De groei van alle cellen wordt bepaald door de celcyclus, inclusief celdeling. Voordat een cel zich kan delen, moeten er veel processen plaatsvinden, waaronder de juiste verdubbeling van de chromosomen. De celcyclus zorgt ervoor dat al deze processen normaal verlopen, anders stopt de cel met vorderen en kan ze afsterven.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De celcyclus regelt de vier hoofdfasen van celgroei en celdeling. Deze fasen zijn de groeifase 1, de synthesefase, de groeifase 2 en mitose. Tijdens de synthesefase wordt het DNA van de cel gekopieerd. Tijdens elke stap van de celcyclus zijn er controlepunten om ervoor te zorgen dat de cel klaar is om door te gaan naar de volgende fase, gereguleerd door een eiwit dat cycline wordt genoemd. Als de cel zijn chromosomen niet goed heeft gekopieerd, zal een enzym dat cycline-afhankelijke kinase of CDK wordt genoemd, de cycline niet activeren en zal de celcyclus niet doorgaan naar de volgende fase. De cel zal celdood ondergaan. Wanneer er problemen of mutaties zijn met de cycline, gaat de celgroei ongecontroleerd door en kan dit leiden tot kanker.
De celcyclus
Het leven van een cel wordt bepaald door de celcyclus, inclusief de deling ervan. De celcyclus kent vier hoofdfasen: groeifase 1, synthesefase, groeifase 2 en mitose. Tijdens groeifase 1 of G1 groeit de cel in omvang als reactie op bepaalde eiwitten die bekend staan als groeifactoren. Tijdens de synthese of S-fase wordt een kopie van het DNA van de cel gemaakt. Groei vindt ook plaats tijdens de tweede groeifase, of G2. Mitose is de fase waarin de cel zich feitelijk in twee cellen deelt, ook wel dochtercellen genoemd.
DNA-replicatie
DNA wordt gekopieerd of gerepliceerd tijdens de S-fase. Gedurende deze tijd worden de chromosomen gekopieerd, zodat er voor elke dochtercel een complete set chromosomen is. Ten eerste wikkelt een enzym genaamd DNA-helicase de twee strengen van de dubbele DNA-helix af. Dan bindt een ander enzym, DNA-polymerase, aan de DNA-strengen en zorgt ervoor dat complementaire nucleotiden aan elk van de strengen binden. Ten slotte bindt een ander enzym, DNA-ligase, de nieuw gevormde, complementaire strengen aan de bestaande strengen.
Controlepunten in de celcyclus
Bij elke stap van de celcyclus zijn er controlepunten om ervoor te zorgen dat de cel klaar is om door te gaan naar de volgende fase. Deze controlepunten worden gereguleerd door een groep eiwitten die bekend staat als cyclinen. Er zijn verschillende soorten cyclines om de verschillende fasen van de celcyclus te reguleren. S-fase cyclinen reguleren de progressie door de celcyclus tijdens DNA-replicatie. Een enzym dat bekend staat als cycline-afhankelijke kinase, of CDK, activeert de cyclinen. Als een cel zijn chromosomen niet goed heeft gekopieerd of als er schade aan het DNA is, zal de CDK de S-fase cycline niet activeren en zal de cel niet doorgaan naar de G2-fase. De cel zal in de S-fase blijven totdat de chromosomen correct zijn gekopieerd, of de cel zal geprogrammeerde celdood ondergaan.
De celcyclus en kanker
Een goede regulatie van de celcyclus is erg belangrijk om een normale celgroei te verzekeren. Als een cel de celcyclus doorgaat, ook al heeft hij niet aan de juiste controlepunten voldaan, kan hij ongecontroleerd blijven groeien. Dit kan uiteindelijk leiden tot tumorvorming en kanker. In feite worden veel kankers veroorzaakt door mutaties in de cycline-eiwitten, waardoor cellen de juiste controlepunten kunnen omzeilen en blijven groeien.