Mitä tapahtuu solulle, jos se ei kopioi DNA-kromosomeja ennen kuin se jakautuu?

Kaikkien solujen kasvua säätelee solusykli, mukaan lukien solujen jakautuminen. Ennen kuin solu voi jakautua, on tapahduttava monia prosesseja, mukaan lukien kromosomien oikea kopiointi. Solusykli varmistaa, että kaikki nämä prosessit tapahtuvat normaalisti, muuten solu lakkaa etenemästä ja voi kuolla.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Solusykli ohjaa solujen kasvun ja jakautumisen neljää päävaihetta. Nämä vaiheet ovat kasvuvaihe 1, synteesivaihe, kasvuvaihe 2 ja mitoosi. Solun DNA kopioidaan synteesivaiheen aikana. Solusyklin jokaisessa vaiheessa on tarkistuspisteitä sen varmistamiseksi, että solu on valmis etenemään seuraavaan vaiheeseen, jota säätelee sykliini-niminen proteiini. Jos solu ei ole kopioinut kromosomiaan oikein, entsyymi, jota kutsutaan sykliiniriippuvaiseksi kinaasiksi, tai CDK, ei aktivoi sykliiniä, eikä solusykli edetä seuraavaan vaiheeseen. Solulle tehdään solukuolema. Kun sykliinissä on ongelmia tai mutaatioita, solujen kasvu etenee tarkastamatta ja voi johtaa syöpään.

Solun elämää ohjaa solusykli, mukaan lukien sen jakautuminen. Solusyklillä on neljä päävaihetta: kasvuvaihe 1, synteesivaihe, kasvuvaihe 2 ja mitoosi. Kasvuvaiheen 1 eli G1 aikana solun koko kasvaa vastauksena tiettyihin kasvutekijöiksi kutsuttuihin proteiineihin. Kopio solun DNA: sta tehdään synteesin eli S-vaiheen aikana. Kasvu tapahtuu myös toisen kasvuvaiheen eli G2: n aikana. Mitoosi on vaihe, jolloin solu todella jakautuu kahteen soluun, jotka tunnetaan tytärsoluina.

DNA kopioidaan tai replikoidaan S-vaiheen aikana. Tänä aikana kromosomit kopioidaan siten, että kullekin tytärsolulle on täydellinen joukko kromosomeja. Ensinnäkin DNA-helikaasiksi kutsuttu entsyymi purkaa DNA-kaksoiskierteen kaksi säiettä. Sitten toinen entsyymi, DNA-polymeraasi, sitoutuu DNA-juosteisiin ja saa komplementaariset nukleotidit sitoutumaan kuhunkin säikeeseen. Lopuksi toinen entsyymi, DNA-ligaasi, sitoo vasta muodostuneet, komplementaariset säikeet olemassa oleviin juosteisiin.

Solusyklin jokaisessa vaiheessa on tarkistuspisteitä sen varmistamiseksi, että solu on valmis etenemään seuraavaan vaiheeseen. Näitä tarkistuspisteitä säätelee ryhmä sykliineinä tunnettuja proteiineja. On olemassa erityyppisiä sykliinejä solusyklin eri vaiheiden säätelemiseksi. S-faasin sykliinit säätelevät etenemistä solusyklin läpi DNA-replikaation aikana. Entsyymi, joka tunnetaan sykliiniriippuvaisena kinaasina tai CDK, aktivoi sykliinit. Jos solu ei ole kopioinut kromosomiaan oikein tai DNA: lle on aiheutunut vahinkoa, CDK ei aktivoi S-vaiheen sykliiniä eikä solu edene G2-vaiheeseen. Solu pysyy S-vaiheessa, kunnes kromosomit kopioidaan kunnolla, tai soluun tehdään ohjelmoitu solukuolema.

Solusyklin oikea säätely on erittäin tärkeää solujen normaalin kasvun varmistamiseksi. Jos solu jatkaa solusyklin läpi, vaikka se ei ole saavuttanut sopivia tarkistuspisteitä, se voi edelleen kasvaa hallitsemattomasti. Tämä voi lopulta johtaa kasvaimen muodostumiseen ja syöpään. Itse asiassa monet syövät johtuvat sykliiniproteiinien mutaatioista, joiden avulla solut voivat ohittaa oikeat tarkistuspisteet ja jatkaa kasvuaan.