AŞAMA G1 (HÜCRE DÖNGÜSÜ): AÇIKLAMA VE ÖNEMI - BIYOLOJI - 2025

G1 fazındaki bir hücrenin yaşam döngüsü arayüz bölünmüş olduğu aşamalardan biridir. Çoğu yazar bunu "büyüme aşaması" olarak adlandırır, çünkü bu aşamada bir hücrenin en önemli büyümesi gerçekleşir.

Bu nedenle G1 fazı sırasında hücreyi bölünmeye hazırlayan çeşitli hücre içi metabolik değişiklikler meydana gelir. Bazı metinlerde "sınırlama noktası" olarak bilinen bu aşamada belirli bir noktada hücre bölünmeye başlar ve sentezin S aşamasına devam eder.

Hücre döngüsü aşamaları (Kaynak: Richard Wheeler (Zephyris). İspanyol etiketleri Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)

Hücre döngüsü

Hücre döngüsü, bir hücrede bölünmeye hazırlanırken meydana gelen sıralı olaylar dizisinden oluşur. Genel olarak, hücrelerin uyguladığı 4 aşamaya bölünmüş bir süreç olarak tanımlanır:

- boyutta artış (aşama G1)

- DNA'larını kopyalayın ve diğer önemli molekülleri sentezleyin (sentez fazı veya S fazı)

- bölünmeye hazırlanın (G2 aşaması) ve

- bölme (M fazı veya mitoz)

Yukarıdakilere uygun olarak, hücre döngüsü iki büyük "an" a bölünebilir: arayüz ve mitoz. Arayüz, bir mitotik bölünme ile diğeri arasındaki tüm süreçleri içeren G1, S ve G2 fazlarından oluşur, bu nedenle bir hücrenin ömrünün çoğunu arayüzde geçirdiği söylenir.

düzenleme

Arayüz sırasında bir hücrenin aldığı "uyarıcı" veya "inhibe edici" mesajlara göre, hücre döngüsüne girip girmemeye ve bölünmeye "karar verebilir".

Bu "mesajlar", büyüme faktörleri, bu büyüme faktörleri için reseptörler, sinyal dönüştürücüleri ve nükleer düzenleyici proteinler dahil olmak üzere bazı özel proteinler tarafından taşınır.

Ek olarak, hücrelerin farklı aşamalarda kontrol noktaları veya kısıtlama noktaları vardır, bu da hücre döngüsünün doğru şekilde ilerlemesini sağlamalarına izin verir.

"Üremeyen" hücrelerin çoğu sürekli bölünüyor, bu yüzden her zaman aktif bir hücre döngüsünde oldukları söyleniyor.

Bölünmeyen veya hareketsiz hücreler olan hücreler G1 fazından G0 adı verilen bir faza girerler ve bu fazda aylarca hatta yıllarca canlı kalabilirler (insan vücudundaki hücrelerin çoğu bu aşamadadır).

Örneğin bazı nöronal hücrelerde olduğu gibi, terminal olarak farklılaşmış hücreler G0 fazını terk edemez ve hücre döngüsüne giremez.

Faz G1'in tanımı

Belirtildiği gibi, hücre döngüsünün G1 fazı bir büyüme fazı olarak düşünülebilir, çünkü bir hücre bölündükten sonra, yavru hücreleri bu faza girer ve DNA'nın sonraki replikasyonu için gerekli olan enzimleri ve besinleri sentezlemeye başlar ve hücresel bölünme.

Bu aşamada, büyük miktarda protein ve haberci RNA da üretilir ve bunların süreleri, genel olarak hücre için mevcut olan besin miktarına bağlı olarak oldukça değişkendir.

G1'in alt fazları

G1 aşaması, dört “alt aşamadan” oluşuyor olarak tanımlanabilir: rekabet (g1a), giriş veya giriş (g1b), ilerleme (g1c) ve montaj (g1d).

Rekabet, G1'e giren bir hücrenin plazma zarı yoluyla besinleri ve hücre dışı elementleri emdiği süreci ifade eder. Giriş veya giriş, hücrenin büyümesine katkıda bulunan bu "materyallerin" girişinden oluşur.

Bu büyüme, bu malzemeler diğer hücresel yapıları oluşturmak üzere bir araya geldiğinde ve hücrenin G1 aşamasına ve kontrol noktasına doğru ilerlemesini tamamladığında sona eren ilerlemenin alt aşaması sırasında gerçekleşir.

Kontrol veya "kısıtlama" noktaları

Tüm hücrelerin büyümelerini izlemelerine izin veren düzenleyiciler vardır. G1 aşamasının sonunda, protein sentezinin düzgün bir şekilde gerçekleşmesini ve tüm hücresel DNA'nın "sağlam" ve sonraki aşamalar için "hazır" olmasını sağlayan bir kontrol noktası vardır.

Bu kontrol noktasında bulunan özel "güvenlik önlemleri", S fazı sırasında DNA bölünmesinin başlangıcına da katılan, Sikline Bağlı Kinazlardan sikline bağımlı kinazlar veya CDK'lar olarak bilinen proteinlerdir.

Sikline bağımlı kinazlar, enzim aktivitesi için gerekli alanları sağlayan ayrı bir alt birim (bir siklin) gerektirmesiyle karakterize edilen protein kinazlardır.

Hücre döngüsü kontrol noktaları (Kaynak: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), Wikimedia Commons aracılığıyla ve Raquel Parada tarafından değiştirilmiştir)

Hedef proteinlerinin spesifik alanlarında bulunan serin ve treonin kalıntılarına fosfat gruplarının eklenmesinden, aktivitelerini değiştirmekten sorumludurlar.

Hem hücre bölünmesinin kontrolünde hem de farklı hücre dışı ve hücre içi sinyallere yanıt olarak gen transkripsiyonunun modülasyonunda çok önemli işlevlere sahiptirler. Bu proteinler sayesinde sadece G1 fazı değil, aynı zamanda S fazı ve G2 fazı da hücre döngüsünün bir “saati” olarak işlev görür.

G1 / S kontrol noktası

G1 aşamasındaki kontrol noktası en önemlilerinden biridir ve hücrenin yeterince büyüyüp büyümediğine ve etrafındaki ve içindeki beslenme koşullarının genomik replikasyon sürecini başlatmak için yeterli olup olmadığına “karar verdiği” yerdir.

Siklin E'ye bağlı olan alt aile 2'nin (Cdk2) sikline bağımlı protein kinazları bu faz geçiş noktasında yer alır.

Hücre bu kontrol noktasını "aştığında" ve bir sonraki aşamaya girdiğinde, Cdk1'in aktivitesi, siklin kısmını yok ederek tekrar "kapatılır", bu nedenle bu proteinlerin şu ana kadar inaktif olduğu gösterilmiştir. sitozolde mevcut siklinler var.

Önem

G1 fazı yalnızca hücre büyümesi ve bölünme için alt hücre yapılarının hazırlanması için gerekli değildir, ancak hücre proliferasyonunun düzenlenmesi açısından kontrol noktası da kritiktir.

Proliferasyon kontrolünün "deregülasyonu", farklı doku türlerinde tümör gelişiminin ana itici güçlerinden biridir, çünkü hücre döngüsünün kontrol noktalarının çoğu, tümör oluşumu sırasında "baypas edilir".

Referanslar

1. Casem, ML (Ed.). (2016). Hücre biyolojisinde vaka çalışmaları. Akademik Basın.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Encyclopaedia Britannica. 5 Nisan 2020 tarihinde www.britannica.com/science/cell-cycle adresinden erişildi.
3. Harrison, MK, Adon, AM & Saavedra, HI G1 fazı Cdk'leri sentrozom döngüsünü düzenler ve onkojene bağlı sentrozom amplifikasyonuna aracılık eder. Hücre Div 6, 2 (2011). https://doi.org/10.1186/1747-1028-6-2
4. Li, Y., Barbash, O. ve Diehl, JA (2015). Hücre Döngüsünün Düzenlenmesi. The Molecular Basis of Cancer içinde (s. 165-178). Yalnızca İçerik Havuzu!.
5. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Moleküler hücre biyolojisi. Macmillan.
6. Maluales, M. (2014). Sikline bağımlı kinazlar. Genom biyolojisi, 15 (6), 122.
7. McDaniel, John. (2020, 6 Nisan). G1 Aşaması: Hücre Döngüsünün Bu Aşamasında Ne Olur? sciencing.com. Https://sciencing.com/happens-during-g1-phase-8220720.html adresinden erişildi
8. Tanase, C., Ogrezeanu, I. ve Badiu, C. (2011). Hipofiz adenomlarının moleküler patolojisi. Elsevier.