Cellcykeln och kontrollsystem

import MultipleChoiceQuiz from ”@/components/MultipleChoiceQuiz.astro”; import FillInQuiz from ”@/components/FillInQuiz.astro”; import SimpleProgress from ”@/components/SimpleProgress.astro”;

Replikationen (se Replikation) dubblerar DNA:t, mitos (Kromosomer och mitos) delar cellen och mutationer (Genmutationer och Kromosommutationer) kan förändra arvet . Cellcykeln kopplar ihop dessa processer och säkerställer att cellen bara delar sig när DNA:t är helt, korrekt kopierat och miljön är gynnsam.

Utöver dessa faser tas ibland G0 upp, vilket innebär att cellen har lämnat cellcykeln och enbart utför sina vanliga uppgifter. Det gäller framförallt celler som har en väldigt långsamm celldelning, som exempelvis nervceller.

En illustration över cellcykeln. Notera skillnaden i längd mellan I (interfas) och M (mitos/meios).

<MultipleChoiceQuiz question=“Vilken fas i cellcykeln är direkt kopplad till DNA-replikation?” options={[“G1”, “S-fasen”, “G2”, “M-fasen”]} correctAnswer={1} explanation=“DNA kopieras under S-fasen så att varje dottercell kan få en komplett genuppsättning i den kommande mitosen.” quizId=“bio1-4-5c-sfas” />

Checkpoints – cellens kvalitetskontroll

Tre större kontrollstationer (checkpoints) avgör om cellen får gå vidare:

Misslyckas cellen med ett test pausar processen. Antingen repareras skadan, cellen går in i vilofasen G0, eller så triggas apoptos (programmerad celldöd).

<FillInQuiz question=“Vad kallas vilofasen som celler kan gå in i om de inte passerar G1/S-checkpointen?” correctAnswers={[“G0”, “g0”, “g-zero”, “vilofas”]} explanation=“Cellcykeln kan pausas genom att cellen går in i G0, en vilofas där den inte längre förbereder sig för delning.” quizId=“bio1-4-5c-g0” />

Cykliner och CDK – reglering av cellcykeln

Cellcykelns tempo styrs av cykliner (reglerande proteiner) och CDK (cyklin-beroende kinaser).

Cyklin är proteiner som aktiverar de olika faserna i cellcykeln, CDK har i sin tur rollen att aktivera cykliner.

På det sättet agerar de en dubbelkontroll av cellcykeln. När ett cyclin binder till rätt CDK aktiveras kinaset och fosforylerar målproteiner som driver cellen vidare.

<MultipleChoiceQuiz question=“Vad händer när ett cyklin binder till sitt CDK?” options={[ “Cyclinet bryts ner och cellen går in i apoptos”, “CDK aktiveras och kan fosforylera målproteiner”, “DNA-replikationen stoppas permanent”, “Cellen hoppar över M-fasen” ]} correctAnswer={1} explanation=“Cycliner aktiverar CDK som fosforylerar målproteiner. Dessa signaler driver cellen in i nästa fas vid rätt tidpunkt.” quizId=“bio1-4-5c-cdk” />

I fördjupningen kan du läsa mer om Nobelpriset i Medicin från 2001. Då belönades just upptäckten av cykliner och CDK, och deras påverkan på cellcykeln.

Koppling till mutationer och sjukdom

• Replikationsfel i S-fasen hanteras direkt av checkpoints och reparationssystem.
• Genmutationer som påverkar cycliner, CDK eller checkpoint-proteiner kan göra att cellen delar sig okontrollerat.
• Kromosommutationer (ex. felkopplade spindelfibrer) fångas upp i metafas-checkpointen, men om kontrollen misslyckas kan dotterceller få fel kromosomantal.
• Cancer (se nästa avsnitt) uppstår ofta när flera av dessa skyddssystem är satta ur spel.

<FillInQuiz question=“Vilken checkpoint kontrollerar att kromosomerna sitter korrekt fast i den mitotiska spolen innan systerkromatiderna separeras?” correctAnswers={[“metafas”, “spindelkontroll”, “M-fas”, “spindle checkpoint”]} explanation=“I metafas-checkpointen säkerställs att varje kromosom är fäst vid mikrotubuli från båda polerna så att dottercellerna får rätt kromosomuppsättning.” quizId=“bio1-4-5c-metafas” />

Sammanfattning

• Cellcykeln binder ihop replikation, celldelning och mutationskontroll.
• Checkpoints i G1, G2 och metafas hindrar cellen från att gå vidare vid skador eller ofullständig replikation.
• Cycliner och CDK fungerar som molekylära klockor som startar och stoppar varje fas..
• Störningar i något av dessa steg kan leda till mutationer som går i arv till dotterceller, och på sikt cancer.