Hücre Döngüsü ve Kontrolü

Hücre Döngüsü ve Kontrolü

• Hücre döngüsü, hücrenin büyüme, çoğalma ve bölünme süreçlerini kapsayan bir süreçtir.
• Hücre döngüsü, ardışık aşamalardan oluşur: Hücre büyümesi ve kromozom replikasyonu, hücre bölünmesi ve kromozom ayrışması, genetik açıdan özdeş yavru hücreler.
• Hücre çoğalması, yeni hücrelerin oluştuğu bir süreç iken, hücre büyümesi, hücre boyutunun artmasıdır.
• Embriyonik hücre döngüsü, hızlı ardışık hücre bölünmeleri ile nitelenir.
• Hücre döngüsü, G1, S, G2 ve M fazlarını içerir. Bu aşamaların süresi hücre tiplerine göre farklılık gösterir.
• Hücre kültürü (in vitro) koşullarında G1, S, G2 ve M aşamalarının farklı süreleri vardır.
• Organizma hücrelerinde G0 fazı da bulunur; burada hücreler, bölünmeye hazırlanmamaktadurlar.
• Hücre döngüsü kontrol noktaları, hücre döngüsünün her bir aşamasında kontrol edici mekanizmalardır.
  • DNA replikasyonunun tamamlanıp tamamlanmadığını, çevrenin uygun olup olmadığını kontrol eder.
  • Tüm kromozomların iğ ipliklerine bağlanmış olup olmadığını kontrol eder.
  • Anafazın tetiklenmesini kontrol eder.
  • Sitozine geçişi kontrol eder.
• Siklinler ve siklin-bağımlı kinazlar (Cdk'lar), hücre döngüsü kontrolünün anahtar bileşenleridir. Siklinler, Cdk'ları aktive eder, Cdk'lar ise hücre döngüsü olaylarını başlatır.
• Hücre döngüsü kontrolü, hem mitoz döngüsü, hem de siklin-Cdk kontrol mekanizmalarıyla düzenlenir.
• Siklin ve siklin-bağımlı kinaz, hücre döngüsü düzenlemesinde rol oynar.
• Hücre döngüsü bozuklukları kansere yol açabilir.
• Hücre döngüsünü kontrol eden farklı siklin-Cdk kompleksleri, farklı hücre döngüsü olaylarını tetikler.
• Aynı tipteki Cdk-siklin kompleksleri, hücre döngüsünün farklı aşamalarında farklı etkiler gösterebilir.
• Bazıları siklinlerin fazla üretimi, siklin-bağımlı kinazların aşırı aktivasyonu ve hücre döngüsü kontrol noktalarındaki hatalar kanserin nedenlerindendir.
• Hücre döngüsü, protein fosforilasyonu ve defosforilasyonu ile düzenlenir.
• Cdk etkinliğinin düzenlenmesi, fosforilasyonla sağlanır.
• DNA hasarı hücre döngüsünü durdurabilir.
• Dört farklı siklin türü, döngünün aşamalarına göre tanımlanır.
• Gen amplifikasyonu kanserin olası nedenleri arasındadır.
• Kohezin, kardeş kromatidleri birbiriyle bağlayan bir protein kompleksidir. Kohezinlerin ayrılması, kardeş kromatidlerin ayrılmasını sağlar.
• APC/C kompleksi, sekürin adlı bir proteini ubikutine bağlar, daha sonra sekürin proteyazom tarafından yıkılır, böylece kardeş kromatidlerin ayrılması için yola açılır.
• SCF kompleksi, diğer belirli proteinleri ubikutinleştirebilir ve yıkılabilir.
• Cdk inhibitörleri (CKI), hücre döngüsünü kontrol etme ve kanser ile ilişkilerini gösteren önemli proteinlerdir.
• Hücre döngüsü için gerekli bazı protein kompleksleri, diğer komplekslerin etkinliğini düzenleyerek hücre döngüsü olaylarını kontrol ederek hücre döngüsüne giriş ve çıkışı sağlarlar.

Hücre Döngüsü Denetim Sistemi

• Hücre döngüsünün, DNA replikasyonu tamamlanmadan hücre döngüsüne devam etmesini veya başka aşamalara geçmesini önleyen mekanizmalar vardır.

DNA Hasarı ve Hücre Döngüsü Durdurulması

• DNA hasarının saptanmasının ardından hücre döngüsü durdurulur, hasar onarılır ve sonra döngü devam eder.

DNA Replikasyonu Başlatılması

• DNA replikasyonu, MCM helikaz proteinleri ile başlar ve bu karmaşık bir süreçtir.

Kromozom Duplikasyonunun Denetimi

• Kromozom duplikasyonu, hücre döngüsünün önemli bir aşamasıdır.

Gen Amplifikasyonu ve Kanser

• Gen amplifikasyonu, kanser oluşumunda önemli bir rol oynar.

M-Cdk Aktivasyonu

• M-Cdk aktivasyonu, mitoza geçiş aşaması için önemlidir.

Metafaz ve Anafaz

• Metafaz ve anafaz, kromozomların ayrılması aşamalarıdır.

Kohezin

• Kohezin, kardeş kromatidleri bir arada tutan bir protein kompleksidir.

Kardeş Kromatidlerin APC/C Tarafından Ayrılması

• APC/C, uygun zamanlarda kardeş kromatidler arasındaki bağın kesilmesinde rol oynar.

APC/C: Protein Yıkımı Aracılığı ile Cdk Kompleksi Etkinliğinin Düzenlenmesi

• APC/C kompleksi M-siklinleri yıkayarak M-fazdaki hücre döngüsünü kontrol eder.

Kaynaklar

• Bu bölümde hücre döngüsü ve ilgili konularla ilgili kaynaklar listelenmiştir.