معلومة

8.2: مقدمة لنقاط فحص دورة الخلية - علم الأحياء

8.2: مقدمة لنقاط فحص دورة الخلية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

8.2: مقدمة لنقاط فحص دورة الخلية

سرطان الكبد (سرطان الخلايا الكبدية)

شين أوجرادي ، ماثيو دبليو لوليس ، في علاج السرطان اللاجيني ، 2015

8.2 توقيف دورة الخلية

كان توقف الدورة الخلوية أول تأثير تم تحديده لمثبطات HDAC على الخلايا السرطانية. مثبطات HDAC قادرة على التسبب في توقف دورة الخلية في مجموعة واسعة من الخلايا ، بما في ذلك العديد من أشكال السرطان والخلايا السرطانية وغير السرطانية [51]. يبدو أن نوع التوقيف يعتمد على التركيز: يؤدي منع نشاط ديستيلاز في الأورام عمومًا إلى توقف G1 عند استخدامه بتركيزات منخفضة ولكن التركيزات الأعلى تميل إلى أن تكون سامة للخلايا مع بقاء الخلايا التي تظهر اعتقالات G1 / S و G2 / M [52 ، 53]. عادة ما يكون مثبط الكيناز المعتمد على السيكلين p21 متورطًا في توقف دورة الخلية بوساطة HDAC [53،54]. ينتج عن علاج الخلايا السرطانية بمثبطات HDAC زيادة أستلة الهستونات المرتبطة بكل من مناطق المحفز والتشفير للجين p21 والزيادة الناتجة في مستويات التعبير عن البروتين المتفاعل مع CDK 1 (p21) [55]. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم الإبلاغ عن تحريض p21 بوساطة HDAC للعمل بشكل مستقل عن بروتين مثبط الورم 53 (p53) [56]: ميزة مفيدة لعامل مضاد للسرطان بالنظر إلى عدد المرات التي يتم فيها تحور p53 في الخلايا السرطانية المتحولة.

تم إثبات تثبيط HDAC كمانع فعال لدورة الخلية في خطوط خلايا سرطان الكبد. يؤدي TSA إلى إيقاف دورة الخلية في كل من خلايا HepG2 و Huh-7 [48]. غالبًا ما يرتبط توقف دورة الخلية بمستويات متزايدة من الخلايا ذات النمط الظاهري للخلايا الكبدية المتمايزة [47 ، 48 ، 57].


8.2: مقدمة لنقاط فحص دورة الخلية - علم الأحياء

الخلية هي الوحدة الأساسية الهيكلية والوظيفية للحياة. الخلية هي أبسط وأصغر وحدة قادرة على تحمل جميع أنشطة الحياة. في الكائن أحادي الخلية ، تؤدي الخلية الواحدة جميع أنشطة الحياة. ومن ثم ، تعتبر الخلية الوحدة الهيكلية والوظيفية للحياة. بيولوجيا الخلية هي علم الأحياء الذي يتعامل مع بنية ووظيفة الخلايا.

اكتشاف الخلية

لاحظ ر. هوك أول خلية تحت المجهر. نوع الخلية التي لاحظها هي خلية نباتية (خلايا ميتة) مثل خلية الفلين. أعطى المصطلح خلية حيث الخلية هي الفضاء أو الغرفة المجوفة. أ. لوحظ ربط الكبد لأول مرة الخلايا الحية. على سبيل المثال البروتوزوان R.B.C. خلايا الحيوانات المنوية. تمت صياغة نظرية الخلية MJ Schledemand T. Schwann.

نظرية الخلية أو مبدأ الخلية

بيان نظرية الخلية

  • تتكون جميع الكائنات الحية من الخلية ومنتجاتها.
  • الخلايا هي الوحدة الأساسية الهيكلية للحياة.
  • جميع الخلايا متشابهة بشكل أساسي في التركيب والتركيب الكيميائي.
  • الخلية عبارة عن كتلة صغيرة من البروتوبلازم تحتوي على نواة ، وسيتوبلازم ، وعضيات خلوية وبقايا مغطاة بغشاء الخلية.
  • وظائف الكائنات الحية هي نتيجة وظائف وتفاعلات الخلايا التي تشكل جسم ذلك الكائن الحي.
  • تنشأ جميع الخلايا الجديدة أو تنشأ من خلايا موجودة مسبقًا. تم تقديم هذا البيان لأول مرة بواسطة R.Virchow.
  • تنتقل الحياة من جيل إلى آخر على شكل خلية حية تسمى الأمشاج.
  • يتم تخزين المعلومات الجينية والتعبير عنها داخل الخلية.
  • يعتمد نمو الكائنات الحية على انقسام الخلايا ونموها.

توقعات نظرية الخلية

  • الفيروسات: لأنها لا تمتلك بنية خلوية.
  • البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة أو البكتيريا الزرقاء: لأنها لا تحتوي على نواة حقيقية أو محاطة بغشاء.
  • هيكل Coenocytic (السيتوبلازم متعدد النوى) مثل hypha من قالب الخبز المخاطي.
  • RBC: لأنه يفتقر إلى النواة.

Totipotency الخلوية

المصدر: www.biologydiscussion.com تجربة ستيوارد على التكاثر الخلوي في الجزر

يشير إلى أن كل جزء نباتي حي من النباتات الحية لديه كل الإمكانات للنمو إلى نبات جديد. تم ذكره لأول مرة من قبل عالم النبات الألماني هابرلاند (1902) ولكن لاحقًا تم إثباته تجريبيًا من قبل إف سي. ستيوارد وزميله في العمل عام 1950.

تجربة ستيوارد

  • في البداية ، أخذوا قطعًا صغيرة من نسيج اللحاء من جذور الجزر المكونة من خلايا غير حية ناضجة ووضعوها في وسط مغذي سائل يحتوي على حليب جوز الهند.
  • أصبحت الكتلة الخلوية خالية من بعضها البعض بعد هز الوسط برفق.
  • وبعضهم يتكاثر ويشكل تكتلات تأصيل.
  • تم بعد ذلك نقل الكتلة الخلوية إلى أنبوب آخر يحتوي على وسط شبه صلب من نفس التركيب.
  • هنا ، تم تكوين نبتة جديدة تم نقلها بعد ذلك إلى الأواني وتم تطويرها إلى نباتات مزهرة.
  • من هذه التجربة ، استنتج ستيوارد أنه حتى الخلايا الناضجة عند فصلها عن جسم النبات ، لديها القدرة على التطور إلى نباتات جديدة. تمت الإشارة إلى هذا على أنه توتُّر الخلوي.

هيكل مهم للكائنات وحيدة الخلية

  • الخلية كبيرة وتتكون من عضيات ضرورية لعمليات الحياة.
  • يجب أن تكون الخلية كبيرة بما يكفي لاستيعاب العديد من العضيات. الكائنات أحادية الخلية لها حدود معينة من حيث الحجم والشكل.
  • لا يمكن أن يظهر الكائن أحادي الخلية نطاقًا واسعًا من التمايز ، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة.
  • قد تؤدي أي إصابة للخلية إلى موت الكائن الحي. هم عرضة للتلف.
  • يتراوح حجم الخلية من 11 ميكروم إلى 1 مم.

هيكل مهم للكائنات متعددة الخلايا.

  • يتكون الجسم من العديد من الخلايا وتؤدي الخلايا المختلفة وظائف مختلفة.
  • يتم تمييز خلايا الكائنات متعددة الخلايا لأداء وظائف محددة.
  • لديهم قدرة أفضل على التكيف أو لديهم قدرة أكبر على البقاء حيث يتم استبدال الخلايا الميتة والمتهالكة باستمرار بالخلايا الجديدة.
  • هم أكثر كفاءة ويقومون بعدد من الأنشطة بمساعدة أنواع مختلفة من الخلايا.

ليرة لبنانية

أنواع الخلايا

على أساس الخلايا النواة يتم تصنيفها إلى نوعين هما

  • خلية بدائية النواة (نواة نواة بدائية بدائية). على سبيل المثال مونيرا والبكتيريا والبكتيريا الزرقاء والطحالب الخضراء المزرقة
  • الخلايا حقيقية النواة (Eu-True Karyon- نواة). على سبيل المثال البروتيستا- الأميبا ، الميكوتا- الفطريات النباتية- النباتات الحيوانية- الحيوانات.

عدم وجود نواة حقيقية أو منظمة جيدًا أو محاطة بغشاء. ولكن بدلاً من ذلك ، يوجد نوع بدائي أو ما يسمى بالنواة الأولية.

تتميز النواة الأولية بعدم وجود غشاء نووي وتتكون المادة الوراثية من خيط DNA مطوي للغاية وعاري بدون بروتين هيستون.

يظل وجود نواة مقيدة بغشاء حقيقي والمادة الجينية دائمًا مرتبطين ببروتين هيستون.


الإمكانات الكيميائية الحيوية والعلاج الدوائي للليكوبين في اكتشاف الأدوية

18.6.2.1 اللايكوبين كمضاد للانتشار وموت الخلايا المبرمج

كيناز تنظيم الإشارات خارج الخلية (ERK) هو مسار تنظيمي رئيسي للتحكم في عملية تكاثر الخلايا ، موت الخلايا المبرمج ، والتمايز [108]. يمكن أن يثبط اللايكوبين فسفرة مسارات كيناز خارج الخلية المنظمة بإشارة (ERK) في خلايا سرطان المعدة وسرطان الكبد [109110]. يمكن لمسارات إشارات ERK تنظيم نقاط تفتيش دورة الخلية وانقسام الخلية. يمكن أن يعزز اللايكوبين مرحلة G0-G1 ويقلل من المرحلة S في خلايا سرطان المعدة البشري HGC-27. أظهرت هذه الدراسة أن اللايكوبين قد يشارك في منع تكاثر خلايا سرطان المعدة عن طريق التسبب في توقف دورة الخلية [109]. موت الخلايا المبرمج هو بروتين Bcl-2 لموت الخلايا المبرمج بشكل طبيعي وهو المسؤول عن بقاء الخلايا أو المعروف باسم البروتين المضاد للخلايا من خلال تقليل تنشيط كاسباس 3 و 8 [111،112]. مركب اللايكوبين الطبيعي مسؤول عن انخفاض مستوى بروتين Bcl-2 وزيادة مستوى Bax و caspase 3 و caspase 8 في خلايا سرطان المعدة ، مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج [104].

في الوقت الحاضر ، يستخدم اللايكوبين تقليديًا كعلاج كيميائي وقائي لعلاج السرطان في خلايا الورم البشرية والجرذان والأرانب. في حالة اللوكيميا (نوع من السرطان) ، من الصعب جدًا علاجه ، لكن اللايكوبين هو الخيار للوقاية من السرطان في مرحلة مبكرة [113]. تم العثور على تركيز اللايكوبين في البلازما البشرية بشكل طبيعي مقارنة مع بيتا كاروتين الذي يمتلك إمكانات وقائية عالية ضد أنواع مختلفة من السرطان البشري مثل سرطان البروستاتا ، وسرطان المعدة ، وسرطان الثدي ، وأورام القولون والرئة [114-119]. شاهين وآخرون [120] أظهر تأثيرات اللايكوبين على الهجرة وتثبيط تكوين الأنبوب في الخلايا البطانية الوعائية السرة للإنسان [120]. في دراسة أخرى ، يثبط اللايكوبين المعتمد على الجرعة نمو الورم في الفئران العارية المزروعة بالأجنبي مع سرطان البروستاتا PC-3 ودراسة خطوط خلايا سرطان الخلايا الكبدية Sk-Hep-1 تثير تأثيرات مضادة لتكوّن الأوعية [121]. يمكن أن يكون اللايكوبين متضمنًا في النظام الغذائي الذي يعاني من نقص الليكوبين البشري ويستخدم أيضًا في الصناعات التي تتطلب تبريد الأكسجين. إن مساهمة ودور الليكوبين النباتي في الوقاية من السرطانات المختلفة واضحة ويمكن أن تحتاج أكثر إلى الجوانب الدوائية.


ملاحظات سريعة حول دورة الخلية

فيما يلي مجموعة من الملاحظات حول دورة الخلية. بعد قراءة هذه الملاحظات ستتعرف على: 1. مقدمة في دورة الخلية 2. مراحل دورة الخلية 3. نقاط فحص دورة الخلية 4. تنظيم دورة الخلية في الخميرة.

الملاحظة رقم 1. مقدمة في دورة الخلية:

ينطوي نمو النبات على تقسيم الخلايا جنبًا إلى جنب مع الجوانب الأخرى المرتبطة بعملية التمثيل الغذائي. التقدم من انقسام خلية إلى التالي هو عملية دورية ، دورة الخلية ، تمثل الفترة بين قسمين متتاليين.

خلال الوقت ، يجب أن تنسخ الخلية محتوياتها ثم تنظم توزيع مكوناتها بالتساوي بين خليتين تابعتين. تختلف مدة دورة الخلية اختلافًا كبيرًا من خلية إلى أخرى ، على سبيل المثال ، في الخلايا الجنينية تستمر لبضع دقائق ، في Allium cepa حوالي 12 ساعة ، في بعض الأوقات قد يكون أكثر من 24 ساعة.

ملاحظة رقم 2. مراحل دورة الخلية:

تنقسم دورة الخلية إلى قسمين أساسيين وجزء خجول - الطور البيني ومرحلة الانقسام.

الطور البيني هي الفترة من نهاية انقسام خلية واحدة إلى بداية الانقسام التالي. يستخدم مصطلح مرحلة الراحة أحيانًا لهذه المرحلة ، وهي تسمية خاطئة ، تسمى بشكل أكثر دقة مرحلة التمثيل الغذائي. تتميز هذه المرحلة بارتفاع معدل التمثيل الغذائي ، ويخفف كل من التمثيل الغذائي للبروتين والحمض النووي. في هذه المرحلة ، تتضخم الخلية في الحجم بسبب ارتفاع معدل النمو.

تشكل الطور البيني أطول فترة من دورة الخلية وهي فرعية وخجولة مقسمة إلى ثلاث مراحل متتالية - G1، S و G2. المرحلة S أو المرحلة التركيبية هي المرحلة الوسيطة بين G1 مرحلة النمو (فجوة -1) و G2 مرحلة النمو (فجوة -2).

يتم إنجاز تكرار الحمض النووي خلال المرحلة S. عمل1، معدل الأيض الخلوي مرتفع ويحدث تخليق mRNA و tRNA و rRNA والبروتينات ، كما يحدث التوليف الخلوي المكثف في G2 مرحلة. جي2 تليها مرحلة التقسيم (الشكل 5.1).

تتضمن المرحلة الانقسامية أو المرحلة M تقسيم النواة (الحركية الحركية) وتقسيم السيتوبلازم (الحركية الخلوية). يتكون الانقسام الخلوي في المملكة النباتية ، وخاصة في حقيقيات النوى ، من نوعين & # 8211 الانقسام الخيطي والانقسام الاختزالي. يحدث الانقسام الانقسامي في الخلايا الجسدية أو خلايا الجسم وهو مسؤول عن الحفاظ على الثبات في عدد الكروموسومات في جميع خلايا الفرد.

من ناحية أخرى ، يحدث الانقسام الاختزالي في الأعضاء التناسلية وهو مسؤول عن تكوين الأمشاج أو الأبواغ بعد خفض عدد الكروموسوم إلى النصف. يُعرف الأول أيضًا باسم التكافؤ أو النمط المتماثل ، حيث يُطلق على الأخير & shyas اسم الانقسام الخلوي الاختزالي أو غير المتجانس والخجول.

توجد دورة خلية منتظمة فقط للخلايا النامية ، ولا تدخل الخلايا المتمايزة في المرحلة S ، وتتوقف عن الانقسام وتوقف في حالة غير متدرجة تسمى G0 الدولة (مرحلة Quiscent). لقد انسحبوا إلى أجل غير مسمى من دورة الخلية أو قد يظلون موقوفين مؤقتًا واستجابة لبعض التحفيز يعيدون الدخول في G1 مرحلة.

تؤدي مراحل S المتتالية دون الدخول في مرحلة الانقسام إلى حدوث احتكار في الصيغة الصبغية من خلال الانتباذ البطاني.

ملاحظة رقم 3. نقاط فحص دورة الخلية:

يتم توجيه الأحداث المتسلسلة لدورة الخلية بواسطة نظام تحكم مميز في دورة الخلية. تنتقل الإشارات داخل الخلية عن طريق مسارات تحويل الإشارة. تحتوي الخلايا على إشارات التوقف المضمنة التي توقف دورة الخلية عند نقاط التفتيش حتى يتم تجاوزها بواسطة إشارات الإنطلاق. نقطة التفتيش في دورة الخلية هي نقطة تحكم حرجة حيث تنظم إشارات التوقف والمضي قدمًا الدورة.

تأتي العديد من الإشارات المسجلة عند نقاط التفتيش من العمليات الخلوية وأحيانًا تسجل نقاط التفتيش إشارات من خارج الخلية.

توجد سلسلة من نقاط الفحص والنقاط التي تشير إلى نقاط مراقبة أحداث دورة الخلية مثل تكرار الحمض النووي وإصلاح تلف الحمض النووي وتجميع المغزل وتضارب الكروموسومات وفصل الكروماتيدات / الكروموسومات إلى أقطاب متقابلة ، وتوليد إشارات في حالة حدوث أخطاء في العمليات ووقف دورة الخلية في نقاط محددة.

وبالتالي في دورة الخلية هناك ثلاثة أنواع رئيسية من نقاط التفتيش:

(2) نقطة تفتيش تكرار الحمض النووي ،

تم عزل عدد كبير من طفرات دورة الخلية لنقاط التفتيش هذه.

في دورة الخلية ، تم تحديد نقاط التفتيش على ثلاث مراحل (الشكل 5.24 أ):

(أنا) جي1 نقطة تفتيش:

الانتقال من G1 المرحلة (البداية) ،

(ثانيا) جي2 نقطة تفتيش:

الانتقال من G2 إلى المرحلة M ،

(ثالثا) نقطة تفتيش M- المرحلة:

داخل الانقسام / الانقسام الاختزالي نفسه.

تشير الدراسات الحديثة إلى وجود أربع نقاط تفتيش في دورة الخلية كما هو موضح في الشكل 5.24 ب.

جي1 نقطة تفتيش (نقطة تفتيش تلف الحمض النووي):

يطلق عليه أيضًا & # 8216 نقطة تقييد & # 8217 وهو الأكثر أهمية في مرحلة بدء دورة الخلية. إذا تلقت الخلية إشارة الضوء الأخضر عند G1 نقطة تفتيش ، عادة ما تكمل دورة الخلية وتنقسم. إذا لم تستقبل إشارة الضوء الأخضر ، فإن الخلية تخرج من دورة الخلية وتتحول إلى حالة عدم الانقسام ، G0 مرحلة.

تراقب نقطة التفتيش هذه الحمض النووي التالف الذي يكتشف تلف الحمض النووي ولا يسمح بدخول الخلية إلى المرحلة S حتى يتم إصلاح الضرر.

يمنع هذا الفحص ونقطة shypoint التقدم إلى المرحلة S عن طريق تثبيط وتثبيط مركب S-Cdk. يحفز الحمض النووي التالف نسخ العديد من الجينات التي تشفر البروتينات التي ترتبط بـ S-Cdk ، ويثبط نشاطها وبالتالي يمنع الدخول في الانقسام الفتيلي.

في الثدييات ، يتسبب بروتين مكون من جين p 53 في تأخير دخول الخلايا ذات الحمض النووي التالف إلى فجوة S وطفرة في الجين p 53 ، وبالتالي ، يتسبب في الإصابة بالسرطان بسبب زيادة تواتر السرطان الذي يعزز التغيرات الجينية. يحجب البروتين p 53 نشاط Cdks وقد أُطلق عليه اسم & # 8216Watchman & # 8217 نظرًا لاستشعار تلف الحمض النووي به (الشكل 5.25 أ).

جي2 نقطة التفتيش (نسخ الحمض النووي / سد الحمض النووي ونقطة تفتيش الخجول):

إنها نقطة التحكم المشاركة في قيادة الخلية إلى الطور M. يتم تشغيل هذا بواسطة MPF (عامل تعزيز النضج أو عامل تعزيز M-phase) وهو مركب cyclin-Cdk (Cdk & # 8211 كيناز يعتمد على cyclin). يعزز الانقسام الفسفوري لمجموعة متنوعة من كينازات البروتين الأخرى.

تراقب نقطة التفتيش هذه الحمض النووي غير المكرر والمتضرر والذي يؤخر الانقسام حتى اكتمال تكرار الحمض النووي وإصلاح تلف الحمض النووي. دخول ميتوتيك لـ G1 تتأخر الخلايا في الخميرة بواسطة جين rad 9.

يرسل الحمض النووي التالف إشارة إلى سلسلة من كينازات البروتين التي تمنع نزع الفسفرة وتنشيط M-Cdk ، مما يمنع الدخول إلى الانقسام الفتيلي (الشكل 5.25 ب). تعالج الخلايا الطبيعية بهيدروكسي يوريا ، مثبط تخليق الحمض النووي ، وتعمل على تنشيط آلية نقطة التفتيش هذه وتعيق الخلايا في المرحلة S ، وبالتالي تأخير الانقسام.

نقطة تفتيش M-phase (نقطة فحص مرفق المغزل):

إنه يضمن أن تعلق الكروموسومات بشكل صحيح بالمغزل في لوحة الطور قبل الطور. تنشأ إشارة لتأخير الطور الحركي في kinetochore مما يثبط ارتباط الأنابيب الدقيقة للمغزل ، مما يحافظ على معقد تعزيز الطور الطوري (APC) في حالة غير نشطة.

بعد إرفاق جميع kinetochores ، يتم تنشيط APC ، مما يؤدي إلى تكسير وإلغاء تنشيط cyclin وتعطيل البروتينات وتحول الكروماتيدات الشقيقة معًا. تعمل المسوخات في جينات الثدييات والخميرة MAD و BUB على تعطيل نقطة تفتيش المغزل هذه (الشكل 5-26) يوضح تأثير الكولشيسين الذي يثبط تجميع المغزل وجود نقطة التفتيش هذه.

ملاحظة رقم 4. تنظيم دورة الخلية في الخميرة:

لقد تم تنظيم دورة الخلية في الخميرة وتجنبها على نطاق واسع - سواء في الانشطار أو الخميرة الناشئة.

في الخميرة الانشطارية ، من المعروف أن Cdk واحد وهو Cdk 1 (p34 cdc 2) وثلاثة أعاصير - cig 1 و cig 2 و cdc 13 تتحكم في تقدم دورة الخلية. يُعتقد أن Cdk1 موجود في شكلين - شكلين M و S. شكل S من p34 cdc2 - G1 يحفز cyclin (cig 1 و cig 2) مرورًا معقدًا (بدء تكرار الحمض النووي) ويوصف بأنه عامل تعزيز البدء (SPF).

بدلاً من ذلك ، فإن شكل M p34 cdc2 من مركب cyclin الانقسامي (cdc 13) يؤدي إلى الانقسام ويسمى MPF. وبالتالي ، يتم إحداث تغيير في طور S و M في الواقع عن طريق تناوب Acti & shyvation لمكون Cdk لأنشطة SPF و MPF.

إن مجرد ارتباط cyclin و Cdk لا يكفي لمنح نشاط كيناز لـ Cdk. إلى جانب الفسفرة العكسية لـ cyclin ، يخضع Cdk للفسفرة و dephospho & shyrylation. ينتج عن الفسفرة لبقايا ثريونين لوحدة Cdk الفرعية بواسطة Cdk تنشيط كيناز (Cak) وإزالة الفسفرة من بقايا التيروزين عن طريق الفوسفاتيز إلى النشاط الكامل لـ Cdk.

يظل مركب Mitotic cyclin & # 8211 Cdk غير نشط في البداية بسبب الفسفرة المرتبطة بالتيروزين -15 لـ p34 cdc2 (الفسفرة tyr-15 تمنع نشاط كيناز). هذا المركب غير النشط يؤدي إلى فسفرة ثريونين -161 مع الإزالة اللاحقة لفوسفات التيروزين و Cdk 1 مما يؤدي إلى فسفرة بروتين السيكلين.

تؤدي هذه الفسفرة ونزع الفسفرة والسكيلة إلى إحداث الانقسام الفتيلي بواسطة MPF النشط (الشكل 5.31).

في الخميرة الناشئة ، تتكون دورة الخلية من ثلاث دورات (دورة الكروموسوم ، ودورة الجسيم المركزي ، ودورة السيتوبلازم) التي تنفصل بعد START وتنضم قبل الحركة الخلوية.

يتفاعل Cdk واحد ، المشفر بواسطة cdc28 ، مع الأعاصير المختلفة خلال مراحل مختلفة من دورة الخلية. عمل1 المرحلة ، ثلاثة cyclins مرتبطة بـ Cdk (Cdc28) - CIn1 و Cln2 phosphorylates APC لتعطيله Cln3 له نشاط كيناز و phosphorylates SPF و MPF لتنشيطه.

في المرحلة S ، تحفز الأعاصير Clb5 و Clb6 عند صنع المركب باستخدام Cdc28 تكرار الحمض النووي. يبدأ Clb3 و Clb4 في تكوين المغزل الانقسامي في بداية الانقسام الفتيلي. Clb1 و Clb2 func & shytion مثل الأعاصير الانقسامية ، بالاشتراك مع Cdc28 ، تحفز الفصل الكروموسومي والانقسام النووي (الشكل 5.32).


الجينات المسرطنة

عندما تتغير الجينات التي ترمز لمنظمات دورة الخلية الإيجابية بطرق معينة ، فإنها تصبح كذلك المسرطنة: الجينات التي تتسبب في أن تصبح الخلية سرطانية. كلنا يحتوي على هذه الجينات لأنها تؤدي وظائف مهمة في الخلايا عندما لا تتحور. تسمى هذه الجينات الجينات المسرطنة الأولية. فقط عندما تحدث الطفرات في الجينات الورمية الأولية يمكن أن تصبح جينات مسرطنة خطيرة.

في معظم الحالات ، تؤدي الطفرة في تسلسل الحمض النووي للجين الورمي الأولي إلى بروتين أقل وظيفيًا أو غير وظيفي. هذه النتيجة ضارة بالخلية ومن المحتمل أن تمنع الخلية من إكمال دورة الخلية ، مما يعني أن هذه الخلية لا يمكنها الانقسام وتكوين الخلايا الوليدة. في هذه الحالة ، لا يتضرر الكائن الحي لأن الطفرة لن تنتقل إلى خلايا جديدة ، وبالتالي يكون الضرر ضئيلًا.

من حين لآخر ، تسبب الطفرة الجينية تغييرًا يزيد من نشاط المنظم الإيجابي. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي الطفرة التي تسمح بتنشيط CDK دون المشاركة مع cyclin إلى دفع دورة الخلية إلى ما بعد نقطة تفتيش قبل استيفاء جميع الشروط المطلوبة. إذا كانت الخلايا الوليدة الناتجة متضررة جدًا بحيث لا يمكنها الخضوع لمزيد من الانقسامات الخلوية ، فلن تنتشر الطفرة ولن يحدث أي ضرر للكائن الحي. ومع ذلك ، إذا كانت الخلايا الوليدة المتحورة قادرة على الخضوع لمزيد من الانقسامات الخلوية ، فمن المحتمل أن تتراكم الأجيال اللاحقة من الخلايا ، ربما في جينات إضافية تنظم دورة الخلية.

إن جين CDK في المثال أعلاه هو واحد فقط من العديد من الجينات التي يمكن أن تصبح أحد الجينات الورمية إذا تم تحورها. بالإضافة إلى البروتينات المنظمة لدورة الخلية ، يمكن تغيير أي بروتين يؤثر على الدورة بطريقة تتجاوز نقاط فحص دورة الخلية. الجين الورمي هو أي جين يؤدي ، عند تغييره ، إلى زيادة معدل تقدم دورة الخلية.

تتشابه الجينات الأولية والجينات المسرطنة مع دواسة الوقود في السيارة: عادةً ما تسمح دواسة الوقود للسيارة بالتحرك للأمام (الجين الورمي الأولي) ، لكن دواسة الغاز المكسورة العالقة (الجين الورمي) ستؤدي إلى زيادة سرعة السيارة خارج نطاق السيطرة (انقسام الخلايا غير المنضبط) ويحتمل أن ينهار (السرطان).


الجينات المسرطنة

تسمى الجينات التي ترمز لمنظمات دورة الخلية الإيجابية الجينات المسرطنة الأولية. الجينات الورمية الأولية هي جينات طبيعية ، عندما تتحور بطرق معينة ، تصبح المسرطنة، الجينات التي تتسبب في أن تصبح الخلية سرطانية. ضع في اعتبارك ما يمكن أن يحدث لدورة الخلية في خلية تحتوي على أحد مكونات الورم المكتسبة مؤخرًا. في معظم الحالات ، تؤدي الطفرة في تسلسل الحمض النووي للجين إلى بروتين أقل فاعلية أو غير وظيفي. هذه النتيجة ضارة بالخلية ومن المحتمل أن تمنع الخلية من إكمال دورة الخلية ، مما يعني أن هذه الخلية لا يمكنها إنشاء خلايا ابنة. في هذه الحالة ، لا يتضرر الكائن الحي لأن الطفرة لن تنتقل للأمام ويكون الضرر ضئيلًا.

من حين لآخر ، تسبب الطفرة الجينية تغييرًا يزيد من نشاط المنظم الإيجابي. على سبيل المثال ، يمكن للطفرة التي تسمح بتنشيط Cdk دون أن تكون شريكًا مع cyclin أن تدفع دورة الخلية إلى ما بعد نقطة تفتيش قبل استيفاء جميع الشروط المطلوبة. إذا كانت الخلايا الوليدة الناتجة متضررة جدًا بحيث لا يمكنها الخضوع لمزيد من الانقسامات الخلوية ، فلن تنتشر الطفرة ولن يحدث أي ضرر للكائن الحي. ومع ذلك ، إذا كانت الخلايا الوليدة غير النمطية قادرة على الخضوع لمزيد من الانقسامات الخلوية ، فمن المحتمل أن تتراكم الأجيال اللاحقة من الخلايا ، ربما في جينات إضافية تنظم دورة الخلية.

إن جين Cdk في المثال أعلاه هو واحد فقط من العديد من الجينات التي تعتبر من الجينات الورمية الأولية. بالإضافة إلى البروتينات المنظمة لدورة الخلية ، يمكن تغيير أي بروتين يؤثر على الدورة بطريقة تتجاوز نقاط فحص دورة الخلية. الجين الورمي هو أي جين يؤدي ، عند تغييره ، إلى زيادة معدل تقدم دورة الخلية.


دورة الخلية في السرطان

تكمن دورة الخلية ، وهي العملية التي تتطور بها الخلايا وتنقسم ، في قلب السرطان. في الخلايا الطبيعية ، يتم التحكم في دورة الخلية من خلال سلسلة معقدة من مسارات الإشارات التي من خلالها تنمو الخلية وتنسخ الحمض النووي الخاص بها وتنقسم. تتضمن هذه العملية أيضًا آليات لضمان تصحيح الأخطاء ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، تنتحر الخلايا (موت الخلايا المبرمج). في السرطان ، نتيجة للطفرات الجينية ، تتعطل هذه العملية التنظيمية ، مما يؤدي إلى تكاثر الخلايا غير المنضبط.

تعتمد برامج اكتشاف وتطوير العقاقير في Cyclacel Pharmaceuticals على التقدم العلمي في فهم هذه الآليات الجزيئية. من خلال خبرتنا ، نقوم بتطوير علاجات للسرطان تعتمد على دورة الخلية وتستهدف الآلية وتحاكي عملية الجسم الطبيعية من أجل وقف نمو الخلايا السرطانية. يمكن أن يحد هذا النهج من الضرر الذي يلحق بالخلايا الطبيعية والآثار الجانبية المصاحبة التي تسببها عوامل العلاج الكيميائي التقليدية.

لقد أسس الأستاذان السير ديفيد لين وديفيد جلوفر ، وهما اثنان من علمائنا الرئيسيين ، مكانة رائدة في مجال اكتشاف وتطوير عقار دورة الخلية. اكتشف السير ديفيد بروتين p53 ، وهو جين تنظيمي رئيسي يتسبب في خلل وظيفي في حوالي ثلثي مرضى السرطان. اكتشف David Glover العديد من الجينات (Aurora و Polo kinases) التي تسبب الانقسام الفتيلي والتي في شكل متحور ترتبط بالعديد من السرطانات.

بيولوجيا دورة الخلية

  1. المرحلة G1 ، أو الفجوة ، التي تنمو فيها الخلية وتستعد لتخليق الحمض النووي
  2. المرحلة S أو التوليف ، حيث تقوم الخلية بتجميع الحمض النووي
  3. المرحلة G2 ، أو الفجوة الثانية ، التي تستعد فيها الخلية للانقسام و
  4. المرحلة M ، أو الانقسام الفتيلي ، التي يحدث فيها انقسام الخلايا.

تحدث نقطة تفتيش ثانية من هذا القبيل في المرحلة G2 بعد تخليق الحمض النووي في المرحلة S ولكن قبل انقسام الخلية في المرحلة M. تستخدم الخلايا مجموعة معقدة من الإنزيمات تسمى كينازات للتحكم في الخطوات المختلفة في دورة الخلية. Kinases المعتمدة على Cyclin ، أو CDKs ، هي عائلة إنزيمية محددة تستخدم إشارات لتشغيل آليات دورة الخلية. يتم تنشيط CDKs نفسها عن طريق تكوين مجمعات مع الأعاصير ، وهي مجموعة أخرى من البروتينات التنظيمية الموجودة فقط لفترات قصيرة في دورة الخلية. عندما تعمل البروتينات المنظمة لدورة الخلية بشكل صحيح ، فإنها تعمل كمثبطات للورم في الجسم عن طريق التحكم في نمو الخلايا والحث على موت الخلايا التالفة. يمكن أن تؤدي الطفرات الجينية التي تتسبب في حدوث خلل أو عدم وجود واحد أو أكثر من البروتينات التنظيمية عند نقاط فحص دورة الخلية إلى تشغيل مفتاح & quotmolecular & quot بشكل دائم ، مما يسمح بالتكاثر غير المنضبط للخلية ، مما يؤدي إلى التسرطن أو تطور الورم.


الجينات المسرطنة

تسمى الجينات التي ترمز لمنظمات دورة الخلية الإيجابية بالجينات الورمية الأولية. الجينات المسرطنة الأولية هي جينات طبيعية تتحول إلى جينات مسرطنة عند حدوث طفرة - وهي جينات تتسبب في أن تصبح الخلية سرطانية. ضع في اعتبارك ما يمكن أن يحدث لدورة الخلية في خلية تحتوي على أحد مكونات الورم المكتسبة مؤخرًا. في معظم الحالات ، سيؤدي تغيير تسلسل الحمض النووي إلى بروتين أقل وظيفيًا (أو غير وظيفي). تكون النتيجة ضارة بالخلية ومن المحتمل أن تمنع الخلية من إكمال دورة الخلية ومع ذلك ، لا يتضرر الكائن الحي لأن الطفرة لن يتم نقلها إلى الأمام. إذا لم تتمكن الخلية من التكاثر ، فلن يتم نشر الطفرة ويكون الضرر ضئيلًا. من حين لآخر ، تسبب الطفرة الجينية تغييرًا يزيد من نشاط المنظم الإيجابي. على سبيل المثال ، يمكن للطفرة التي تسمح لـ Cdk ، وهو بروتين يشارك في تنظيم دورة الخلية ، أن يتم تنشيطه قبل أن يتم تنشيطه ، يمكن أن يدفع دورة الخلية إلى ما بعد نقطة تفتيش قبل استيفاء جميع الشروط المطلوبة. إذا كانت الخلايا الوليدة الناتجة متضررة جدًا بحيث لا يمكنها إجراء المزيد من الانقسامات الخلوية ، فلن تنتشر الطفرة ولن يلحق أي ضرر بالكائن الحي. ومع ذلك ، إذا كانت الخلايا الوليدة غير النمطية قادرة على الانقسام أكثر ، فمن المحتمل أن يتراكم الجيل اللاحق من الخلايا حتى المزيد من الطفرات ، ربما في جينات إضافية تنظم دورة الخلية.

مثال Cdk هو واحد فقط من العديد من الجينات التي تعتبر جينات أولية للورم. بالإضافة إلى البروتينات المنظمة لدورة الخلية ، يمكن تغيير أي بروتين يؤثر على الدورة بطريقة تتجاوز نقاط فحص دورة الخلية. بمجرد أن يتم تغيير الجين الورمي الأولي بحيث يكون هناك زيادة في معدل دورة الخلية ، فإنه يسمى الجين الورمي.


نقاط فحص دورة الخلية في تنظيم انقسام الخلية والسرطان

كل خلية في جسمنا تمر عبر سلسلة من المراحل المختلفة بطريقة دورية تسمى دورة الخلية. دورة الخلية هي خطوة متسلسلة تحدث في الخلية تؤدي إلى تكرار دقيق للمواد الوراثية (DNA) ، والفصل الدقيق للمواد الجينية المكررة وتمريرها إلى خليتين ابنتيتين. تعتبر عملية دورة الخلية حاسمة للغاية في كل خلية ، وبالتالي فهي تعمل بصرامة تحت مراقبة قوية لمنع أي أخطاء. يسمى نظام المراقبة القوي في الخلية لمراقبة تقدم دورة الخلية نفسها بالخلية دورة نقاط التفتيش.

نقاط التفتيش هي آليات المراقبة التي توقف تقدم دورة الخلية إذا (1) تلف أي من الحمض النووي الصبغي ، أو (2) العمليات الخلوية الحرجة ، مثل تكرار الحمض النووي أثناء المرحلة S أو محاذاة الكروموسوم خلال المرحلة M ، لم تكتمل بشكل صحيح. وبالتالي ، فإن نقاط تفتيش دورة الخلية تضمن أن الأحداث المختلفة في تقدم دورة الخلية تحدث بدقة وبترتيب صحيح. سنناقش في هذا المنشور الأنواع الثلاثة لنقاط فحص دورة الخلية التي تعمل في الخلايا حقيقية النواة أثناء تقدم دورة الخلية.

يتم تنظيم تطور دورة الخلية في حقيقيات النوى بدرجة عالية في نقاط معينة. تسمى هذه النقاط التنظيمية الهامة لدورة الخلية بنقاط فحص دورة الخلية.

تضمن نقاط فحص دورة الخلية ما يلي:

Ø الجينوم النووي سليم (بدون أي طفرة)

Ø الظروف مناسبة لتقسيم الخلية (يوجد ما يكفي من العناصر الغذائية للخلايا الوليدة)

Ø تتكرر المواد الجينية مرة واحدة فقط في دورة الخلية

Ø المواد الجينية مكررة بالكامل

Ø لم تحدث طفرات في الكروموسومات المنسوخة

Ø في حالة حدوث طفرات ، سيتم تصحيح هذه الطفرات بواسطة نظام إصلاح الحمض النووي

Ø يتم توجيه الكروموسومات بشكل صحيح في لوحة الطور

Ø جميع الكروموسومات متصلة بشكل صحيح بألياف المغزل

ما هي cyclins و cyclin تعتمد kinases (cdks)؟

تسمى فئتين من البروتينات ذات الصلة الأعاصير وجكينازات تعتمد على yclin (cdks) تنظيم نقطة تفتيش دورة الخلية في الخلايا حقيقية النواة. سميت الأعاصير بهذا الاسم لأن مقدارها يختلف خلال دورة الخلية. لكي تكون نشطًا ، يجب أن ترتبط كينازات cyclin المعتمدة (cdks) التي تتحكم في دورة الخلية بـ cyclin معين. يختلف عدد وأنواع الأعاصير والأقراص من نوع لآخر. يختلف مستوى الأعاصير والأقراص المختلفة أيضًا في مراحل مختلفة من دورة الخلية.

.

أنواع مختلفة من نقاط التفتيش في دورة الخلية:

تعمل بروتينات نقاط التفتيش كمستشعرات لتحديد ما إذا كانت الخلية في حالة مناسبة للانقسام. هناك ثلاث نقاط تفتيش في دورة الخلية.

(1). نقطة تفتيش G1 (نقطة تفتيش التقييد)

(2). نقطة تفتيش G2 (نقطة فحص تلف الحمض النووي G2-M)

(3). الطور (M) - نقطة تفتيش (نقطة تفتيش تجميع المغزل)

(1). نقطة تفتيش G1:

تسمى نقطة تفتيش G1 أيضًا باسم تقييد نقطة. تعمل نقطة تفتيش G1 في نهاية المرحلة G1 من دورة الخلية. تتحقق نقاط فحص G1 مما إذا كانت الظروف مواتية لتقسيم الخلية. كما أنه يفحص الحمض النووي بحثًا عن أي ضرر قبل أن يذهب لدورة تكرار الحمض النووي في المرحلة التالية (المرحلة S). إذا تم الكشف عن تلف الحمض النووي ، فإن بروتينات نقاط التفتيش ستمنع تكوين مجمعات cyclin / cdk النشطة. يوقف تثبيط تكوين مركب cyclin / cdk تقدم دورة الخلية. ثم تقوم الخلايا بتوجيه آلية إصلاح الحمض النووي لتصحيح تلف الحمض النووي. إذا لم تكن الظروف البيئية جيدة ، فقد تدخل الخلية في مرحلة G0. في خلايا الخميرة ، تسمى نقطة تفتيش G1 أيضًا كنقطة بداية.

(2). نقطة تفتيش G2

G2 هي نقطة التفتيش الثانية التي تعمل في نهاية المرحلة G2. ويسمى أيضا باسم نقطة تفتيش G2-M تلف الحمض النووي. تقوم نقطة تفتيش G2 بفحص الحمض النووي بحثًا عن أي ضرر قد يحدث أثناء تكرار الحمض النووي في مرحلة دورة الخلية السابقة (المرحلة S). تضمن نقطة تفتيش G2 أيضًا تكرار الحمض النووي بالكامل بالكامل. بصرف النظر عن هذا ، تراقب نقطة تفتيش G2 مستويات البروتينات وعوامل النمو المطلوبة في المرحلة التالية (المرحلة M) من دورة الخلية. إذا كان أي من العوامل المذكورة أعلاه غير مرضٍ ، فإن نقطة فحص G2 تحتفظ بالخلايا في المرحلة G2 وتبدأ الآلات لتصحيح المشكلات.


(3). نقطة تفتيش الطور (M) (نقطة تفتيش تجميع المغزل)

تسمى نقطة فحص الطور الطوري أيضًا بنقطة تفتيش تجميع المغزل. إنها نقطة التفتيش الثالثة والأخيرة لدورة الخلية في دورة الخلية التي تعمل في نهاية المرحلة M. تستشعر نقطة التفتيش الطورية سلامة جهاز المغزل في الخلية. يشارك جهاز المغزل في فرز الكروموسومات أثناء انقسام الخلية. Correct orientation of chromosomes in the metaphase plate of cell is very essential for the proper segregation of chromosomes. If chromosomes are not correctly attached to the spindle apparatus, the metaphase checkpoint will stop the cell cycle. Thus, M checkpoint prevents cells from incorrectly sorting their chromosomes during division.

What are the importance of cell cycle checkpoints?

@. Checkpoint proteins delay the cell cycle progression until problems are fixed

@. Checkpoint can prevent cell division when problems cannot be fixed

@. They can induce apoptosis (programmed cell death) if the problems are so severe and cannot be repaired

@. Cell cycle checkpoints accurately maintain the genome of the organism

@. Cell cycle checkpoint ensure only one round replication of DNA per cell cycle

@. If functions of checkpoint genes are lost due to mutation, leads to additional mutations and cancerous growth initiate in the organ

@. Almost all cancers are due to the improper functioning of either one or many proteins involved in cell cycle regulation. (Eg. P53 – guardian of genome, a tumor suppressor gene)


شاهد الفيديو: جهد الراحة Resting Potential (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Voodoolar

    هناك شيء مشابه؟

  2. Zakari

    وأنا أتفق تماما معك. هناك شيء حول ذلك ، وأعتقد أنها فكرة جيدة.

  3. Maugul

    هذا الرأي القيمة

  4. Giselmaere

    بطريقة رائعة!

  5. Kassim

    مثير للاهتمام. نحن ننتظر رسائل جديدة حول نفس الموضوع :)

  6. Dijas

    هذا ليس منطقيا



اكتب رسالة