16. Celcyclus:
16.1. Inleiding:
celcyclus = reeks van opeenvolgende gebeurtenissen, leiden tot vermeerdering van cellen
(klaarmaken om te delen)
bestaat uit 2 delen:
- interfase: cel verdubbelt in grootte en DNA-replicatie grijpt plaats
- mitose: genoom en celorganellen worden verdeeld met het oog op de celdeling
cellen kunnen worden onderverdeeld in 2 grote groepen:
- niet-delende celpopulatie: cellen die een hoge vorm van specialisatie hebben
aangenomen; bv. skelet- en hartspierweefsel, neuronen, erytrocyten. Deze cellen
stoppen met delen eens zij in de eindfase van hun differentiatie zijn
- delende celpopulatie: epitheelcellen, stamcellen in beenmerg, cellen die aanleiding
geven tot de vorming van gameten
16.2. Weefselgroei:
kan op 2 manieren;
- hypertrofie: toename van celgrootte (bodybuilding)
- hyperplasie: toename van aantal cellen
celdelingsproces:
- eigenlijke mitose duurt kort (1-1,5 uur)
- is een klein onderdeel van de celcyclus
- celcyclus kan tot 12 uur tot maanden of zelfs jaren duren
16.3. Celcyclus:
⇒ belangrijkste fase: G1
functie cyclus: accurate duplicatie van de hoeveelheid DNA in de chromosomen en
segregatie in 2 identieke kopieën (= dochtercellen)
2 grote fasen in celcyclus:
- S-fase: DNA-duplicatie (S = synthese)
- M-fase: segregatie (M = mitose)
, G0-fase: metabool actief, stabiele
rustsituatie, kunnen alles doen,
maar geen proliferatie
- G1, S en G2 vormen samen de interfase
→ duurt gem. in humane prolifererende cel 23 v/d 24 uur durende celcyclus
G1 - fase:
- vermeerderen van celorganellen
- aanmaak van proteïnen en enzymen die nodig zijn voor de cyclus
- langste fase
CHECKPOINT (G1-S)
S-fase:
- duur: 10-12 uur gemiddeld
- neemt ongeveer de helft van de duur van de celcyclus in bij cellen van zoogdieren
- replicatie van DNA en centrosomen
CHECKPOINT (S-G2)
G2-fase:
- toename van cytoplasma
CHECKPOINT (M)
M-fase:
- fase waarin chromosoomseggregatie en celdeling gebeuren
- duur is veel korter (1 uur) → kortste
- opeenvolging van gebeurtenissen: beginnend bij kerndeling
2 G-fasen:
- dienen als delay om celgroei toe te staan
- geven extra tijd om de interne en externe omgeving te monitoren om er zeker van te
zijn dat de condities gunstig zijn voor celdeling en dat de voorbereidingen optimaal
gebeurden !
- dit gebeurt vnl tijdens G1
- als extracellulaire condities ongunstig zijn → extra delay-fase: G0-fase
,16.4. Celcyclus controlesysteem:
16.4.1. Algemeen:
systeem is vergelijkbaar met wasmachine
kenmerken:
- klok of timer
- mechanisme om alles in juiste volgorde te laten
verlopen
- mechanisme om te checken of alles getriggerd is
- on/off systeem
- robuust en betrouwbaar systeem
- adapteerbaar systeem
controlesysteem kan celcyclus wel altijd stilleggen
→ vaak feedback-systeem
→ controle door sensoren om na te gaan of DNA-synthese vervolledigd werd
→ inbouwen van delays waar nodig
16.4.2. Werking:
controlesysteem van celcyclus is gebaseerd op cycline-geactiveerde proteïne kinasen
belangrijke familie: cyclin-dependent kinases (Cdk’s)
cyclische veranderingen in de activiteit van deze Cdk’s worden gecontroleerd door enzymen
en andere proteïnen: oa cyclines (Cdk-regulatoren)
16.5. Verloop:
cytoplasmatische cyclus:
spel tussen cyclines, cycline-dependente kinases en Cdk inhibitoren
Cdk inhibitoren worden opgereguleerd door verhoogde transcriptie om de cyclus te stoppen
nucleaire cyclus:
- DNA en duplicatie en chromosoomcondensatie
- Cdk2: fosforylatie geeft aanleiding tot starten DNA polymerase en tot duplicatie van
centriolen
- Cdk1: fosforylatie geeft aanleiding tot chromosoomcondensatie en uit elkaar vallen
van nucleaire enveloppe
, assemblage van nucleaire membraan:
= moet oplossen
DNA-damage restriction points:
- progressie van de celcyclus wordt geblokkeerd door DNA-beschadiging en p53!!!
- meeste cellen hebben 2 DNA-damage checkpoints:
- in late G1 (verhindert toegang naar S-fase)
- in late G2 (verhindert toegang naar mitose)
- DNA-schade activeert p53 door indirecte mechanismen
- als omstandigheden optimaal zijn, zijn DNA damage checkpoints onnodig voor
normale celdeling
belangrijk !!!
ATM-genen: produceren enzymen die DNA-schade
detecteren
→ bij schade: activatie p53
p53: een tumor-suppressor gen: stimuleert DNA
herstel en pro-apoptotische genen als de schade te
groot is (bv BAX)
en produceert ook Cdk-inhibitoren
16.1. Inleiding:
celcyclus = reeks van opeenvolgende gebeurtenissen, leiden tot vermeerdering van cellen
(klaarmaken om te delen)
bestaat uit 2 delen:
- interfase: cel verdubbelt in grootte en DNA-replicatie grijpt plaats
- mitose: genoom en celorganellen worden verdeeld met het oog op de celdeling
cellen kunnen worden onderverdeeld in 2 grote groepen:
- niet-delende celpopulatie: cellen die een hoge vorm van specialisatie hebben
aangenomen; bv. skelet- en hartspierweefsel, neuronen, erytrocyten. Deze cellen
stoppen met delen eens zij in de eindfase van hun differentiatie zijn
- delende celpopulatie: epitheelcellen, stamcellen in beenmerg, cellen die aanleiding
geven tot de vorming van gameten
16.2. Weefselgroei:
kan op 2 manieren;
- hypertrofie: toename van celgrootte (bodybuilding)
- hyperplasie: toename van aantal cellen
celdelingsproces:
- eigenlijke mitose duurt kort (1-1,5 uur)
- is een klein onderdeel van de celcyclus
- celcyclus kan tot 12 uur tot maanden of zelfs jaren duren
16.3. Celcyclus:
⇒ belangrijkste fase: G1
functie cyclus: accurate duplicatie van de hoeveelheid DNA in de chromosomen en
segregatie in 2 identieke kopieën (= dochtercellen)
2 grote fasen in celcyclus:
- S-fase: DNA-duplicatie (S = synthese)
- M-fase: segregatie (M = mitose)
, G0-fase: metabool actief, stabiele
rustsituatie, kunnen alles doen,
maar geen proliferatie
- G1, S en G2 vormen samen de interfase
→ duurt gem. in humane prolifererende cel 23 v/d 24 uur durende celcyclus
G1 - fase:
- vermeerderen van celorganellen
- aanmaak van proteïnen en enzymen die nodig zijn voor de cyclus
- langste fase
CHECKPOINT (G1-S)
S-fase:
- duur: 10-12 uur gemiddeld
- neemt ongeveer de helft van de duur van de celcyclus in bij cellen van zoogdieren
- replicatie van DNA en centrosomen
CHECKPOINT (S-G2)
G2-fase:
- toename van cytoplasma
CHECKPOINT (M)
M-fase:
- fase waarin chromosoomseggregatie en celdeling gebeuren
- duur is veel korter (1 uur) → kortste
- opeenvolging van gebeurtenissen: beginnend bij kerndeling
2 G-fasen:
- dienen als delay om celgroei toe te staan
- geven extra tijd om de interne en externe omgeving te monitoren om er zeker van te
zijn dat de condities gunstig zijn voor celdeling en dat de voorbereidingen optimaal
gebeurden !
- dit gebeurt vnl tijdens G1
- als extracellulaire condities ongunstig zijn → extra delay-fase: G0-fase
,16.4. Celcyclus controlesysteem:
16.4.1. Algemeen:
systeem is vergelijkbaar met wasmachine
kenmerken:
- klok of timer
- mechanisme om alles in juiste volgorde te laten
verlopen
- mechanisme om te checken of alles getriggerd is
- on/off systeem
- robuust en betrouwbaar systeem
- adapteerbaar systeem
controlesysteem kan celcyclus wel altijd stilleggen
→ vaak feedback-systeem
→ controle door sensoren om na te gaan of DNA-synthese vervolledigd werd
→ inbouwen van delays waar nodig
16.4.2. Werking:
controlesysteem van celcyclus is gebaseerd op cycline-geactiveerde proteïne kinasen
belangrijke familie: cyclin-dependent kinases (Cdk’s)
cyclische veranderingen in de activiteit van deze Cdk’s worden gecontroleerd door enzymen
en andere proteïnen: oa cyclines (Cdk-regulatoren)
16.5. Verloop:
cytoplasmatische cyclus:
spel tussen cyclines, cycline-dependente kinases en Cdk inhibitoren
Cdk inhibitoren worden opgereguleerd door verhoogde transcriptie om de cyclus te stoppen
nucleaire cyclus:
- DNA en duplicatie en chromosoomcondensatie
- Cdk2: fosforylatie geeft aanleiding tot starten DNA polymerase en tot duplicatie van
centriolen
- Cdk1: fosforylatie geeft aanleiding tot chromosoomcondensatie en uit elkaar vallen
van nucleaire enveloppe
, assemblage van nucleaire membraan:
= moet oplossen
DNA-damage restriction points:
- progressie van de celcyclus wordt geblokkeerd door DNA-beschadiging en p53!!!
- meeste cellen hebben 2 DNA-damage checkpoints:
- in late G1 (verhindert toegang naar S-fase)
- in late G2 (verhindert toegang naar mitose)
- DNA-schade activeert p53 door indirecte mechanismen
- als omstandigheden optimaal zijn, zijn DNA damage checkpoints onnodig voor
normale celdeling
belangrijk !!!
ATM-genen: produceren enzymen die DNA-schade
detecteren
→ bij schade: activatie p53
p53: een tumor-suppressor gen: stimuleert DNA
herstel en pro-apoptotische genen als de schade te
groot is (bv BAX)
en produceert ook Cdk-inhibitoren
