Hücre Döngüsü Kontrolü

Hücreler fiziksel çevrelerine duyarlıdır. Kültür kaplarında yapılan deneyler, çoğu hayvan hücresinin, tek bir hücre tabakası tüm yüzeyi kaplayana kadar bölündüğünü ve bu noktada büyümeyi durdurduklarını göstermiştir - temas inhibisyonu denilen bir fenomen. Benzer çalışmalar, hücrelerin ankraja bağımlı olduğunu göstermiştir: sadece bir yüzey mevcutsa büyürler ve kültür kabının yüzeyinden ayrılırlarsa bölünmeyi durdururlar. Biyologlar, temas inhibisyonu ve ankraj bağımlılığının, hücrelerin organizma içinde düzenli bir şekilde büyümesini sağlayarak, uygun hücre yoğunluğunu ve hücreden hücreye temasları koruduğuna inanırlar.

Büyüyen hücrelerde, G1 fazından M fazına ilerleme, ilk olarak biyolog Tim Hunt tarafından deniz kestanesi embriyolarında keşfedilen siklinler adı verilen bir dizi proteinin etkisiyle tetiklenir. Her siklin seviyesi, hücre döngüsünün bir aşamasında, o aşamada gerçekleşmesi gereken olayları başlattığından artar - örneğin, S aşamasının başlangıcında DNA replikasyonu. Her siklin, sikline bağımlı kinaz veya CDK adı verilen bir protein ile bir ortaklık oluşturur. Siklin-CDK çifti aktif birimdir. İşi bittiğinde siklin bozulur; ama o zamana kadar başka bir siklin sentezlenmiş ve yerini almıştır. Bu siklin, hücre döngüsünün bir sonraki aşaması için gerekli hücre işlevlerinin açılmasına yardımcı olur. Her siklin seviyesi arttıkça ve sonra azaldıkça, hücre bir fazdan diğerine geçer. Siklin sistemi, hücre döngüsünü herhangi bir adımı atlamadan ilerletir, böylece bir hücre kromozomlarını kopyalamadan mitoza başlayamaz ve G2 fazına ulaştığında G1 fazına geri dönemez. Ek olarak, düzenli büyüme ve bölünme, hücrelerin iç koşulları izlemesini ve hücre döngüsünün çeşitli zamanlarında bir dizi hücre döngüsü kontrol noktasından geçmesini gerektirir. Bu kontrol noktaları, belirli kriterler karşılanana kadar hücrenin bir sonraki aşamaya geçmesini engeller. Örneğin, G1 fazındaki bir kontrol noktası, belirli bir büyümeyi teşvik edici sinyal alınana ve büyüyen iki yavru hücre için yeterli alan bulunana kadar hücrenin S fazına başlamasını engeller. G2 aşamasında, bir kontrol noktası, mitoz başlamadan önce tüm hücrenin DNA'sının kopyalandığını doğrular. Metafaz sırasındaki bir kontrol noktası, her kinetokorun (ve dolayısıyla her kromatidin) iğ liflerine bağlanmasını sağlar; ancak bu koşul karşılandığında hücre anafaza geçebilir. M fazı kontrol noktası, yavru hücrelerin doğru sayıda kromatit aldığını doğrular - çok fazla veya çok az değil. Bir hücre bir kontrol noktasından geçemezse, örneğin DNA'sı çok hasar görmüşse, sorun çözülene kadar hücre döngüsü durur. Onarım imkansız olduğunda, hücre kendi kendini imha edebilir.