Кіріспе
Жасуша циклының кезеңі G1/S ауысуы - бұл жасуша циклының G1 кезеңі мен S кезеңі арасындағы шекарадағы кезеңі, бұл кезеңде жасуша өседі және ДНК қайталанады. Бұл клеткалық циклдің тұтастығын қамтамасыз ету үшін клеткалық циклдің бақылау нүктелерімен реттеледі және кейінгі S фазасы дұрыс емес немесе ішінара репликацияланған ДНК-ға жауап ретінде тоқтатылуы мүмкін. Бұл ауысу кезінде жасуша тынығуға (G0-ге кіру), дифференциациялануға, ДНК-ны жөндеуге немесе қоршаған ортаның және молекулалық сигналды енгізудің негізінде көбеюге шешім қабылдайды. G1/S ауысуы G1 кезеңінде кеш орын алады және осы жоғары реттелетін бақылау нүктесінің болмауы немесе дұрыс қолданылмауы жасушалық трансформация мен қатерлі ісік сияқты ауруларға әкелуі мүмкін. Бұл "қайта оралусыз нүкте", одан кейін жасуша бөлінуге дайын; ашытқыда бұл Бастау нүктесі деп аталады, ал көп жасушалы эукариоттарда ол шектеу нүктесі (R нүктесі) деп аталады. Егер жасуша G1/S ауысудан өтсе, онда G1 S транскрипциясының оң кері байланыс циклына байланысты митогендік факторларға қарамастан жасуша циклы жалғасады. Интерфаза G1 (GAP 1) фазасына, S (синтез) фазасына, G2 (GAP 2) фазасына және митоздық (M) фазаға бөлінеді, ол өз кезегінде митоз және цитокинез болып бөлінеді. Цитокинезден кейін G1 фазасы кезінде жасушалар қоршаған ортаны әлеуетті өсу факторларын бақылайды, өседі және шекті өлшеміне жеткеннен кейін (рРНК және берілген жасуша түріне тән жалпы ақуыздық мөлшері) S фазасы арқылы прогрессияға бастайды. S фазасында жасуша сонымен қатар центросоманы немесе микротубульді ұйымдастыру орталығын қайталайды, бұл M фазасында ДНҚ-ның бөлінуіне өте маңызды. ДНК-ның толық синтезі аяқталғаннан кейін жасуша G2 фазасына енеді, онда митозға дайындық ретінде өсуді жалғастырады. Интерфазадан кейін жасуша митозға ауысады, оның төрт кіші сатысы бар: профаза, анафаза, метафаза және телофаза. Митоз кезінде ДНК хромосомаларға конденсацияланады, олар митоздық орам арқылы тізбектеліп, бөлінеді. Клетканың екі жақ шеттерінде ДНК-ның көшірмесі бөлінгеннен кейін, цитоплазма цитокинез кезінде екіге бөлініп, екі қыз клетка пайда болады. Жасуша циклын басқару жүйесі биохимиялық негізделген, сондықтан митозды ынталандыратын фактордың (MPF) ақуыздары бір фазадан екіншісіне өтуді бірнеше бақылау нүктелері негізінде басқарады. MPF циклиннен және циклинге тәуелді киназадан (Cdk), серин және треонин киназасынан тұратын ақуыздық димер болып табылады, олар циклдің әртүрлі нүктелерінде бірігіп, цикл арқылы жасушалардың прогрессиясын басқарады. Циклин Cdk- мен байланысқанда, Cdk белсендіріледі және серин мен треонинді басқа белоктарға фосфорилендіреді, бұл басқа белоктардың белсендірілуі мен ыдырауына әкеліп сонда клетканың клеткалық цикл арқылы өтуіне мүмкіндік береді.
The G1/S transition is a stage in the cell cycle at the boundary between the G1 phase, in which the cell grows, and the S phase, during which DNA is replicated. It is governed by cell cycle checkpoints to ensure cell cycle integrity and the subsequent S phase can pause in response to improperly or partially replicated DNA. During this transition the cell makes decisions to become quiescent (enter G0), differentiate, make DNA repairs, or proliferate based on environmental cues and molecular signaling inputs. The G1/S transition occurs late in G1 and the absence or improper application of this highly regulated checkpoint can lead to cellular transformation and disease states such as cancer. It is a "point of no return" beyond which the cell is committed to dividing; in yeast this is called the Start point, and in multicellular eukaryotes it is termed the restriction point (R Point). If a cell passes through the G1/S transition the cell will continue through the cell cycle regardless of incoming mitogenic factors due to the positive feed back loop of G1 S transcription. Interphase is further broken down into the G1 (GAP 1) phase, S (Synthesis) phase, G2 (GAP 2) phase and the mitotic (M) phase which in turn is broken down into mitosis and cytokinesis. Following cytokinesis, during G1 phase the cells monitor environment for the potential growth factors, grow larger and once achieve the threshold size (rRNA and overall protein content characteristic for a given cell type) they start progression through S phase. During S phase, the cell also duplicates the centrosome, or microtubule organizing center, which is critical for DNA separation in the M phase. After complete synthesis of its DNA, the cell enters the G2 phase where it continues to grow in preparation for mitosis. Following interphase, the cell transitions into mitosis, containing four sub stages: prophase, anaphase, metaphase, and telophase. In mitosis, DNA condenses into chromosomes, which are lined up and separated by the mitotic spindle. After duplicate DNA is separated on opposite ends of the cell, the cytoplasm of the cell is split in two during cytokinesis resulting in two daughter cells. The cell cycle control system is biochemically based so that the proteins of the mitosis promoting factor (MPF) control the transition from one phase to the next based on a series of checkpoints. MPF is a protein dimer made up of cyclin and cyclin dependent kinase (Cdk), a serine and threonine kinase, which come together at different points in the cycle to control cell progression through the cycle. When cyclin binds to Cdk, Cdk becomes activated and phosphorylates serine and threonine on other proteins causing the activation and degradation of other proteins allowing the cell to transition through the cell cycle.
Ретинобластома ақуыздары (pRB) және G1/S ауысуы
G1 ортасында болатын тағы бір димер ретинобластома ақуызынан (pRB) және E2F транскрипция факторынан тұрады. pRb E2F-ке байланған кезде, E2F белсенді емес. Циклин D синтезделіп, Cdk4/ 6 белсендірілетіндіктен, циклин Cdk Rb ақуызын фосфорилдеуге бағытталған. Фосфорильдеу кезінде pRb конформациясын өзгертеді, сондықтан E2F босатылады және белсендіріледі, гендердің жоғары ағымды аймақтарына байланады, экспрессиясын бастайды. Нақты айтқанда, E2F басқа циклиндердің, соның ішінде циклин E және A, және ДНК репликациясы үшін қажетті гендердің экспрессиясын басқарады. Циклин Е E2F-ті белсендіргіш және циклин Е-нің экспрессиясын ынталандыру үшін көбірек pRb-ді фосфорилендіреді немесе ол өзін-өзі экспрессиясын арттыруға қабілетті. Циклин Е сонымен қатар Cdk2- мен өзара әрекеттеседі, бұл жасуша циклының G1- ден S- фазаға өтуіне түрткі болады.
Ретинобластоманың ісік түзілуіндегі рөлі
Ретинобластома (Rb) - көздің мутацияланған pRb ақуызына байланысты пайда болатын қатерлі ісігі.
ДНК зақымдануын тексеру пункттеріндегі қосымша процестер
ДНҚ зақымдануын бақылаудың төрт нүктесінің екеуінде P53 белсенділігінен басқа ДНҚ зақымдануын бақылаудың қосымша процесі бар. S фазасына кірмес бұрын және S фазасы кезінде ATM/ R циклин Cdk димерлерін белсендіре алатын Cdc25A ақуызын тежейтін Chk1/ 2- ді де белсендіреді. Циклин димерінің белсендірілмеуімен жасуша цикл арқылы өтуі мүмкін емес. Бұл екі бақылау нүктесінде қосымша реттеу процестері бар, өйткені S фазасында зақымдалған ДНК-ны қайталау жасушаға және одан да маңыздысы, организмге зиянды болуы мүмкін.