Регуляция репликации и клеточного цикла

· Циклины и циклин-зависимые проте­инкиназы. Существует связь репликации с клеточным циклом. Би­осинтез ДНК происходит в синтетическую фазу клеточного цикла. Клеточный цикл регулируется: в конце фазы G₁ есть точка рестрикции (задержки), в которой снимается ингибирование и наступа­ет переход фазы G₁ в фазу S, т.е. начинается цикл. В конце S-фазы клетка получает сигнал для перехода в фазу G₂. В конце фазы G₂ есть точка, в которой запускается митоз.

· Продукты протоонкогенов и антионкогенов. Протоонкогены - это ге­ны, способствующие пролиферации и тормозящие дифференцировку; анти­онкогены - это гены, способствующие дифференцировке и тормозящие пролиферацию. Соотношение экспрессии этих генов определяет одну из двух главных клеточных программ.

· Факторы роста клеток (ФРК) с рецепторами, ретиноат (ретиноевая кислота) и кальцитриол. Ретиноат снижает процессы пролиферации и увеличивает дифференцировку. Большинство ФРК через свои рецепторы активируют процессы пролиферации и снижают дифференцировку. Кальцитриол увеличивает дифференцировку и снижает пролиферацию гемопоэтических клеток и клеток некоторых опухолей.

Под воздействием различных факторов могут происходить изменения в генетической информации, при этом нарушаются нуклеотидные последовательности в ДНК – возникают мутации. Факторы, вызывающие мутации, называют мутагенами. Некоторые из них могут способствовать канцерогенезу.Они могут быть физическими (излучения, высокая температура), химическими (прооксиданты, алкиляторы) и биологическими (вирусы, бактерии, глисты). Замена одного нуклеотида другим может привести к синтезу белка, в котором одна аминокислота заменена другой. В большинстве случаев нарушение генетической информации приводит к протеинопатиям, при которых нарушен синтез специфических белков (при серповидно-клеточ­ной анемии синтезируется дефектный HbS, в результате чего эритроциты приобретают изменен­ную форму, что приводит к нарушению транспорта кислорода). Если эти белки обладают ферментативной активностью, то такие протеинопатии называют энзимопатиями.

Процесс, позволяющий живым организмам восстанавливать повреждения, возникающие в ДНК, называют репарацией. Все репарационные механизмы основаны на том, что ДНК –двухце­почечная молекула, т.е. в клетке есть две копии генетической информации. Если нуклеотидная последовательность одной из двух цепей оказывается поврежденной, информацию можно восстано­вить, так как вторая (комплементарная) цепь сохранена. Повреждения, затрагивающие обе цепи ДНК, при которых нарушается структура нуклеотидов комплементарной пары, не репарируются. При возникновении ошибки из цепи ДНК вырезается поврежденный участок, на его месте образу­ется брешь, на месте которой ДНК-полимераза достраивает цепь ДНК, а ДНК-лигаза «пришивает» синтезированный фрагмент к цепи ДНК. Репарация необходима для сохранения генетического ма­териала на протяжении всей жизни. Нарушение репарационных систем могут быть причиной мно­гих наследственных болезней, например, пигментной ксеродермы, при которой появляется сверх­чувствительность к ультрафиолету и в 1500 раз возрастает риск рака кожи.