G1-фаза
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/Cell_Cycle_2-2.svg/220px-Cell_Cycle_2-2.svg.png)
G1-фа́за (от
интерфазы.Общая характеристика
G1-фаза вместе с S-фазой и G2-фазой составляет длинный период роста клетки — интерфазу, которая предшествует клеточному делению — митозу (М-фаза)[1].
В течение G1-фазы клетка увеличивается в размерах и синтезирует мРНК и белки, необходимые для синтеза
G1-фаза и другие фазы клеточного цикла могут зависеть от
G1-фаза особенно важна для клеточного цикла, потому что в этот период клетка определяет, будет ли она делиться или покинет клеточный цикл[2]. Если клетка остаётся неделящейся вместо перехода в S-фазу, она покидает G1-фазу и переходит в состояние покоя, называемое G0-фазой. Вновь вернуться в G1-фазу из G0-фазы сложно, но возможно[1].
На протяжении G1-фазы клетка остаётся
Регуляция G1-фазы
В клеточном цикле существует чёткий набор инструкций, известный как контрольная система клеточного цикла, которая контролирует продолжительность и координацию фаз клеточного цикла, чтобы обеспечить правильный порядок их протекания.
В клеточном цикле есть три контрольные точки: G1/S-контрольная точка (переход из G1-фазы в S-фазу) или стартовая точка у дрожжей, G2/M-контрольная точка и точка веретена[1].
Биохимические регуляторы G1-фазы
В течение G1-фазы активность G1/S-циклинов значительно повышается к концу G1-фазы. Эти циклины инициируют некоторые ранние процессы, связанные с клеточным делением, как, например, удвоение центросом у позвоночных, формирование веретена у дрожжей, однако по большей части они ответственны за активацию комплексов S-циклинов[2].
Комплексы циклинов, активных в другие фазы клеточного цикла, находятся в эту фазу в неактивном состоянии, чтобы соответствующие клеточные процессы не проходили в неправильном порядке. В G1-фазе существует три способа подавления активности циклинзависимых киназ: гены-ингибиторы при помощи регуляторных белков подавляют трансляцию главных циклиновых генов; активируется комплекс стимуляции анафазы, который направленно подавляет S- и M-циклины (но не G1/S-циклинов) и, наконец, высокая концентрация ингибиторов циклинзависимых киназ[2].
Точка рестрикции
В G1-фазе точка рестрикции (R) отличается от остальных контрольных точек, поскольку она не определяет специальное состояние клетки, идеальное для перехода в следующую фазу, а меняет дальнейшее направление жизни клетки. У позвоночных после того, как клетка пробыла в G1-фазе около трёх часов, она вступает в точку рестрикции, где клетка решает, пойдёт ли она дальше по клеточному циклу или же перейдёт в стадию покоя — G0-фазу[3].
Эта точка также разделяет G1-фазу на две половины: премитотическую и постмитотическую. Между началом G1-фазы (которая начинается в новой клетке после митоза) и R клетка находится в G1-постмитотической подфазе или постмитотической фазе. После R и перед S-фазой клетку называют находящейся в G1-пресинтетической подфазе или пресинтетической фазе G1-фазы[4].
Чтобы клетка прошла через G1-постмитотическую фазу, необходимо высокое содержание факторов роста и стабильный уровень синтеза белков, иначе клетка перейдёт в G0-фазу[4].
Некоторые авторы утверждают, что точка рестрикции и G1/S-точка есть одно и то же[1][2], но в более новых работах выяснилось, что это — две различные точки G1-фазы, в которых отмечается прогресс клетки. Первая, точка рестрикции, зависит от факторов роста и определяет, уходить ли клетке в G0-фазу, в то время как вторая контрольная точка зависит от питательных веществ и определяет, уходить ли клетке в S-фазу[3][4]. Некоторые разногласия между исследователями приписывают тому, что одни из них изучали клетки млекопитающих, а другие — дрожжей[3].
G1/S-контрольная точка
G1/S-контрольная точка находится между началом G1-фазы и S-фазы, в которой определяется переход клетки в S-фазу. Факторами, из-за которых клетка может не вступить в S-фазу, могут быть недостаток факторов роста, повреждения ДНК и другие особые обстоятельства.
В этой точке образование комплексом G1/S-циклинов и циклинзависимых киназ (ЦЗК) подводит клетку к вступлению в новый цикл деления. Потом эти комплексы активируют S-ЦЗК комплексы, которые подводят клетку к репликации ДНК в S-фазе. Одновременно с этим активность комплекса стимуляции анафазы значительно уменьшается, что позволяет активироваться S- и М-циклинам.
Если клетка не может перейти в S-фазу, она вступает в покоящуюся G0-фазу, где нет ни клеточного роста, ни деления[1].
G1-фаза и рак
Во многих источниках подтверждается, что нарушения в G1-фазе и G1/S-контрольной точке приводят к неконтролируемому росту опухолей. В случаях, когда нарушения затрагивают G1-фазу, это происходит главным образом потому, что гены, кодирующие регуляторные белки, семейства E2F приобретают неограниченную активность и увеличивают экспрессию генов G1/S-циклинов, в результате чего клетка неконтролируемо вновь и вновь вступает в клеточный цикл[2].
Однако лекарства против некоторых форм рака также действуют на G1-фазу клеточного цикла. При многих видах
, можно предотвратить разрастание опухоли, не давая опухолевым клеткам вступать в G1-фазу, предотвращая деление и распространение клеток.Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Lodish, Harvey, et al. Molecular Cell Biology. 6th. New York City: W.H. Freeman and Company, 2008. Print.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Morgan, David. The Cell Cycle: Principals of Control. London: New Science Press LTD, 2007. Print.
- ↑ 1 2 3 Foster, David A., Paige Yellen, et al. "Genes Cancer."Genes Cancer. 1.11 (2010): 1124—1131. Web. 19 Nov. 2012. doi=10.1177/1947601910392989.
- ↑ 1 2 3 Zetterberg, A., O. Larrsen, and K.G. Wilman. «Current Opinion in Cellular Biology.» Current Opinion in Cellular Biology. 7.6 (1995): 835-42. Print.
- .
- .