הצמיחה של כל התאים נשלטת על ידי מחזור התא, כולל חלוקת התאים. לפני שתא יכול להתחלק, חייבים להתרחש תהליכים רבים, כולל שכפול נכון של הכרומוזומים. מחזור התא מבטיח שכל התהליכים הללו יתרחשו כרגיל, אחרת התא מפסיק להתקדם ועלול למות.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
מחזור התא שולט בארבעת השלבים העיקריים של צמיחת תאים וחלוקתם. שלבים אלה הם שלב הצמיחה 1, שלב הסינתזה, שלב הצמיחה 2 והמיטוזה. ה- DNA של התא מועתק בשלב הסינתזה. במהלך כל שלב במחזור התא, ישנן מחסומים כדי להבטיח שהתא מוכן להתקדם לשלב הבא, המווסת על ידי חלבון הנקרא ציקלין. אם התא לא העתיק כראוי את הכרומוזומים שלו, אנזים הנקרא קינאז תלוי ציקלין, או CDK, לא יפעיל את הציקלין, ומחזור התא לא ימשיך לשלב הבא. התא יעבור מוות של תאים. כשיש בעיות או מוטציות עם הציקלין, צמיחת התאים ממשיכה ללא בקרה ועלולה להוביל לסרטן.
מחזור התא
חיי התא נשלטים על ידי מחזור התא, כולל חלוקתו. למחזור התאים ארבעה שלבים עיקריים: שלב גדילה 1, שלב סינתזה, שלב גדילה 2 ומיטוזה. בשלב הגדילה 1, או G1, התא גדל בגודלו בתגובה לחלבונים מסוימים המכונים גורמי גדילה. העתק של ה- DNA של התא נוצר במהלך הסינתזה, או שלב S. צמיחה מתרחשת גם בשלב הצמיחה השני, או G2. מיטוזה היא השלב שבו התא מתחלק למעשה לשני תאים, המכונים תאי בת.
שכפול הדנ"א
DNA מועתק או משוכפל בשלב S. במהלך תקופה זו, הכרומוזומים מועתקים, כך שיש סט שלם של כרומוזומים לכל תא בת. ראשית, אנזים הנקרא DNA helicase מרפה את שני הגדילים של סליל ה- DNA הכפול. ואז אנזים אחר, DNA פולימראז, נקשר לחוטים של ה- DNA וגורם לקשר של נוקלאוטידים משלימים לכל אחד מהגדילים. לבסוף, אנזים נוסף, DNA ligase, קושר את הגדילים המשלימים שנוצרו לגדילים הקיימים.
מחסומים במחזור התא
בכל שלב של מחזור התא קיימות מחסומים כדי להבטיח שהתא מוכן להתקדם לשלב הבא. מחסומים אלה מוסדרים על ידי קבוצת חלבונים המכונה ציקלינים. ישנם סוגים שונים של ציקלונים כדי לווסת את השלבים השונים של מחזור התא. ציקלונים שלב S מווסתים את ההתקדמות במחזור התא במהלך שכפול ה- DNA. אנזים המכונה קינאז תלוי ציקלין, או CDK, מפעיל את הציקלינים. אם תא לא העתיק כראוי את הכרומוזומים שלו או שיש נזק ל- DNA, ה- CDK לא יפעיל את ה- cyclin שלב S והתא לא יתקדם לשלב G2. התא יישאר בשלב S עד שהכרומוזומים יועתקו כראוי, או שהתא יעבור מוות של תאים מתוכנת.
מחזור התאים וסרטן
ויסות נכון של מחזור התא חשוב מאוד על מנת להבטיח צמיחה תקינה של תאים. אם תא ממשיך במחזור התא, למרות שהוא לא עמד במחסומים המתאימים, הוא יכול להמשיך ולצמוח ללא שליטה. זה יכול בסופו של דבר להוביל להיווצרות גידול וסרטן. למעשה, סוגי סרטן רבים נגרמים על ידי מוטציות בחלבוני הציקלין, המאפשרות לתאים לעקוף את המחסומים הנכונים ולהמשיך לצמוח.