Tha na ginean a tha a’ gabhail pàirt ann an Cearcall nan Ceall bunaiteach airson obrachadh ceart agus leasachadh fàs-bheairtean. Bidh am pròiseas iom-fhillte seo a’ riaghladh dùblachadh DNA, roinneadh cealla, agus cuairteachadh ceart chromosomes ann an ceallan nighean. Tro dhòighean smachd teann, na ginean a tha an sàs ann ann an Cearcall na Cille Bidh iad a’ dèanamh cinnteach à ionracas genomic agus ath-riochdachadh mionaideach de cheallan San artaigil seo, nì sinn sgrùdadh air na ginean deatamach anns an ìre dheatamach seo de bheatha cealla, a bharrachd air an àite bunaiteach aca ann an slàinte agus ann a bhith a’ casg ghalaran co-cheangailte ri atharrachadh an eanchainn. Cearcall cealla.
Ro-ràdh don chearcall cealla
Cearcall na cealla Is e seo am pròiseas leis am bi cealla a’ roinn agus a’ gineadh dà chealla nighean co-ionann. Tha e na thachartas deatamach ann an leasachadh agus fàs fàs-bheairtean ioma-ghnèitheach, a bharrachd air ath-chur cheallan millte no marbh. Tha am pròiseas seo air a dhèanamh ann an grunn phrìomh ìrean a nì cinnteach gu bheil an stuth ginteil air a dhùblachadh agus air a sgaradh gu ceart.
El cearcall cealla Tha e air a dhèanamh suas de thrì prìomh ìrean: eadar-aghaidh, miotosis y cytokinesisRè interphase, bidh an cealla a’ coileanadh a’ mhòr-chuid de a ghnìomhan agus ag ullachadh airson na roinne. Tha e air a roinneadh ann an trì ìrean: an ìre G1, an ìre S agus an ìre G2. Rè ìre G1, bidh an cealla a 'fàs agus a' coileanadh gnìomhan metabollach àbhaisteach. Anns an ìre S, bidh dùblachadh DNA a’ tachairt, agus anns an ìre G2, bidh an cealla ag ullachadh airson roinneadh deireannach.
Tha mitosis na ìre riatanach den chearcall cealla anns a bheil an stuth ginteil air a roinn agus air a sgaoileadh gu cothromach am measg nan ceallan nighean. Tha e air a roinneadh ann an grunn ìrean: fàidheadaireachd, prometaphase, metaphase, anaphase agus telophase. Rè prophase, bidh cromosoman a’ dlùthachadh agus bidh microtubules na dealgan miotasach air an cruthachadh. Ann am prometaphase, bidh microtubules a’ ceangal ri cromosoman agus gan slaodadh gu co-thaobhadh air a’ phlàta crios-meadhain rè metaphase. Bidh na cromosoman an uairsin a 'sgaradh agus a' gluasad gu pòlaichean mu choinneamh a 'chill rè anaphase. Mu dheireadh, ann an telophase, tha dà niuclas nighean air an cruthachadh agus tha na cromosoman a 'dol sìos.
Innealan smachd cearcall cealla
Tha an cearcall cealla na phròiseas iom-fhillte agus air a riaghladh gu mòr a nì cinnteach gu bheil dùblachadh ceart de stuth ginteil agus roinneadh cealla ceart .
Is e aon de na prìomh dhòighean smachd an àite sgrùdaidh DNA millte. Tha an dòigh seo ag amas air milleadh DNA sam bith a lorg agus a cheartachadh mus tèid e air adhart chun ath cheum. den chearcall cealla. Ma lorgar DNA millte, thèid comharran rabhaidh a chuir an gnìomh a chuireas stad air adhartas cearcall cealla agus a leigeas leis a’ mhilleadh a chàradh mus lean thu air adhart. Tha an dìon seo deatamach gus casg a chuir air iomadachadh cheallan le mùthaidhean ginteil agus tha e gu sònraichte cudromach ann a bhith a’ casg leasachadh ghalaran leithid aillse.
Is e inneal smachd eile an ath-riochdachadh DNA puing-seic. Aig an ìre seo, thathas a’ dearbhadh gun deach an DNA ath-riochdachadh gu ceart mus tèid an cealla air adhart gu ìre roinneadh cealla. Ma lorgar mearachdan ann an ath-riochdachadh DNA, thèid stad a chuir air adhartas cearcall cealla gus na mearachdan a chàradh no cuir às do cheallan easbhaidheach. Bidh seo a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd ginteil agus a’ cur casg air sgaoileadh mùthaidhean ann an ceallan nighean.
Ìrean cearcall cealla: interphase agus mitosis
Is e cearcall cealla am pròiseas leis am bi aon chealla a’ roinn gus dà chealla nighean a ghineadh. Tha am pròiseas seo air a dhèanamh suas de ghrunn ìrean, le “interphase” agus “mitosis” mar phrìomh ìrean de chearcall cealla.
An eadar-aghaidh Is e seo an ùine anns nach eil an cealla gu gnìomhach a’ roinneadh, ach an àite sin bidh i a’ dèanamh diofar ghnìomhachdan a tha riatanach airson fàs agus cumail suas. Rè an eadar-aghaidh, faodar trì subphases a chomharrachadh:
- Ìre G1: Bidh an cealla ag àrdachadh a meud agus ag ullachadh airson mac-samhail DNA.
- Ìre S: Bidh synthesis DNA a’ tachairt, a’ ciallachadh gu bheil an stuth ginteil air a dhùblachadh gu ceart.
- Ìre G2: Aig an ìre seo, tha an cealla air ullachadh airson faighinn a-steach don ìre mitosis agus tha ionracas an DNA dùblaichte air a dhearbhadh.
Às deidh crìoch a chuir air interphase, thèid an cealla a-steach don miotosis. Rè mitosis, bidh niuclas a’ chill a’ roinn ann an dà niuclas nighean, gach fear le leth-bhreac co-ionann den stuth ginteil. Tha mitosis air a roinn ann an grunn fo-roinnean: prophase, metaphase, anaphase agus telophase. Tha na subphases sin air an comharrachadh le atharrachaidhean ann an eagrachadh nan cromosoman agus ann an rèiteachadh microtubules an fhearsaid mitotic, mu dheireadh a ‘ceadachadh cuairteachadh ceart de chromosomes anns na ceallan nighean.
Cudromachd ghinean ann an cearcall cealla
Ann an saoghal iongantach bith-eòlas cealla, tha cearcall cealla na phròiseas bunaiteach airson fàs agus ath-riochdachadh fàs-bheairtean beò. Tha àite deatamach aig ginean anns a’ chearcall seo, leis gu bheil iad an urra ri bhith a’ cumail smachd air agus a’ riaghladh nan diofar ìrean a tha a’ tachairt ann an ceallan. An ath rud, nì sinn sgrùdadh air an .
1. Riaghladh roinneadh cealla: Tha uallach air ginean airson roinneadh cealla a chuir air dòigh ann an dòigh cheart agus cothromach. Tro eadar-obrachaidhean moileciuil iom-fhillte, bidh ginean a’ dèanamh cinnteach gu bheil ceallan a’ roinn gu ceart, a’ seachnadh mhearachdan a dh’ fhaodadh a bhith a’ cruthachadh tumors no droch-chruthan ginteil. Gu sònraichte, bidh ginean a 'cumail smachd air ceum a' chearcall cealla ris an canar an ìre S, anns a bheil DNA air ath-aithris, gus dèanamh cinnteach à ionracas agus dìlseachd fiosrachadh ginteil.
2. Càradh DNA: Anns cearcall na cealla, tha àite deatamach aig ginean cuideachd ann a bhith a’ càradh milleadh DNA. Nuair a thachras mearachdan no leòntan anns an stuth ginteil aig àm ath-riochdachadh, bidh na ginean a’ gnìomhachadh slighean càraidh a tha an urra ris na milleadh sin a cheartachadh agus ionracas an genoma a chumail suas. Às aonais eadar-theachd ghinean, dh’ fhaodadh ceallan mùthaidhean a chruinneachadh agus galairean ginteil oighreachail no ginteil a leasachadh.
3. Smachd air fàs cealla agus bàs: Is e taobh deatamach eile den chearcall cealla smachd air ìre fàis is bàs cheallan. Bidh ginean a 'cumail suas cothromachadh eadar iomadachadh cealla agus the bàs cealla prògramaichte, ris an canar apoptosis. San dòigh seo, bidh na ginean a’ dèanamh cinnteach gu bheil an clò air ùrachadh gu ceart agus nach tachair fàs neo-riaghlaichte de cheallan a dh’ fhaodadh galairean leithid aillse adhbhrachadh. A bharrachd air an sin, bidh ginean cuideachd a’ riaghladh aois ceallach agus seanchas, a’ cur casg air milleadh neo-sheasmhach air an fhàs-bheairt.
Ann an geàrr-chunntas, tha àite deatamach aig ginean ann an cearcall cealla le bhith a’ cumail smachd air roinneadh cealla, càradh is bàs. Tha na gnìomhan sin deatamach gus dèanamh cinnteach à slàinte agus obrachadh ceart fàs-bheairtean beò. Tro na h-eadar-obrachaidhean moileciuil iom-fhillte aca, bidh ginean a’ dèanamh cinnteach gu bheil ceallan a’ cumail suas an ionracas ginteil agus a’ seachnadh iomadachadh neo-riaghlaidh a dh’ fhaodadh galairean ginteil agus aillse adhbhrachadh. Ann an ùine ghoirid, tha ginean mar maighstirean cearcall cealla agus chan eil teagamh sam bith cho cudromach sa tha iad ann an saoghal bith-eòlas cealla.
Prìomh ghinean a tha an sàs ann an riaghladh cearcall cealla
Tha iad bunaiteach gus dèanamh cinnteach à fàs agus leasachadh ceart de fhàs-bheairtean. Gu h-ìosal tha cuid de na ginean as fhollaisiche a tha an sàs san riaghladh seo:
gine p53: Tha àite deatamach aig a’ ghine seo ann an casg tumhair agus casg aillse. Bidh e ag obair mar suppressor tumhair, a’ cur stad air iomadachadh cheallan millte no mutated. Nuair a lorgar milleadh DNA, bidh an gine p53 ag adhbhrachadh bàs cealla càraidh no prògramaichte, a’ cur casg air sgaoileadh cheallan neo-àbhaisteach.
Gine CDK (kinase a tha an urra ri Cyclin): Bidh na ginean sin a’ còdachadh enzyman pròtain a bhios a’ riaghladh adhartas cearcall cealla. Tha riaghladh mionaideach nan enzymes sin riatanach gus casg a chuir air iomadachadh cealla neo-riaghlaidh.
Gineadan teaghlaich RB: Tha àite deatamach aig ginean teaghlaich Rb (Retinoblastoma) ann an riaghladh àicheil air roinneadh cealla. Bidh pròtainean RB a’ ceangal ri factaran tar-sgrìobhaidh, mar sin a’ riaghladh faireachdainn nan ginean a tha an urra ri faighinn a-steach do na h-ìrean S agus G2.
Gnìomhan ginean suppressor tumhair
Tha àite deatamach aig ginean suppressor tumhair, ris an canar cuideachd antioncogenes, ann a bhith a’ riaghladh fàs cealla agus a’ cur casg air leasachadh tumhan malignant. Bidh na ginean sin ag obair mar luchd-geata cealla, a’ cumail smachd air iomadachadh neo-riaghlaichte cheallan agus ag adhartachadh am bàs prògramaichte nuair a bhios feum air. Gu h-ìosal tha cuid de phrìomh dhleastanasan ginean suppressor tumhair:
- A 'bacadh roinneadh cealla: Bidh ginean suppressor tumhair a’ toirt a-mach pròtanan a chuireas maill air cearcall nan cealla agus a chuireas casg air cus ath-riochdachadh cealla. Bidh na pròtanan sin a’ cumail ri enzyman a bhrosnaicheas roinneadh cealla, a’ riaghladh an gnìomhachd agus mar sin a’ cur casg air fàs neo-riaghlaidh de cheallan aillse.
- Lorg agus càradh milleadh DNA: Tha na ginean sin cuideachd an sàs ann a bhith a’ cumail sùil air agus a’ cumail suas ionracas stuth ginteil cheallan. Ma thachras milleadh DNA, bidh ginean suppressor tumhair a’ gnìomhachadh uidheamachdan càraidh no a’ brosnachadh bàs cealla prògramaichte gus casg a chuir air iomadachadh cheallan millte a dh’ fhaodadh a bhith nan tumors.
- Angiogenesis smachd: Bidh ginean suppressor tumhair cuideachd a’ cuingealachadh cruthachadh shoithichean fala ùra ann am tumors, pròiseas ris an canar angiogenesis. Tha na pròtanan sin a’ cur bacadh air fàs shoithichean fala a bhios a’ biathadh an tumhair, a’ toirt air falbh ocsaidean agus beathachadh riatanach, a lughdaicheas a chomas leudachadh agus sgaoileadh.
Ann an geàrr-chunntas, tha àite deatamach aig ginean suppressor tumhair ann am casg agus smachd aillse le bhith a’ riaghladh fàs cealla gu teann, a’ càradh milleadh DNA, agus a’ casg angiogenesis. Bheir sgrùdadh air na ginean sin agus an gnìomh tuigse nas fheàrr dhuinn air na dòighean a tha a’ cumail suas slàinte cealla agus gar cuideachadh le bhith a’ leasachadh ro-innleachdan teirpeach èifeachdach gus cuir an-aghaidh aillse.
Buaidh mùthaidhean ann an ginean cearcall cealla
Faodaidh mùthaidhean ann an ginean cearcall cealla buaidh mhòr a thoirt air riaghladh agus gnìomh cearcall cealla àbhaisteach. Faodaidh na mùthaidhean sin slighean comharrachaidh agus prìomh thachartasan atharrachadh a tha riatanach airson fàs agus roinneadh cealla ceart.
Faodaidh cuid de mhùthaidhean adhbhrachadh gu mòr air ginean riaghlaidh cearcall cealla, a’ leantainn gu iomadachadh cealla neo-riaghlaidh agus leasachadh tumhair Faodaidh na mùthaidhean sin buaidh a thoirt air prìomh ghinean leithid p53, a bhios mar as trice ag obair mar “suppressor tumor” agus a chuireas stad air roinneadh cealla ma thachras milleadh DNA.
Air an làimh eile, faodaidh mùthaidhean ann an ginean riaghlaidh cearcall cealla àicheil leantainn gu neo-ghnìomhachd no lughdachadh gnìomh. Faodaidh seo leantainn gu cruinneachadh de cheallan millte no ceallan le ana-cainnt ginteil, agus mar sin a’ meudachadh chunnart galairean leithid aillse a leasachadh. Am measg eisimpleirean de ghinean air an tug na mùthaidhean sin buaidh ginean CDK, a bhios mar as trice a’ cur bacadh air adhartas cearcall cealla nuair a lorgas iad milleadh DNA.
Dòighean airson sgrùdadh a dhèanamh air abairt ghinean ann an cearcall cealla
Tha diofar . Tha na dòighean sin a’ toirt cothrom dhuinn tuigse fhaighinn air na diofar dhòighean moileciuil a bhios a’ riaghladh gnìomhachd agus casg air abairt gine tron chearcall cealla. Tha trì de na dòighean as motha a chleachdar ann an rannsachadh air am mìneachadh gu h-ìosal:
Mion-sgrùdadh DNA microarray:
Tha mion-sgrùdadh DNA microarray na dhòigh-obrach a leigeas le bhith a’ tomhas faireachdainn mhìltean de ghinean Aig an aon àm. Tha e a’ toirt a-steach tar-chur cDNA air a chomharrachadh le probes sònraichte air sreath DNA air microchip. Tha dèinead a’ chomharran a thèid a sgaoileadh co-cheangailte ris an ìre de RNA teachdaire (mRNA) a tha an làthair san t-sampall. San dòigh seo, tha e comasach ginean aithneachadh aig a bheil an abairt ag atharrachadh aig diofar ìrean de chearcall nan cealla.
Freagairt slabhraidh polymerase fìor-ùine (PCR fìor-ùine):
Tha PCR fìor-ùine na dhòigh-obrach a leigeas le bhith a’ tomhas na tha de mRNA an làthair ann an sampall thar ùine. Le bhith a’ cleachdadh probes fluorescent a tha a’ ceangal ri toraidhean PCR, faodar an ìre de mRNA a chaidh a chruthachadh anns gach cearcall leudachaidh a dhearbhadh. Tha an dòigh seo gu sònraichte feumail airson mion-sgrùdadh abairt gine ann an fìor-ùine, leis gu bheil e a’ ceadachadh atharrachaidhean luath is mionaideach a lorg ann an abairt gine.
Mion-sgrùdadh sreath RNA (RNA-seq):
Tha mion-sgrùdadh seicheamh RNA na dhòigh ath-ghinealach a leigeas le bhith a’ faighinn fiosrachadh mionaideach mu mhìneachadh gine aig ìre an t-sreath Tha e a’ toirt a-steach a bhith a’ leantainn nam mìrean RNA a tha an làthair ann an sampall agus gan mapadh chun an genoma. Mar sin, tha e comasach na diofar ath-sgrìobhaidhean a chaidh a chruthachadh rè cearcall cealla a chomharrachadh agus a thomhas. Tha an teicneòlas seo a’ toirt sealladh iomlan air faireachdainn gine agus a’ ceadachadh tar-sgrìobhaidhean ùra agus isoforms a lorg.