======GSI 2. tétel: Sejtciklus, mitózis======

===== A sejtciklus fogalma =====
A sejtciklus a **sejtek közötti információátadás** egy módja. A mitózis során **két azonos génállományú sejt** keletkezik.

A sejtciklust két fő részre osztjuk, amelyeket további szakaszokra bonthatunk:

  * G<sub>0</sub>
  * Interfázis
    - G<sub>1</sub>
    - S
    - G<sub>2</sub>
  * M fázis ((Egyes források az egész M fázist nevezik mitózisnak))
    - Mitózis
      - Profázis
      - Prometafázis
      - Metafázis
      - Anafázis
      - Telofázis
    - Citokinezis

A sejtciklus során 3 **ellenőrzési pont**tal találkozik a sejt, mindhárom a genom integritásának megőrzését szolgálja. Ezek:

  * G<sub>1</sub> ellenőrzési pont, más néven **restrikciós pont**
  * G<sub>2</sub>/M ellenőrzési pont
  * M ellenőrzési pont

A sejtciklust **Cdk((Ciklin-dependens kináz))-k** szabályozzák, amelyeket **ciklinek aktiválnak**. Ezen fehérjék mennyiségét és aktivitását sokféle hatás befolyásolhatja:

  * Kinázok és foszfatázok
  * Kinázgátlók
  * Transzkripiós és transzlációs szabályozás
  * Ubikvitináció és lebontás szabályozása

===== G_0 fázis =====

Legtöbb testi sejtünk G<sub>0</sub> fázisban van, ebben a fázisban a sejt **nem osztódik**, legtöbbször nem is növekszik. Innen a sejt visszajuthat a G<sub>1</sub> fázisba, ehhez növekedési faktorokra és letapadásra van szüksége.

===== G_1 fázis =====

A G<sub>1</sub> fázisban a sejt növekszik, felkészül a következő osztódásra. A fázis végét a restrikciós ponton való átlépés jelenti.

==== A restrikciós pont ====

A restrikciós pont lényege az **E2F transzkripciós faktor felszabadítása**, ami alapesetben **pRb((Retinoblastoma)), p107 és p130 fehérjékhez kötve** található.

A restrikciós ponthoz közelítve **Ciklin D &uparrow;**, ezzel párhuzamosan a **Cdk2 inhibitorfehérjéi &downarrow; (p15, p16, p18, p19)**. A Ciklin D által aktivált Ciklin 4/6 ezután foszforilálja a pRb-t fogva tartó fehérjéket, így azok elengedik az E2F-et.

Az E2F transzkrptomjában főként a **DNS-szintézishez szükséges enzimek** szerepelnek (DNS-polimeráz, Timidin-kináz). Ugyancsak itt szerepel a Ciklin E génje, ami Cdk2-höz kapcsolódva a CyD-Cdk4/6 komplexhez hasonló mechanizmussal további E2F-et szabadít fel. Végül itt termelődik a **Ciklin A**, ami ugyancsak Cdk2-höz kapcsolódik, és a replikáció beindításában, tehát a tényleges S fázisba lépésben játszik szerepet, a kialakult komplexet nevezik **SPF((S-phase Promoting Factor, S-fázis Serkentő Faktor))**-nek.

A **sejtciklus inhibitora a p53** fehérje, ami stressz hatására fokozott mennyiségben felhalmozódik a sejtben. A p53 egy transzkripciós faktor, ami fokozza a p21 termelődését. A p21 fehérje az összes ciklint képes gátolni. (Ennek a rendszernek a tagjai még a p27 és p57 fehérjék is.)

===== S fázis =====

Az S fázisban történik meg a **sejt génállományának megkettőződése**, azaz a **replikáció**.

Az eukarióta kromoszómákon több **origó** található, ahonnan a replikációs villa elindulhat. Ezek mindegyikéhez először **iniciációs fehérjék** kötődnek, amelyek széttekerik a DNS-t azon a szakaszon. Ide kapcsolódik utána a **replikációs komplex**. A replikációs komplexet az előző fázisban képződött SPF foszforilálja, így aktiválja.

A jelen levő p27 fehérje gátolja az SPF működését. Ezt az SCF((Skp-Cullin-F-box)) fehérje bontja le.

A DNS megkettőződése **szemikonzervatív**(("A felét meghagyó")), azaz mindkét képződő kettős szál egyik szála eredeti, a másik a **komplementaritás elve** szerint újonnan épült hozzá.

===== G_2 fázis =====

Ebben a fázisban a **replikáció sikerességét** ellenőrzi a sejt, valamint további növekedésre van módja. A G<sub>2</sub> fázis végén található G<sub>2</sub>/M ellenőrzési pont átlépése jelenti ennek a fázisnak a végét.

==== A G_2/M ellenőrzési pont ====

A G<sub>2</sub>/M átmenetet a Ciklin B/Cdk1 komplex, más néven **MPF((Mitosis Promoting Factor, Mitózis Serkentő Faktor)) szabályozza**. Ezt két kináz foszforilálja treonin és tirozin oldalláncain. A treonin foszforilációja aktiváló hatású, a tiroziné gátló. A gátló foszfátot a CDC25 fehérje távolítja el, ilyenkor az MPF aktiváldik, és az M fázishoz szükséges fehérjéket foszforilálja, valamint pozitív visszacsatolásként a CDC25-öt is aktiválja.

^MPF szubsztrátja^Hatás^
|Lamin A, B, C|Maghártya lebomlása|
|Aktomiozin komplexek|Mikrofilamentumok aktivitása &downarrow;|
| ::: | Korai cytokinezis  gátlása |
| Kondenzinek | Heterokromatin kialakulása |
| H<sub>1</sub>, H<sub>3</sub> hisztonok | ::: |
| APC((Anaphase Promoting Complex, Anafázis Serkentő Komplex)) | Szekurin lebontáa |
| MAP((Mikrotubulus-Asszociált Protein)) | Mikrotubulus-rendszer felkészítése a mitózisra |