током С фазе.

Циклин-зависне киназе су протеин-киназе за које је карактеристично да захтевају засебну подјединицу (циклин) која пружа суштинске домене за активност ензима.

Контролне тачке ћелијског циклуса (Извор: ВассерманЛаб / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0), путем Викимедиа Цоммонс и модификовао Ракуел Парада)

Они су одговорни за додавање фосфатних група у серинским и треонинским остацима смештеним у специфичним доменима њихових циљних протеина, мењајући њихову активност.

Они имају веома важне функције и у контроли ћелијске деобе и у модулацији транскрипције гена као одговор на различите ван- и интраћелијске сигнале. Захваљујући овим протеинима, не само Г1 фаза, већ и С фаза и Г2 фаза функционишу као "сат" ћелијског циклуса.

Контролна тачка Г1 / С

Контролна тачка у фази Г1 једна је од најважнијих и тамо ћелија „одлучује“ да ли је довољно нарасла и да ли су нутритивни услови око ње и унутар ње довољни за покретање процеса геномске репликације.

Циклин-зависне протеинске киназе поддружине 2 (Цдк2), које зависе од циклина Е, учествују у овој тачки фазне транзиције.

Једном када ћелија "премаши" ову контролну тачку и пређе у следећу фазу, активност Цдк1 се поново "искључује" уништавањем њеног дела циклина, због чега је показано да су ти протеини неактивни док да су у цитосолу доступни циклини.

Значај

Г1 фаза није само неопходна за раст ћелије и за припрему субцелуларних структура за поделу, већ је њена контролна тачка критична са становишта регулације ћелијске пролиферације.

"Дерегулација" контроле пролиферације један је од главних покретача развоја тумора у различитим врстама ткива, јер се многе контролне тачке ћелијског циклуса "заобилазе" током туморигенезе.

Референце

1. Цасем, МЛ (ур.). (2016). Студије случаја из ћелијске биологије. Академска штампа.
2. Енцицлопаедиа Британница Инц. (2019). Енцицлопаедиа Британница. Преузето 5. априла 2020. са ввв.британница.цом/сциенце/целл-цицле
3. Харрисон, МК, Адон, АМ и Сааведра, ХИ Цдкс фазе Г1 регулише циклус центросома и посредује онкоген-зависно увећање центросома. Целл Див 6, 2 (2011). хттпс://дои.орг/10.1186/1747-1028-6-2
4. Ли, И., Барбасх, О., и Диехл, ЈА (2015). Регулација ћелијског циклуса. У молекуларним основама рака (стр. 165-178). Само складиште садржаја !.
5. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Калифорнија, Криегер, М., Сцотт, посланик, Бретсцхер, А.,… & Матсудаира, П. (2008). Молекуларна ћелијска биологија. Мацмиллан.
6. Малуалес, М. (2014). Циклин-зависне киназе. Биологија генома, 15 (6), 122.
7. МцДаниел, Јохн. (2020, 6. априла). Г1 фаза: шта се дешава током ове фазе ћелијског циклуса ?. сциацхинг.цом. Преузето са хттпс://сциенцинг.цом/хаппенс-дуринг-г1-пхасе-8220720.хтмл
8. Танасе, Ц., Огрезеану, И., и Бадиу, Ц. (2011). Молекуларна патологија аденоми хипофизе. Елсевиер.