Fase G1
A fase G1 (onde G é a inicial da palabra inglesa gap, 'intervalo', ou growth, 'crecemento') é a primeira das catro fases do ciclo celular que ten lugar durante a división da célula eucariota. É o primeiro período da interfase, no cal a célula sintetiza ARN mensaxeiro e proteínas para funcionar e prepararse para a seguinte fase da mitose. A fase G1 remata cando a célula pasa á fase S da interfase. A célula pasa aproximadamente o 30-40 % do tempo do ciclo celular na fase G1.
Introdución editar
(Ver cariotipo).
A fase G1 xunto coa fase S e a G2 comprende o longo período de crecemento do ciclo celular chamado interfase que ten lugar antes da división celular mitótica (fase M).[1]
Durante a fase G1 a célula crece en tamaño e sintetiza ARNm e proteínas que se necesitarán para a síntese de ADN. Unha vez que as proteínas necesarias e o crecemento están completas, a célula entra na seguinte fase do ciclo celular, a fase S. A duración de cada fase, incluída a G1, é diferente en distintos tipos de células. En células somáticas humanas típicas, o ciclo celular dura unhas 10 horas, e a G1 dura varias horas.[2] Porén, en embrións de Xenopus, ourizo de mar e Drosophila, a G1 apenas existe e defínese como o intervalo de separación, se hai algún, entre o final da mitose e a fase S.[2]
A fase G1 e as outras fases do ciclo celular poden ser afectadas por factores de crecemento limitantes, como o fornecemento de nutrientes, a temperatura e o espazo para crecer. Debe haber suficientes nucleótidos e aminoácidos para sintetizar ARNm e proteínas. As temperaturas fisiolóxicas son óptimas para o crecemento celular; nos humanos uns 37 °C.[1]
A fase G1 é especialmene importante no ciclo celular porque determina se unha célula está destinada a dividirse ou a abandonar o ciclo celular.[2] Se a célula está destinada a non dividirse, en vez de pasar á fase S, pasa a un estado de dormancia chamado fase G0. A maioría das células non proliferativas de vertebrqados entran an fase G0.[1]
Regulación editar
Dentro do ciclo celular hai un estrito conxunto de regulacións chamadas sistema de control do ciclo celular que controlan a cronoloxía e coordinación das fases para asegurar unha correcta orde dos eventos. Os causantes bioquímicos son as quinases dependentes de ciclinas (Cdks), que funcionan como os interruptores que dan paso aos sucesivos eventos do ciclo celular no momento axeitado e na orde correcta para impedir erros.[2]
Hai tres puntos de control do ciclo celular: o punto de control de G1/S (ou punto de control de inicio en lévedos), o punto de control de G2/M, e o punto de control do fuso.[1]
Reguladores bioquímicos editar
- Artigo principal: Ciclina E1.
Durante a fase G1 a actividade das ciclinas de G1/S aumenta significativamente contra o final da fase G1.
Os complexos de ciclinas que son activas durante outras fases do ciclo celular mantéñense inactivadas para impedir que ningún evento do ciclo celular ocurra na orde indebida. Hai tres métodos de impedir a actividade de Cdk na fase G1: a unión da pRB á familia E2F de factores de transcrición regula á baixa a expresión dos xenes de ciclinas da fase S; actívase o complexo promotor da anafase (APC), o cal degrada as ciclinas das fases S e M (pero non as ciclinas de G1/S); e hai unha alta concentración de inhibidores de Cdk durante a fase G1.[2]
Punto de restrición editar
O punto de restrición (R) da fase G1 é diferente do punto de control (checkpoint) porque non determina se as condicións celulares son ideais para pasar á seguinte fase, senón que cambia o curso da célula. Despois de que unha célula de vertebrado leva en fase G1 unhas tres horas, a célula chega ao punto de restrición no cal decide se a célula avanza alén da fase G1 ou pasa ao estado dormente da fase G0.[3]
Este punto de restrición divide en dúas metades a fase G1; as fases posmitótica e premitótica. Entre o principio de G1 (que é despois de que ocorreu a mitose anterior) e R, a célula dise que está na subfase G1-pm, ou fase posmitótica. Despois de R e antes de S, a célula dise que está na subfase G1-ps, ou o intervalo pre-S da fase G1.[4]
Para que a célula continúe á G1-pm debe haber unha alta cantidade de factores de crecemento e unha taxa estable de síntese de proteínas; doutro modo, a célula pasa á fase G0.[4]
Investigacións controvertidas editar
Algúns autores din que o punto de restrición e o punto de control de G1/S son a mesma cousa,[1][2] pero estudos máis recentes argumentan que son dous puntos diferentes dentro da fase G1 que controlan a progresión da célula. O primeiro punto de restrición depende de factores de crecemento e determina se a célula pasa á fase G0, mentres que o segundo punto de control depende dos nutrientes e determina se a célula avanza cara á fase S.[3][4]
O punto de control G1/S editar
- Artigo principal: Punto de control do ciclo celular.
O punto de control G1/S está entre as fases G1 e S, nas cales a célula queda libre para progresar á fase S. As razóns polas que unha célula non debería avanzar á fase S son as seguintes: crecemento celular insuficiente, danos no ADN, ou outros preparativos que non foron completados.
No punto de control de G1/S a formación dun complexo entre a ciclina de G1/S e Cdk destina a célula a un novo ciclo de división.[2] Estes complexos despois activan os complexos S-Cdk que avanzan coa replicación do ADN na fase S. Ao mesmo tempo, a actividade do complexo promotor da anafase (APC) diminúe significativamente, permitindo que se activen as ciclinas de S e M.
Se a célula non pode pasar á fase S, entra no estado dormente G0, no cal non hai crecemetno celular nin división.[1]
No cancro editar
Moitas fontes ligaron as irregularidades na fase G1 ou no punto de control G1/S ao crecemento incontrolado de tumores. Nestes casos nos que a fase G1 está afectada, xeralmente é debido a que proteínas reguladoras da xenes da familia E2F perderon a súa restrición e incrementaron a expresión xénica das ciclinas de G1/S, o que leva a entrar nun ciclo celular incontrolado.[2]
Porén, a curación dalgunhas formas de cancro tamén depende da fase G1 do ciclo celular. Conseguiu frearse a proliferación de moitos casos de cancros, como os de mama[5] e o de pel,[6] facendo que as células tumorais deteñan do ciclo celular en G1, o que impide que as células se dividan e espallen.
Notas editar
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (2000). Molecular cell biology (4ª ed.). Nova York: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3136-8.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 Morgan, David (2007). The Cell Cycle: Principals of Control. Londres: New Science Press LTD.
- ↑ 3,0 3,1 Foster DA, Yellen P, Xu L, Saqcena M (novembro de 2010). "Regulation of G1 Cell Cycle Progression: Distinguishing the Restriction Point from a Nutrient-Sensing Cell Growth Checkpoint(s)". Genes & Cancer 1 (11): 1124–31. PMC 3092273. PMID 21779436. doi:10.1177/1947601910392989.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Zetterberg A, Larsson O, Wiman KG (decembro de 1995). "What is the restriction point?". Current Opinion in Cell Biology 7 (6): 835–42. PMID 8608014. doi:10.1016/0955-0674(95)80067-0.
- ↑ Wali VB, Bachawal SV, Sylvester PW (xuño de 2009). "Combined treatment of gamma-tocotrienol with statins induce mammary tumor cell cycle arrest in G1". Experimental Biology and Medicine 234 (6): 639–50. PMID 19359655. doi:10.3181/0810-RM-300.
- ↑ Ye Y, Wang H, Chu JH, Chou GX, Chen SB, Mo H, Fong WF, Yu ZL (xuño de 2011). "Atractylenolide II induces G1 cell-cycle arrest and apoptosis in B16 melanoma cells". Journal of Ethnopharmacology 136 (1): 279–82. PMID 21524699. doi:10.1016/j.jep.2011.04.020.