Il ciclo cellulare è il processo che una cellula si impegna a replicare tutto il suo materiale genetico e dividere in due cellule identiche. In questo articolo, vedremo le diverse fasi del ciclo cellulare e cosa succede in ogni fase. Considereremo anche la regolazione del ciclo cellulare e esamineremo alcuni esempi della sua disregolazione.
Fasi del ciclo cellulare
Il ciclo cellulare è un processo a 4 stadi costituito da Gap 1 (G1), sintesi (S), Gap 2 (G2) e mitosi (M), che una cellula subisce mentre cresce e si divide., Dopo aver completato il ciclo, la cella riavvia il processo da G1 o esce dal ciclo attraverso G0. Da G0, la cellula può subire la differenziazione terminale.
Gli stadi del ciclo cellulare tra una mitosi e la successiva, che includono G1, S e G2, sono noti collettivamente come interfase.,
fase G1
- Cella aumenta di dimensioni
- Cellulare contenuto duplicato
la fase S
- la replicazione del DNA
- Ciascuno dei 46 cromosomi (23 coppie) viene replicato dal cellulare
fase G2
- Cell cresce di più
- Organelli e proteine sviluppare in preparazione per la divisione cellulare
fase M
- Mitosi seguita da citocinesi (separazione delle cellule)
- Formazione di due cellule figlie identiche
fase G0
Mentre alcune cellule sono costantemente dividendo, alcuni tipi di cellule sono in stato di quiete., Queste celle escono da G1 ed entrano in uno stato di riposo chiamato G0. In G0, una cellula sta svolgendo la sua funzione senza prepararsi attivamente a dividere. G0 è uno stato permanente per alcune cellule, mentre altri possono riavviare la divisione se ottengono i segnali giusti.
Figura 1 – Fasi del ciclo cellulare.Regolazione
La progressione delle cellule attraverso il ciclo cellulare è controllata da vari punti di controllo in diverse fasi. Questi rilevano se una cellula contiene DNA danneggiato e assicurano che quelle cellule non si replichino e non si dividano., Il punto di restrizione (R) si trova in G1 ed è un checkpoint chiave. La stragrande maggioranza delle cellule che passano attraverso il punto R finirà per completare l’intero ciclo cellulare. Altri punti di controllo si trovano alle transizioni tra G1 e S e G2 e M.
Se il DNA danneggiato viene rilevato in qualsiasi checkpoint, l’attivazione del checkpoint provoca un aumento della produzione di proteine p53. p53 è un gene soppressore del tumore che arresta la progressione del ciclo cellulare e avvia meccanismi di riparazione del DNA danneggiato., Se questo DNA non può essere riparato, assicura che la cellula subisca l’apoptosi e non possa più replicarsi.
Questo ciclo cellulare è anche strettamente regolato dalle cicline che controllano la progressione cellulare attivando gli enzimi della chinasi ciclina-dipendente (CDK).
Un esempio di proteina soppressore del tumore è la proteina del retinoblastoma (Rb). Rb limita la capacità di una cellula di progredire dalla fase G1 a S nel ciclo cellulare. CDK fosforila da Rb a pRb, rendendolo incapace di limitare la proliferazione cellulare, inibendo così le sue proprietà di soppressione della crescita cellulare., Ciò consente alle cellule di dividersi normalmente nel ciclo cellulare.
Rilevanza clinica – Neoplasia
La neoplasia è una malattia di divisione cellulare non controllata e la sua progressione è attribuita a un cambiamento nell’attività dei regolatori del ciclo cellulare. Se si verifica una mutazione in una proteina che regola il ciclo cellulare, ad esempio p53, può portare a una moltiplicazione rapida e incontrollata di queste cellule.
Quando c’è un difetto nel gene soppressore del tumore p53, non può rilevare e legarsi alle cellule con DNA danneggiato per riparare il danno o causare apoptosi., Ciò porta alla replicazione incontrollata delle cellule nel ciclo cellulare e ad un aumento della p53 mutata. Questo aumenta il rischio di neoplasie e mette in evidenza anche le proprietà cancerose nel mutante p53.