Kõigi rakkude kasvu reguleerib rakutsükkel, sealhulgas rakkude jagunemine. Enne raku jagunemist peavad toimuma paljud protsessid, sealhulgas kromosoomide õige dubleerimine. Rakutsükkel tagab, et kõik need protsessid toimuvad normaalselt, vastasel juhul lakkab rakk progresseeruma ja võib surra.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Rakutsükkel kontrollib rakkude kasvu ja jagunemise nelja peamist faasi. Need faasid on kasvufaas 1, sünteesifaas, kasvufaas 2 ja mitoos. Raku DNA kopeeritakse sünteesi faasis. Rakutsükli igas etapis on kontrollpunktid, mis tagavad, et rakk on valmis liikuma järgmisse faasi, mida reguleerib valk nimega tsükliin. Kui rakk pole oma kromosoome õigesti kopeerinud, ei aktiveeri ensüüm, mida nimetatakse tsükliinist sõltuvaks kinaasiks, või CDK, tsükliini ja rakutsükkel ei liigu järgmisse faasi. Rakk läbib rakusurma. Kui tsükliiniga on probleeme või mutatsioone, kulgeb rakkude kasv kontrollimata ja võib põhjustada vähki.
Rakutsükkel
Raku elu kontrollib rakutsükkel, sealhulgas selle jagunemine. Rakutsüklil on neli peamist faasi: 1. kasvufaas, sünteesifaas, 2. kasvufaas ja mitoos. 1. kasvufaasi ehk G1 ajal kasvab raku vastusena teatud valgufaktoritena tuntud valkudele. Raku DNA koopia tehakse sünteesi ehk S-faasi käigus. Kasv toimub ka teises kasvufaasis ehk G2. Mitoos on faas, mil rakk jaguneb tegelikult kaheks rakuks, mida nimetatakse tütarrakkudeks.
DNA replikatsioon
DNA kopeeritakse või paljundatakse S-faasis. Selle aja jooksul kopeeritakse kromosoomid, nii et iga tütreraku jaoks on olemas täielik kromosoomide komplekt. Esiteks keerab ensüüm nimega DNA helikaas lahti kaksikheeliksi DNA ahelat. Seejärel seondub teine ensüüm, DNA polümeraas, DNA ahelatega ja põhjustab komplementaarsete nukleotiidide seondumise iga ahelaga. Lõpuks seob teine ensüüm, DNA ligaas, vastloodud komplementaarsed ahelad olemasolevate ahelatega.
Kontrollpunktid rakutsüklis
Rakutsükli igas etapis on kontrollpunktid, mis tagavad, et rakk on valmis järgmisse faasi liikuma. Neid kontrollpunkte reguleerib valkude rühm, mida nimetatakse tsükliinideks. Rakutsükli erinevate faaside reguleerimiseks on erinevaid tsükliine. S-faasi tsükliinid reguleerivad DNA replikatsiooni ajal rakutsükli progresseerumist. Ensüüm, mida nimetatakse tsükliinist sõltuvaks kinaasiks või CDK, aktiveerib tsükliinid. Kui rakk pole oma kromosoome korralikult kopeerinud või kui DNA-l on kahjustusi, ei aktiveeri CDK S-faasi tsükliini ja rakk ei liigu G2-faasi. Rakk jääb S-faasi seni, kuni kromosoomid on korralikult kopeeritud või rakk läbib programmeeritud rakusurma.
Rakutsükkel ja vähk
Rakkude normaalse kasvu tagamiseks on rakutsükli õige reguleerimine väga oluline. Kui rakk jätkub rakutsükli kaudu, võib see kasvada kontrollimatult, kuigi see pole vastavaid kontrollpunkte täitnud. See võib lõpuks viia kasvaja moodustumiseni ja vähini. Tegelikult on paljud vähid põhjustatud tsükliinvalkude mutatsioonidest, mis võimaldavad rakkudel õigeid kontrollpunkte mööda minna ja jätkavad kasvu.