Η ανάπτυξη όλων των κυττάρων διέπεται από τον κυτταρικό κύκλο, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής διαίρεσης. Προτού διαχωριστεί ένα κύτταρο, πρέπει να πραγματοποιηθούν πολλές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της σωστής αναπαραγωγής των χρωμοσωμάτων. Ο κυτταρικός κύκλος διασφαλίζει ότι όλες αυτές οι διαδικασίες συμβαίνουν κανονικά, διαφορετικά το κύτταρο παύει να προχωρά και θα μπορούσε να πεθάνει.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο κυτταρικός κύκλος ελέγχει τις τέσσερις κύριες φάσεις της ανάπτυξης και της διαίρεσης των κυττάρων. Αυτές οι φάσεις είναι η φάση ανάπτυξης 1, η φάση σύνθεσης, η φάση ανάπτυξης 2 και η μίτωση. Το DNA του κυττάρου αντιγράφεται κατά τη φάση σύνθεσης. Κατά τη διάρκεια κάθε βήματος του κυτταρικού κύκλου, υπάρχουν σημεία ελέγχου για να διασφαλιστεί ότι το κύτταρο είναι έτοιμο να προχωρήσει στην επόμενη φάση, ρυθμιζόμενο από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται κυκλίνη. Εάν το κύτταρο δεν έχει αντιγράψει σωστά τα χρωμοσώματά του, ένα ένζυμο που ονομάζεται εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση, ή CDK, δεν θα ενεργοποιήσει την κυκλίνη και ο κυτταρικός κύκλος δεν θα προχωρήσει στην επόμενη φάση. Το κύτταρο θα υποστεί κυτταρικό θάνατο. Όταν υπάρχουν προβλήματα ή μεταλλάξεις με την κυκλίνη, η ανάπτυξη των κυττάρων προχωρά ανεξέλεγκτα και μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο.
Ο Κύκλος Κυττάρων
Η ζωή ενός κυττάρου ελέγχεται από τον κυτταρικό κύκλο, συμπεριλαμβανομένης της διαίρεσής του. Ο κυτταρικός κύκλος έχει τέσσερις κύριες φάσεις: φάση ανάπτυξης 1, φάση σύνθεσης, φάση ανάπτυξης 2 και μίτωση. Κατά τη φάση ανάπτυξης 1 ή G1, το κύτταρο μεγαλώνει σε απόκριση σε ορισμένες πρωτεΐνες γνωστές ως αυξητικοί παράγοντες. Ένα αντίγραφο του DNA του κυττάρου δημιουργείται κατά τη διάρκεια της σύνθεσης ή της φάσης S. Η ανάπτυξη εμφανίζεται επίσης κατά τη δεύτερη φάση ανάπτυξης, ή G2. Η μιτώση είναι η φάση όπου το κύτταρο πραγματικά χωρίζεται σε δύο κύτταρα, γνωστά ως θυγατρικά κύτταρα.
Αναπαραγωγή DNA
Το DNA αντιγράφεται ή αντιγράφεται κατά τη φάση S. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα χρωμοσώματα αντιγράφονται, έτσι ώστε να υπάρχει ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων για κάθε θυγατρικό κύτταρο. Πρώτον, ένα ένζυμο που ονομάζεται ελικάση DNA ξετυλίγει τους δύο κλώνους της διπλής έλικας του DNA. Στη συνέχεια, ένα άλλο ένζυμο, η πολυμεράση DNA, συνδέεται με τους κλώνους DNA και προκαλεί τη σύνδεση συμπληρωματικών νουκλεοτιδίων σε καθέναν από τους κλώνους. Τέλος, ένα άλλο ένζυμο, η λιγάση DNA, συνδέει τους νεοσυσταθέντες, συμπληρωματικούς κλώνους με τους υπάρχοντες κλώνους.
Σημεία ελέγχου στον κύκλο κυττάρων
Σε κάθε βήμα του κυτταρικού κύκλου, υπάρχουν σημεία ελέγχου για να διασφαλιστεί ότι το κελί είναι έτοιμο να προχωρήσει στην επόμενη φάση. Αυτά τα σημεία ελέγχου ρυθμίζονται από μια ομάδα πρωτεϊνών γνωστών ως κυκλίνων. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κυκλίνων για τη ρύθμιση των διαφορετικών φάσεων του κυτταρικού κύκλου. Οι κυκλίνες φάσης S ρυθμίζουν την πρόοδο μέσω του κυτταρικού κύκλου κατά την αντιγραφή του DNA. Ένα ένζυμο γνωστό ως εξαρτώμενη από κυκλίνη κινάση, ή CDK, ενεργοποιεί τις κυκλίνες. Εάν ένα κύτταρο δεν έχει αντιγράψει σωστά τα χρωμοσώματά του ή υπάρχει βλάβη στο DNA, το CDK δεν θα ενεργοποιήσει την κυκλίνη φάσης S και το κύτταρο δεν θα προχωρήσει στη φάση G2. Το κύτταρο θα παραμείνει σε φάση S έως ότου τα χρωμοσώματα αντιγραφούν σωστά, ή το κύτταρο θα υποβληθεί σε προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο.
Ο κυτταρικός κύκλος και ο καρκίνος
Η σωστή ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου είναι πολύ σημαντική για να εξασφαλιστεί η φυσιολογική ανάπτυξη των κυττάρων. Εάν ένα κελί συνεχίζει μέσω του κυτταρικού κύκλου, παρόλο που δεν πληροί τα κατάλληλα σημεία ελέγχου, μπορεί να συνεχίσει να αναπτύσσεται ανεξέλεγκτα. Αυτό μπορεί τελικά να οδηγήσει σε σχηματισμό όγκων και καρκίνο. Στην πραγματικότητα, πολλοί καρκίνοι προκαλούνται από μεταλλάξεις στις πρωτεΐνες κυκλίνης, οι οποίες επιτρέπουν στα κύτταρα να παρακάμψουν τα κατάλληλα σημεία ελέγχου και να συνεχίσουν να αναπτύσσονται.