Fase G1

All’interno del ciclo cellulare, c’è un rigoroso insieme di regole noto come sistema di controllo del ciclo cellulare che controlla la tempistica e il coordinamento delle fasi per assicurare un corretto ordine degli eventi. Gli inneschi biochimici conosciuti come chinasi ciclina-dipendenti (Cdks) accendono gli eventi del ciclo cellulare al momento giusto e nell’ordine corretto per evitare qualsiasi errore.

Ci sono tre punti di controllo nel ciclo cellulare: il punto di controllo G1/S o il punto di controllo Start nel lievito; il punto di controllo G2/M; e il punto di controllo del fuso.

Regolatori biochimiciModifica

Articolo principale: Ciclina E1

Durante la fase G1, l’attività della ciclina G1/S aumenta significativamente verso la fine della fase G1.

I complessi di ciclina che sono attivi durante le altre fasi del ciclo cellulare sono mantenuti inattivi per evitare che qualsiasi evento del ciclo cellulare avvenga fuori dall’ordine. Tre metodi per prevenire l’attività di Cdk si trovano nella fase G1: il legame di pRB ai fattori di trascrizione della famiglia E2F downregola l’espressione dei geni delle cicline della fase S; viene attivato il complesso anafase-promotrice (APC), che ha come bersaglio e degrada le cicline S e M (ma non le cicline G1/S); e un’alta concentrazione di inibitori di Cdk si trova durante la fase G1.

Punto di restrizioneModifica

Articolo principale: Punto di restrizione

Il punto di restrizione (R) nella fase G1 è diverso da un checkpoint perché non determina se le condizioni della cellula sono ideali per passare alla fase successiva, ma cambia il corso della cellula. Dopo che una cellula di vertebrato è stata nella fase G1 per circa tre ore, la cellula entra in un punto di restrizione in cui si decide se la cellula andrà avanti con la fase G1 o passerà alla fase G0 dormiente.

Questo punto separa anche due metà della fase G1; le fasi post-mitotica e pre-mitotica. Tra l’inizio della fase G1 (che è anche dopo la mitosi) e R, la cellula è conosciuta come la sottofase G1-pm, o la fase post-mitotica. Dopo R e prima di S, la cellula è conosciuta come in G1-ps, o l’intervallo di fase pre-S della fase G1.

Per far sì che la cellula continui attraverso la G1-pm, ci deve essere un’alta quantità di fattori di crescita e un tasso costante di sintesi proteica, altrimenti la cellula passerà alla fase G0.

Ricerche contrastanti

Alcuni autori diranno che il punto di restrizione e il checkpoint G1/S sono la stessa cosa, ma studi più recenti hanno sostenuto che ci sono due punti diversi nella fase G1 che controllano la progressione della cellula. Il primo punto di restrizione dipende dal fattore di crescita e determina se la cellula passa alla fase G0, mentre il secondo checkpoint dipende dalla nutrizione e determina se la cellula passa alla fase S.

Il checkpoint G1/SModifica

Articolo principale: Checkpoint del ciclo cellulare

Il checkpoint G1/S è il punto tra la fase G1 e la fase S in cui la cellula è autorizzata a progredire nella fase S. Le ragioni per cui la cellula non passa alla fase S includono una crescita cellulare insufficiente, un DNA danneggiato, o altri preparativi che non sono stati completati.

Al checkpoint G1/S, la formazione della ciclina G1/S con Cdk per formare un complesso impegna la cellula ad un nuovo ciclo di divisione. Questi complessi attivano poi i complessi S-Cdk che vanno avanti con la replicazione del DNA nella fase S. Contemporaneamente, l’attività del complesso che promuove l’anafase (APC) diminuisce significativamente, permettendo alle cicline S e M di attivarsi.

Se una cellula non riesce a passare alla fase S, entra nella fase G0 dormiente in cui non c’è crescita o divisione cellulare.

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