Kas notiek ar šūnu, ja tā nekopē DNS hromosomas, pirms tā sadalās?

Visu šūnu augšanu nosaka šūnu cikls, ieskaitot šūnu dalīšanos. Pirms šūna var sadalīties, jānotiek daudziem procesiem, ieskaitot pareizu hromosomu dublēšanos. Šūnu cikls nodrošina, ka visi šie procesi notiek normāli, pretējā gadījumā šūna pārstāj progresēt un varētu nomirt.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Šūnu cikls kontrolē četras galvenās šūnu augšanas un dalīšanās fāzes. Šīs fāzes ir 1. augšanas fāze, sintēzes fāze, 2. augšanas fāze un mitoze. Šūnas DNS tiek kopēts sintēzes fāzē. Katrā šūnu cikla posmā ir kontrolpunkti, lai nodrošinātu, ka šūna ir gatava pāriet uz nākamo fāzi, ko regulē olbaltumviela, ko sauc par ciklīnu. Ja šūna nav pareizi nokopējusi savas hromosomas, ferments, ko sauc par ciklīnatkarīgu kināzi vai CDK, neaktivizēs ciklīnu, un šūnu cikls netiks pāriet uz nākamo fāzi. Šūna piedzīvos šūnu nāvi. Ja ir problēmas vai mutācijas ar ciklīnu, šūnu augšana norit bez kontroles un var izraisīt vēzi.

Šūnas dzīvi kontrolē šūnu cikls, ieskaitot tā dalīšanos. Šūnu ciklam ir četras galvenās fāzes: 1. augšanas fāze, sintēzes fāze, 2. augšanas fāze un mitoze. 1. augšanas fāzē jeb G1 šūna palielinās, reaģējot uz noteiktiem proteīniem, kas pazīstami kā augšanas faktori. Šūnas DNS kopija tiek izgatavota sintēzes jeb S fāzes laikā. Izaugsme notiek arī otrajā augšanas fāzē jeb G2. Mitoze ir fāze, kad šūna faktiski sadalās divās šūnās, kas pazīstamas kā meitas šūnas.

DNS tiek kopēts vai atkārtots S fāzes laikā. Šajā laikā hromosomas tiek kopētas, lai katrai meitas šūnai būtu pilns hromosomu komplekts. Pirmkārt, enzīms, ko sauc par DNS helikāzi, attina abus DNS dubultās spirāles pavedienus. Tad cits enzīms, DNS polimerāze, saistās ar DNS virknēm un liek komplementāriem nukleotīdiem saistīties ar katru no pavedieniem. Visbeidzot, cits enzīms, DNS ligāze, saista jaunizveidotos, komplementāros pavedienus ar esošajiem pavedieniem.

Katrā šūnu cikla posmā ir kontrolpunkti, lai nodrošinātu, ka šūna ir gatava pāriet uz nākamo fāzi. Šos kontrolpunktus regulē olbaltumvielu grupa, kas pazīstama kā ciklīni. Šūnu cikla dažādu fāžu regulēšanai ir dažādi ciklīnu veidi. S fāzes ciklīni DNS replikācijas laikā regulē progresēšanu caur šūnu ciklu. Ferments, kas pazīstams kā ciklīnatkarīgā kināze vai CDK, aktivizē ciklīnus. Ja šūna nav pareizi nokopējusi savas hromosomas vai ir bojāts DNS, CDK neaktivizēs S fāzes ciklīnu un šūna nepāriet uz G2 fāzi. Šūna paliks S fāzē, līdz hromosomas tiks pareizi nokopētas, vai arī šūna piedzīvos ieprogrammētu šūnu nāvi.

Pareiza šūnu cikla regulēšana ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu normālu šūnu augšanu. Ja šūna turpina šūnu ciklu, kaut arī tā nav sasniegusi atbilstošos kontrolpunktus, tā var turpināt nekontrolēti augt. Tas galu galā var izraisīt audzēju veidošanos un vēzi. Patiesībā daudzus vēža gadījumus izraisa ciklīna olbaltumvielu mutācijas, kas ļauj šūnām apiet pareizos kontrolpunktus un turpināt augt.