די גענעס וואָס אָנטייל נעמען אין די צעל ציקל זענען פונדאַמענטאַל פֿאַר די ריכטיק פאַנגקשאַנינג און אַנטוויקלונג פון אָרגאַניזאַמז. דעם קאָמפּלעקס פּראָצעס רעגיאַלייץ דנאַ דופּליקיישאַן, צעל אָפּטייל, און די געהעריק פאַרשפּרייטונג פון טשראָמאָסאָומז אין טאָכטער סעלז. דורך שטרענג קאָנטראָל מעקאַניזאַמז, די גענעס ינוואַלווד אין די צעל ציקל זיי ינשור די גענאָמיק אָרנטלעכקייַט און גענוי רעפּראָדוקציע פון סעלז. אין דעם אַרטיקל, מיר וועלן ויספאָרשן די קריטיש גענעס אין דעם קריטיש פאַסע פון סעליאַלער לעבן, ווי געזונט ווי זייער פונדאַמענטאַל ראָלע אין געזונט און אין דער פאַרהיטונג פון חולאתן שייַכות צו די אָלטעריישאַן פון די צעל ציקל.
הקדמה צו דער צעל ציקל
דער צעל ציקל איז דער פּראָצעס דורך וואָס אַ צעל צעטיילט און דזשענערייץ צוויי יידעניקאַל טאָכטער סעלז. עס איז אַ וויטאַל געשעעניש אין דער אַנטוויקלונג און וווּקס פון מולטיסעללולאַר אָרגאַניזאַמז, ווי געזונט ווי אין דער פאַרבייַט פון דאַמידזשד אָדער טויט סעלז. דער פּראָצעס איז דורכגעקאָכט אין עטלעכע שליסל סטאַגעס וואָס ענשור די ריכטיק דופּליקיישאַן און סעגרעגאַציע פון די גענעטיק מאַטעריאַל.
El צעל ציקל עס באשטייט פון דריי הויפּט פאַסעס: צובינד, mitosis y citocinesisבעשאַס ינטערפאַסע, דער צעל פּערפאָרמז רובֿ פון אירע פונקציעס און גרייט זיך צו דער חילוק. עס איז סאַבדיוויידיד אין דריי סטאַגעס: די G1 פאַסע, די S פאַסע און די G2 פאַסע. בעשאַס די G1 פאַסע, די צעל וואקסט און פּערפאָרמז נאָרמאַל מעטאַבאַליק אַקטיוויטעטן. אין די S פאַסע, דנאַ דופּליקיישאַן אַקערז, בשעת אין די G2 פאַסע, דער צעל פּריפּערז פֿאַר די לעצט אָפּטייל.
מיטאָסיס איז אַ קריטיש בינע פון די צעל ציקל אין וואָס די גענעטיק מאַטעריאַל איז צעטיילט און צעשיקט גלייַך צווישן די טאָכטער סעלז. עס איז סאַבדיוויידיד אין עטלעכע פאַסעס: נבואה, פּראָמעטאַפאַסע, מעטאַפאַסע, anafase און טעלאָפאַסע. בעשאַס פּראָפעסיע, טשראָמאָסאָמעס קאַנדענסט און די מיקראָטובולעס פון די מיטאָטיש שפּינדל זענען געשאפן. אין פּראָמעטאַפאַסע, מיקראָטובולעס צוטשעפּען צו טשראָמאָסאָומז און שלעפּן זיי אין אַליינמאַנט אויף די עקוואַטאָריאַל טעלער בעשאַס מעטאַפאַסע. די טשראָמאָסאָמעס צעטיילן זיך און מאַך צו די פאַרקערט פּויליש פון דער צעל בעשאַס אַנאַפאַסע. צום סוף, אין טעלאָפאַסע, צוויי טאָכטער נוקליי זענען געשאפן און די טשראָמאָסאָומז דיקאַנדאַנז.
צעל ציקל קאָנטראָל מעקאַניזאַמז
דער "צעל ציקל" איז אַ "קאָמפּלעקס און העכסט רעגיאַלייטאַד פּראָצעס וואָס ינשורז די ריכטיק דופּליקיישאַן פון גענעטיק מאַטעריאַל" און געהעריק צעל אָפּטייל. .
איינער פון די הויפּט קאָנטראָל מעקאַניזאַמז איז די דאַמידזשד דנאַ טשעקפּוינט. דער מעקאַניזאַם יימז צו דעטעקט און פאַרריכטן קיין דנאַ שעדיקן איידער עס אַדוואַנסאַז צו דער ווייַטער שריט. פון די צעל ציקל. אויב דאַמידזשד דנאַ איז דיטעקטאַד, שרעק סיגנאַלז זענען אַקטיווייטיד וואָס האַלטן צעל ציקל פּראַגרעשאַן און לאָזן די שעדיקן צו זיין ריפּערד איידער פאָרזעצן. די שוץ איז קריטיש פֿאַר פּרעווענטינג די פּראָוליפעריישאַן פון סעלז מיט גענעטיק מיוטיישאַנז און איז ספּעציעל וויכטיק אין פּרעווענטינג די אַנטוויקלונג פון חולאתן אַזאַ ווי ראַק.
אן אנדער קאָנטראָל מעקאַניזאַם איז די דנאַ רעפּלאַקיישאַן טשעקפּוינט. אין דעם פונט, עס איז וועראַפייד אַז די דנאַ איז רעפּליקייטיד ריכטיק איידער די צעל אַדוואַנסיז צו די צעל אָפּטייל בינע. אויב ערראָרס אין דנאַ רעפּלאַקיישאַן זענען דיטעקטאַד, צעל ציקל פּראַגרעשאַן איז סטאַפּט צו לאָזן פאַרריכטן פון די ערראָרס אָדער ילימאַניישאַן פון דעפעקטיווע סעלז. דעם ינשורז גענעטיק פעסטקייַט און פּריווענץ די פאַרשפּרייטן פון מיוטיישאַנז אין טאָכטער סעלז.
פאַסעס פון די צעל ציקל: ינטערפאַסע און מיטאָסיס
דער צעל ציקל איז דער פּראָצעס דורך וואָס איין צעל צעטיילט צו דזשענערייט צוויי טאָכטער סעלז. דער פּראָצעס באשטייט פון עטלעכע סטאַגעס, מיט "ינטערפאַסע" און "מיטאָסיס" זייַנען די הויפּט פייזאַז פון די צעל ציקל.
די צובינד דאָס איז די צייט אין וואָס דער צעל איז נישט אַקטיוולי צעטיילט, אָבער פירט פאַרשידן אַקטיוויטעטן וואָס זענען יקערדיק פֿאַר זייַן וווּקס און וישאַלט. בעשאַס די צובינד, דרייַ סובפאַסעס קענען זיין אונטערשיידן:
- G1 פאַזע: דער צעל ינקריסיז זיין גרייס און פּריפּערז פֿאַר דנאַ רעפּלאַקיישאַן.
- S פאַסע: דנאַ סינטעז נעמט אָרט, ריזאַלטינג אין די פּינטלעך דופּליקאַטיאָן פון די גענעטיק מאַטעריאַל.
- פאַסע G2: אין דעם בינע, דער צעל איז צוגעגרייט פֿאַר פּאָזיציע אין די מיטאָסיס פאַסע און די אָרנטלעכקייַט פון די דופּליקייטיד דנאַ איז וועראַפייד.
נאָך קאַמפּליטינג ינטערפאַסע, דער צעל גייט אריין די mitosis. בעשאַס מיטאָסיס, די קערן פון דער צעל צעטיילט אין צוויי טאָכטער נוקליי, יעדער מיט אַן יידעניקאַל קאָפּיע פון די גענעטיק מאַטעריאַל. מיטאָסיס איז צעטיילט אין עטלעכע סובפאַסע: פּראָפאַסע, מעטאַפאַסע, אַנאַפאַסע און טעלאָפאַסע. די סובפאַסיז זענען קעראַקטערייזד דורך ענדערונגען אין דער אָרגאַניזאַציע פון די טשראָמאָסאָומז און אין די אָרדענונג פון די מיקראָטובולעס פון די מיטאָטיק שפּינדל, לעסאָף אַלאַוינג די ריכטיק פאַרשפּרייטונג פון די טשראָמאָסאָומז אין די טאָכטער סעלז.
וויכטיקייט פון גענעס אין די צעל ציקל
אין דער ווונדערלעך וועלט פון צעל ביאָלאָגי, דער צעל ציקל איז אַ פונדאַמענטאַל פּראָצעס פֿאַר די וווּקס און רעפּראָדוקציע פון לעבעדיק אָרגאַניזאַמז. גענעס שפּילן אַ קריטיש ראָלע אין דעם ציקל, ווייַל זיי זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר קאַנטראָולינג און רעגיאַלייטינג די פאַרשידענע סטאַגעס וואָס פאַלן אין סעלז. ווייַטער, מיר וועלן ויספאָרשן די.
1. רעגולירן פון צעל טייל: גענעס זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר אָרקעסטרייטינג צעל אָפּטייל אין אַ גענוי און באַלאַנסט שטייגער. דורך קאָמפּלעקס מאָלעקולאַר ינטעראַקשאַנז, גענעס ינשור אַז סעלז צעטיילן רעכט, אַוווידיד ערראָרס וואָס קען פירן צו די פאָרמירונג פון טומאָרס אָדער גענעטיק מאַלפאָרמיישאַנז. ספּאַסיפיקלי, גענעס קאָנטראָלירן די שריט פון די צעל ציקל באקאנט ווי די S פאַסע, אין וואָס דנאַ איז רעפּליקייטיד, צו ענשור די אָרנטלעכקייַט און פאַדעלאַטי פון גענעטיק אינפֿאָרמאַציע.
2. דנאַ פאַרריכטן: אין דער צעל ציקל, גענעס אויך שפּילן אַ וויטאַל ראָלע אין ריפּערינג דנאַ שעדיקן. ווען ערראָרס אָדער ינדזשעריז פאַלן אין די גענעטיק מאַטעריאַל בעשאַס רעפּלאַקיישאַן, די גענעס אַקטאַווייט פאַרריכטן פּאַטווייז וואָס זענען פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר קערעקטינג די דאַמידזשיז און האַלטן די אָרנטלעכקייַט פון די גענאָמע. אָן די ינטערווענטיאָן פון גענעס, סעלז קען אָנקלייַבן מיוטיישאַנז און אַנטוויקלען יערושעדיק אָדער קונה גענעטיק חולאתן.
3. קאָנטראָל פון צעל גראָוט און טויט: אן אנדער קריטיש אַספּעקט פון די צעל ציקל איז די קאָנטראָל פון די קורס פון וווּקס און טויט פון סעלז. גענעס האַלטן אַ וואָג צווישן צעל פּראָוליפעריישאַן און די צעל טויט פּראָוגראַמד, באקאנט ווי אַפּאָפּטאָסיס. אין דעם וועג, די גענעס ענשור אַז די געוועב איז רינייט רעכט און אַז עס איז קיין אַנקאַנטראָולד גראָוט פון סעלז וואָס קען פירן צו חולאתן אַזאַ ווי ראַק. אין דערצו, גענעס אויך רעגולירן סעליאַלער יידזשינג און סענעססענסע, פּרעווענטינג ירעפּעראַבאַל שעדיקן צו דעם אָרגאַניזם.
אין קיצער, גענעס שפּילן אַ וויטאַל ראָלע אין די צעל ציקל דורך קאַנטראָולינג צעל אָפּטייל, פאַרריכטן און טויט. די פאַנגקשאַנז זענען יקערדיק צו גאַראַנטירן די געזונט און געהעריק פאַנגקשאַנינג פון לעבעדיק אָרגאַניזאַמז. דורך זייער קאָמפּלעקס מאָלעקולאַר ינטעראַקשאַנז, גענעס ינשור אַז סעלז האַלטן זייער גענעטיק אָרנטלעכקייַט און ויסמיידן אַנקאַנטראָולד פּראָוליפעריישאַן וואָס קען פירן צו גענעטיק חולאתן און ראַק. אין קורץ, גענעס זענען די הארן פון די צעל ציקל און זייער וויכטיקייט אין דער וועלט פון צעל ביאָלאָגי איז אַנקוועסטשאַנאַבאַל.
הויפּט גענעס ינוואַלווד אין צעל ציקל רעגולירן
זיי זענען פונדאַמענטאַל צו גאַראַנטירן די געהעריק וווּקס און אַנטוויקלונג פון אָרגאַניזאַמז. די גענעס קאָנטראָלירן די פאַרשידענע פּראַסעסאַז וואָס פאַלן בעשאַס די צעל ציקל, ינשורינג זייער ריכטיק סיקוואַנס און פּרעווענטינג די פּראָוליפעריישאַן פון אַבנאָרמאַל סעלז. ונטער זענען עטלעכע פון די מערסט באַוווסט גענעס ינוואַלווד אין דעם רעגולירן:
פּ53 דזשין: דעם דזשין פיעסעס אַ קריטיש ראָלע אין אָנוווקס סאַפּרעשאַן און פאַרהיטונג פון ראַק. עס אקטן ווי אַ אָנוווקס סאַפּרעסער, סטאָפּפּינג די פּראָוליפעריישאַן פון דאַמידזשד אָדער מיוטייטיד סעלז. ווען דנאַ שעדיקן איז דיטעקטאַד, די פּ53 דזשין ינדוסיז פאַרריכטן אָדער פּראָוגראַמד צעל טויט, פּרעווענטינג די פאַרשפּרייטן פון אַבנאָרמאַל סעלז.
CDK (סיקלין-אָפענגיק קינאַסע) דזשין: די גענעס קאָדירן פּראָטעין ענזימעס וואָס רעגולירן די פּראַגרעשאַן פון די צעל ציקל, CDKs אַקט דורך בינדינג צו ספּעציפיש סיקלינס אין פאַרשידענע פאַסעס פון די ציקל, אַזוי אַקטאַווייטינג זייער אייגן פֿונקציע און אַלאַוינג די יבערגאַנג צו דער ווייַטער פאַסע. די גענוי רעגולירן פון די ענזימעס איז יקערדיק צו פאַרמייַדן אַנקאַנטראָולד צעל פּראָוליפעריישאַן.
Rb משפּחה גענעס: די Rb (רעטינאָבלאַסטאָמאַ) משפּחה גענעס שפּילן אַ יקערדיק ראָלע אין די נעגאַטיוו רעגולירן פון צעל אָפּטייל, די גענעס ענקאָוד פּראָטעינס וואָס אַקט ווי אָנוווקס סאַפּרעסערז, פּרעווענטינג צעל ציקל פּראַגרעשאַן, ביז טנאָים זענען פּאַסיק פֿאַר טייל. Rb פּראָטעינס בינדן צו טראַנסקריפּציע סיבות, אַזוי רעגיאַלייטינג די אויסדרוק פון די גענעס פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר פּאָזיציע אין די S און G2 פאַסעס.
פאַנגקשאַנז פון אָנוווקס סאַפּרעסער גענעס
טומאָר סאַפּרעסער גענעס, אויך באקאנט ווי אַנטיקאָגענעס, שפּילן אַ קריטיש ראָלע אין רעגיאַלייטינג צעל גראָוט און פּרעווענטינג די אַנטוויקלונג פון מאַליגנאַנט טומאָרס. די גענעס אַקט ווי סעליאַלער טויער-קיפּערז, קאַנטראָולינג די אַנקאַנטראָולד פּראָוליפעריישאַן פון סעלז און פּראַמאָוטינג זייער פּראָוגראַמד טויט ווען נייטיק. ונטער זענען עטלעכע פון די הויפּט פאַנגקשאַנז פון אָנוווקס סאַפּרעסער גענעס:
- ינאַבישאַן פון צעל טייל: טומאָר סאַפּרעסער גענעס פּראָדוצירן פּראָטעינס וואָס פּאַמעלעך די צעל ציקל און פאַרמייַדן יבעריק צעל רעפּראָדוקציע. די פּראָטעינס אַדכיר צו ענזימעס וואָס העכערן צעל אָפּטייל, רעגיאַלייטינג זייער טעטיקייט און אַזוי פּרעווענטינג די אַנקאַנטראָולד גראָוט פון ראַק סעלז.
- דיטעקשאַן און פאַרריכטן פון דנאַ שעדיקן: די גענעס זענען אויך ינוואַלווד אין מאָניטאָרינג און מיינטיינינג די אָרנטלעכקייַט פון די גענעטיק מאַטעריאַל פון סעלז. אויב דנאַ שעדיקן אַקערז, אָנוווקס סאַפּרעסער גענעס אַקטאַווייט פאַרריכטן מעקאַניזאַמז אָדער ינדוסירן פּראָוגראַמד צעל טויט צו פאַרמייַדן די פּראָוליפעריישאַן פון דאַמידזשד סעלז וואָס קען ווערן טומאָרס.
- אַנגיאָגענעסיס קאָנטראָל: טומאָר סאַפּרעסער גענעס אויך באַגרענעצן די פאָרמירונג פון נייַ בלוט כלים אין טומאָרס, אַ פּראָצעס באקאנט ווי אַנגיאָגענעסיס. די פּראָטעינס ינכיבאַט די וווּקס פון בלוט כלים וואָס קאָרמען די אָנוווקס, דיפּרייווינג עס פון זויערשטאָף און יקערדיק נוטריאַנץ, וואָס ראַדוסאַז זייַן פיייקייט צו יקספּאַנד און פאַרשפּרייטן.
אין קיצער, אָנוווקס סאַפּרעסער גענעס שפּילן אַ קריטיש ראָלע אין ראַק פאַרהיטונג און קאָנטראָל דורך טייטלי רעגיאַלייטינג צעל גראָוט, ריפּערינג דנאַ שעדיקן און פּרעווענטינג אַנגיאָגענעסיס. די לערנען פון די גענעס און זייער פונקציע גיט אונדז אַ גרעסערע פארשטאנד פון די מעקאַניזאַמז וואָס האַלטן סעליאַלער געזונט און העלפּס אונדז אַנטוויקלען עפעקטיוו טעראַפּיוטיק סטראַטעגיעס צו קאַמבאַט ראַק.
ווירקונג פון מיוטיישאַנז אין צעל ציקל גענעס
מיוטיישאַנז אין צעל ציקל גענעס קענען האָבן אַ באַטייטיק פּראַל אויף נאָרמאַל צעל ציקל רעגולירן און פונקציע. די מיוטיישאַנז קענען טוישן סיגנאַלינג פּאַטווייז און שליסל געשעענישן נייטיק פֿאַר געהעריק צעל גראָוט און אָפּטייל.
עטלעכע מיוטיישאַנז קענען אָנמאַכן כייפּעראַקטיוויישאַן פון צעל ציקל רעגולאַטאָרי גענעס, ריזאַלטינג אין אַנקאַנטראָולד צעל פּראָוליפעריישאַן און אָנוווקס אַנטוויקלונג.די מיוטיישאַנז קענען ווירקן שליסל גענעס אַזאַ ווי p53, וואָס נאָרמאַלי אקטן ווי אַ "טומאָר סאַפּרעסער" און סטאַפּס צעל טייל אין די געשעעניש פון דנאַ שעדיקן.
אויף די אנדערע האַנט, מיוטיישאַנז אין נעגאַטיוו צעל ציקל רעגולאַטאָרי גענעס קענען רעזולטאַט אין ינאַקטיוויישאַן אָדער דיקריסט פונקציע. דאָס קען פירן צו אַ אַקיומיאַליישאַן פון דאַמידזשד סעלז אָדער סעלז מיט גענעטיק אַבנאָרמאַלאַטיז, אַזוי ינקריסינג די ריזיקירן פון דעוועלאָפּינג חולאתן אַזאַ ווי ראַק. ביישפילן פון גענעס אַפעקטאַד דורך די מיוטיישאַנז אַרייַננעמען CDK גענעס, וואָס נאָרמאַלי ינכיבאַט די פּראַגרעשאַן פון די צעל ציקל ווען זיי דעטעקט דנאַ שעדיקן.
מעטהאָדס צו לערנען די אויסדרוק פון גענעס אין די צעל ציקל
עס זענען פאַרשידן . די מעטהאָדס לאָזן אונדז צו פֿאַרשטיין די פאַרשידענע מאָלעקולאַר מעקאַניזאַמז וואָס רעגולירן די אַקטאַוויישאַן און ינאַבישאַן פון דזשין אויסדרוק איבער די צעל ציקל. דריי פון די מערסט געוויינט מעטהאָדס אין פאָרשונג זענען דיסקרייבד אונטן:
אַנאַליסיס פון דנאַ מיקראָאַררייַ:
דנאַ מיקראָאַררייַ אַנאַליסיס איז אַ טעכניק וואָס אַלאַוז מעסטן די אויסדרוק פון טויזנטער פון גענעס. אין דער זעלבער צייט. עס באשטייט פון די כייברידיזיישאַן פון cDNA מיט ספּעציפיש פּראָבעס אויף אַ דנאַ מענגע אויף אַ מיקראָטשיפּ. די ינטענסיטי פון די סיגנאַל ימיטיד איז שייך צו די סומע פון מעסינדזשער רנאַ (מרנאַ) פאָרשטעלן אין די מוסטער. אין דעם וועג, עס איז מעגלעך צו ידענטיפיצירן גענעס וועמענס אויסדרוק וועריז אין פאַרשידענע פייזאַז פון די צעל ציקל.
פאַקטיש-צייט פּאָלימעראַסע קייט רעאַקציע (פאַקטיש-צייט פּקר):
פאַקטיש-צייט פּקר איז אַ טעכניק וואָס אַלאַוז קוואַנטיפיקאַטיאָן פון די סומע פון מרנאַ פאָרשטעלן אין אַ מוסטער איבער צייט. ניצן פלורעסאַנט פּראָבעס וואָס בינדן צו פּקר פּראָדוקטן, די סומע פון מרנאַ דזשענערייטאַד אין יעדער אַמפּלאַפאַקיישאַן ציקל קענען זיין באשלאסן. דעם טעכניק איז ספּעציעל נוציק פֿאַר אַנאַלייזינג דזשין אויסדרוק אין רעאלע צייט, זינט עס אַלאַוז צו דעטעקט גיך און גענוי ענדערונגען אין דזשין אויסדרוק.
RNA סיקוואַנסינג (RNA-seq) אַנאַליסיס:
RNA סיקוואַנסינג אַנאַליסיס איז אַ ווייַטער-דור טעכניק וואָס אַלאַוז איר צו באַקומען דיטיילד אינפֿאָרמאַציע וועגן דזשין אויסדרוק אויף די סיקוואַנס מדרגה. אזוי, עס איז מעגלעך צו ידענטיפיצירן און קוואַנטיפיצירן די פאַרשידענע טראַנסקריפּץ דזשענערייטאַד בעשאַס די צעל ציקל. די טעכנאָלאָגיע אָפפערס אַ פולשטענדיק מיינונג פון דזשין אויסדרוק און אַלאַוז די ופדעקונג פון נייַע טראַנסקריפּץ און יסאָפאָרמס.
