Seluler proliferasi- peningkatan jumlah sel melalui mitosis,

mengarah ke pertumbuhan jaringan, yang bertentangan dengan cara lain untuk meningkatkannya

massa (misalnya, edema). Sel saraf tidak mengalami proliferasi.

Dalam tubuh orang dewasa, proses perkembangan berlanjut, terkait

dengan pembelahan sel dan spesialisasi. Proses ini bisa normal

fisiologis minimal, dan bertujuan untuk memulihkan

ganism karena melanggar integritasnya.

Pentingnya proliferasi dalam pengobatan ditentukan oleh kemampuan sel

arus jaringan yang berbeda untuk divisi. Proses penyembuhan dikaitkan dengan pembelahan sel

luka dan restorasi jaringan setelah operasi bedah.

Proliferasi sel merupakan dasar dari regenerasi (pemulihan)

bagian yang hilang. Masalah regenerasi menarik untuk

dicina, untuk bedah rekonstruktif. Bedakan antara fisiologis,

regenerasi reparatif dan patologis.

Fisiologis- regenerasi alami sel dan jaringan di

ontogenesis. Misalnya, perubahan eritrosit, sel epitel kulit.

Reparatif- pemulihan setelah kerusakan atau kematian sel;

arus dan jaringan.

Patologi- proliferasi jaringan yang tidak identik dengan jaringan sehat;

enak Misalnya, pertumbuhan jaringan parut di lokasi luka bakar, tulang rawan - on

tempat fraktur, perbanyakan sel jaringan ikat di tempat

jaringan serviks jantung, kanker.

Baru-baru ini, sudah menjadi kebiasaan untuk memisahkan sel-sel jaringan hewan menurut metodenya

kemampuan untuk dibagi menjadi 3 kelompok: labil, stabil dan statis.

KE labil termasuk sel yang cepat dan mudah diperbarui

selama kehidupan tubuh (sel darah, epitel, mukosa)

berdiri saluran pencernaan, epidermis, dll).

KE stabil termasuk sel-sel organ seperti hati, pankreas

kelenjar saluran, kelenjar ludah, dll, yang menunjukkan keterbatasan

kemampuan baru untuk membelah.

KE statis termasuk sel-sel miokardium dan jaringan saraf, yang

gandum hitam, menurut sebagian besar peneliti, tidak berbagi.

Studi tentang fisiologi sel sangat penting untuk memahaminya

tingkat togenetik organisasi makhluk hidup dan mekanisme pengaturan diri

sel yang memastikan fungsi integral dari seluruh organisme.

Bab 6

GENETIKA BAGAIMANA ILMU. REGULERITAS

WARISAN TANDA-TANDA

6.1 Mata pelajaran, tugas dan metode genetika

Keturunan dan variabilitas adalah fundamental

sifat-sifat makhluk hidup, karena sifat-sifat itu merupakan ciri makhluk hidup pada setiap tingkat organ-

nisasi. Ilmu yang mempelajari hukum hereditas dan variabilitas

berita disebut genetika.

Genetika sebagai ilmu yang mempelajari hereditas dan hereditas

berubah-ubah, yaitu, itu berhubungan dengan mengikuti masalah:

1) penyimpanan informasi genetik;

2) transfer informasi genetik;

3) penerapan informasi genetik (penggunaannya dalam

tanda-tanda organisme yang sedang berkembang di bawah pengaruh lingkungan eksternal);

4) perubahan informasi genetik (jenis dan penyebab perubahan,

mekanisme).

Tahap pertama dalam pengembangan genetika - 1900-1912. Sejak 1900 - ulang

cakupan hukum G. Mendel oleh ilmuwan H. De Vries, K. Correns, E. Cher-

biji bunga poppy. Pengakuan hukum G. Mendel.

Tahap kedua 1912-1925 - penciptaan teori kromosom oleh T. Mor-

Ghana. Tahap ketiga 1925-1940 - penemuan mutagenesis buatan dan

proses evolusi genetik.

Tahap keempat 1940–1953 - penelitian tentang kontrol gen

proses fisiologis dan biokimia.

Tahap kelima dari tahun 1953 hingga saat ini adalah pengembangan molekul

biologi.

Beberapa informasi tentang pewarisan sifat diketahui

dahulu kala, bagaimanapun, dasar ilmiah untuk transmisi tanda-tanda adalah yang pertama

diuraikan oleh G. Mendel pada tahun 1865 dalam karyanya: "Eksperimen pada tanaman"

hibrida". Ini adalah ide-ide progresif, tetapi orang-orang sezaman tidak memberikan

makna penemuannya. Konsep "gen" tidak ada pada waktu itu, dan G. Men-

del berbicara tentang "kecenderungan turun-temurun" yang terkandung dalam sel-sel reproduksi

kah, tapi sifat mereka tidak diketahui.

Pada tahun 1900, secara independen satu sama lain, H. De Vries, E. Cermak dan K. Cor-

rens menemukan kembali hukum G. Mendel. Tahun ini dianggap sebagai tahun kelahiran

denya genetika sebagai ilmu. Pada tahun 1902 T. Boveri, E. Wilson dan D. Setton mende-

Mereka membuat asumsi tentang hubungan faktor keturunan dengan kromosom.

Pada tahun 1906 W. Betson memperkenalkan istilah "genetika", dan pada tahun 1909 W. Johansen -

"gen". Pada tahun 1911, T. Morgan dan rekan-rekannya merumuskan prinsip utama

jenius teori kromosom hereditas. Mereka membuktikan bahwa gen

terletak di lokus tertentu kromosom dalam urutan linier,

pengembangan fitur tertentu.

Metode utama genetika: hibridologi, sitologi dan

matematis. Genetika juga secara aktif menggunakan metode terkait lainnya

ilmu: kimia, biokimia, imunologi, fisika, mikrobiologi, dll.

Regulasi endokrin, parakrin dan autokrin. Biasanya, sel membelah secara eksklusif di bawah pengaruh berbagai faktor lingkungan internal tubuh (dan eksternal - dalam kaitannya dengan sel). Ini adalah perbedaan mendasar mereka dari sel-sel yang berubah membelah di bawah pengaruh rangsangan endogen. Ada dua jenis regulasi fisiologis - endokrin dan parakrin. Regulasi endokrin dilakukan oleh organ khusus (kelenjar endokrin), termasuk kelenjar pituitari, kelenjar adrenal, tiroid, paratiroid, pankreas, dan gonad. Mereka mengeluarkan produk aktivitas mereka ke dalam darah dan memiliki efek umum pada seluruh tubuh.
Regulasi parakrin dicirikan oleh fakta bahwa dalam jaringan yang sama, sel-sel tetangga bekerja satu sama lain melalui zat aktif yang disekresikan dan disebarkan. Stimulan mitogenik ini (faktor pertumbuhan polipeptida) termasuk faktor pertumbuhan epidermal, faktor pertumbuhan trombosit, interleukin-2 (faktor pertumbuhan sel T), faktor pertumbuhan saraf, dan banyak lainnya.
Karakteristik regulasi autokrin sel tumor berbeda dari regulasi parakrin dalam satu dan sel yang sama merupakan sumber faktor pertumbuhan dan targetnya. Hasilnya adalah "eksitasi" sel mitogenik yang terus-menerus dan mandiri, yang mengarah pada reproduksi yang tidak diatur. Dalam hal ini, sel tidak memerlukan rangsangan mitogenik eksternal dan menjadi sepenuhnya otonom.
Transfer sinyal mitogenik adalah proses multi-tahap. Bergantung pada jenis sel dan pada stimulus mitogenik spesifik, salah satu dari banyak jalur pensinyalan diwujudkan. Apa yang disebut kaskade MAP kinase dijelaskan di bawah ini sebagai "prototipe".
Faktor pertumbuhan (pengatur proliferasi) disekresikan oleh beberapa sel dan bertindak secara parakrin pada sel lain. Ini adalah protein kecil. Rantai polipeptida EGF (faktor pertumbuhan epidermal) terdiri, misalnya, dari 53 asam amino. Ada beberapa keluarga faktor pertumbuhan, yang perwakilannya masing-masing disatukan oleh kesamaan struktural dan fungsional. Beberapa dari mereka merangsang proliferasi (misalnya, EGF dan PDGF, faktor pertumbuhan yang diturunkan dari trombosit, faktor pertumbuhan trombosit), sementara yang lain (TGF-p, TNF, interferon) menekannya.
Reseptor terletak di permukaan sel. Setiap sel memiliki repertoar reseptornya sendiri dan, karenanya, rangkaian responsnya sendiri. Keluarga yang sangat penting secara fungsional dibentuk oleh apa yang disebut reseptor tirosin kinase (TCR), yang memiliki aktivitas enzim (protein kinase). Mereka terdiri dari beberapa domain (blok struktural dan fungsional): ekstraseluler (berinteraksi dengan ligan - dalam hal ini, dengan faktor pertumbuhan), transmembran dan submembran, yang memiliki aktivitas protein kinase tirosin. Tergantung pada strukturnya, TCR dibagi menjadi beberapa subclass.
Setelah mengikat faktor pertumbuhan (misalnya, EGF), molekul reseptor mengalami dimerisasi, domain intraselulernya saling mendekat dan menginduksi autofosforilasi antarmolekul pada tirosin. Transfer sinyal transmembran ini adalah awal dari gelombang "eksitasi", yang kemudian menyebar dalam bentuk kaskade reaksi fosforilasi ke dalam sel dan akhirnya mencapai aparatus kromosom nukleus. TCR memiliki aktivitas tirosin kinase, tetapi saat sinyal bergerak ke dalam sel, jenis fosforilasi berubah menjadi serin/treonin.
Protein ras. Salah satu yang paling penting adalah jalur pensinyalan yang melibatkan protein Ras (ini adalah subfamili dari apa yang disebut protein G yang membentuk kompleks dengan nukleotida guanil; Ras-GTP adalah bentuk aktif, Ras-GDP tidak aktif). Jalur ini - salah satu jalur utama dalam regulasi pembelahan sel pada eukariota yang lebih tinggi - sangat konservatif sehingga komponennya mampu menggantikan homolog yang sesuai dalam sel Drosophila, ragi, dan nematoda. Ini menengahi banyak sinyal yang berasal dari lingkungan dan fungsi, tampaknya, di setiap sel tubuh. Ras bertindak sebagai semacam pintu putar yang harus dilewati oleh hampir semua sinyal yang memasuki sel. Peran penting protein ini dalam regulasi pembelahan sel telah diketahui sejak pertengahan 1980-an, ketika bentuk aktif dari gen yang sesuai (Ras onkogen) ditemukan di banyak tumor manusia. Aktivasi onkogen (onkogen adalah gen yang menyebabkan pembelahan sel yang tidak diatur) adalah salah satu peristiwa utama karsinogenesis. Ini adalah kerusakan pada gen normal yang terlibat dalam pengaturan reproduksi sel (protoonkogen - gen sel normal yang mampu menginduksi pertumbuhan tumor ketika strukturnya terganggu), yang membuatnya bekerja secara permanen (aktif) dan, dengan demikian, menginduksi pertumbuhan yang setara. pembelahan sel terus menerus (tidak diatur). Karena banyak gen seluler (protoonkogen) terlibat dalam pengaturan reproduksi sel, kerusakan yang berpotensi menyebabkan pertumbuhan tumor, oleh karena itu, ada juga banyak (beberapa puluh, dan mungkin ratusan) onkogen.
Dalam situasi spesifik dari jalur pensinyalan yang dimediasi Ras (misalnya, ketika EGF berinteraksi dengan reseptor), dimerisasi reseptor tersebut menyebabkan autofosforilasi salah satu residu tirosin dalam domain submembrannya. Akibatnya, perakitan mandiri ("perekrutan" ke dalam kompleks) dari sejumlah protein yang terletak di hilir jalur pensinyalan (protein adaptor Grb2, protein Sos1) menjadi mungkin. Kompleks multiprotein ini terlokalisasi di membran plasma.
kaskade MAP kinase. MAP-kinase (mitogen diaktifkan protein kinase) - serin / treonin protein kinase, diaktifkan sebagai hasil dari stimulasi mitogenik sel. Kaskade kinase muncul sebagai akibat dari aktivasi berurutan dari satu enzim oleh yang lain, yang "lebih tinggi" di jalur pensinyalan. Sebagai konsekuensi dari stimulasi protein Ras dan pembentukan kompleks submembran, aktivitas dua sitoplasma serin / treonin MAP kinase (juga dikenal sebagai ERK1 dan ERK2, protein kinase 1 dan 2) yang diatur sinyal ekstraseluler meningkat, yang bergerak dari sitoplasma ke inti sel, di mana mereka memfosforilasi faktor transkripsi kunci - protein yang mengatur aktivitas berbagai gen.
Aktivasi transkripsi. Kelompok gen yang menentukan masuknya sel ke dalam fase S diaktifkan oleh faktor transkripsi AP-1 - kompleks protein Jun dan Fos (gen yang mengkodenya - c-Jun dan c-Fos, termasuk di antara protoonkogen; c - dari sel, menunjukkan asal selulernya berbeda dengan onkogen virus v-Jun dan v-Fos). Faktor-faktor transkripsi ini dapat berinteraksi satu sama lain untuk membentuk berbagai homo dan heterodimer yang mengikat daerah DNA tertentu dan merangsang sintesis RNA pada gen yang berdekatan dengan daerah tersebut. MAP kinase meningkatkan aktivitas AP-1 dalam dua cara:
dimediasi, mengaktifkan gen yang mengkode faktor transkripsi ini, dan dengan demikian meningkatkan kandungannya di dalam sel;
langsung, memfosforilasi residu serin dan treonin penyusunnya.
Sebagai hasil dari aktivasi gen, protein diproduksi yang diperlukan untuk sintesis DNA dan mitosis berikutnya. Beberapa protein yang baru terbentuk (Fos, Jun, Myc), yang dikenal sebagai protein segera, melakukan fungsi pengaturan; dengan mengikat daerah tertentu dari DNA, mereka mengaktifkan gen yang berdekatan. Kelompok lain terdiri dari enzim seperti timidin kinase, ribonukleotida reduktase, dihidrofolat reduktase, timidilat sintase, ornitin dekarboksilase, DNA polimerase, topoisomerase dan enzim yang berhubungan langsung dengan sintesis DNA. Selain itu, sintesis protein secara keseluruhan ditingkatkan, karena semua struktur seluler direproduksi dengan setiap siklus penggandaan.
Implementasi sinyal mitogenik. Hasil transfer sinyal mitogenik adalah implementasi program pembelahan sel yang kompleks.
Siklus sel. Sel dapat berada di salah satu dari tiga keadaan - dalam siklus pembelahan, dalam tahap istirahat dengan pelestarian kemungkinan kembali ke siklus, dan, akhirnya, pada tahap diferensiasi terminal, di mana kemampuan untuk membelah benar-benar hilang . Hanya sel-sel yang telah mempertahankan kemampuan untuk membelah dapat membentuk tumor.
Siklus penggandaan sel manusia yang berbeda bervariasi dari 18 jam (sel sumsum tulang) hingga 450 jam (sel kolon crypt), rata-rata 24 jam. Mitosis (M) dan sintesis DNA (fase S), di antaranya dua perantara (celah) periode dibedakan - G1 dan G2, yang paling mencolok; selama interfase (periode antara dua pembelahan), sel tumbuh dan bersiap untuk mitosis. Selama fase G1, ada momen (yang disebut titik restriksi R) ketika pilihan dibuat antara memasuki siklus pembagian berikutnya atau memasuki tahap istirahat G0. Masuknya sel ke dalam siklus pembelahan adalah proses probabilistik yang ditentukan oleh kombinasi sejumlah kondisi (internal dan eksternal); namun, setelah pemilihan dibuat, langkah selanjutnya otomatis. Meskipun sel dapat tersumbat pada satu tahap atau lainnya dalam siklus pembelahan, ini biasanya dapat disebabkan oleh beberapa keadaan khusus.
Terutama penting dalam siklus adalah saat-saat ketika sel memasuki fase sintesis DNA (batas fase G / S) dan mitosis (batas fase G2 / M), di mana semacam "pos pemeriksaan" beroperasi, yang dalam kasus pertama memeriksa integritas. DNA ( kesiapannya untuk replikasi), dan yang kedua - kelengkapan replikasi. Sel dengan DNA yang rusak atau kurang direplikasi diblokir pada batas fase yang sesuai, yang mencegah transmisi cacat dalam strukturnya kepada keturunannya dalam bentuk mutasi, penghapusan, dan gangguan lainnya. Suatu sistem pengawasan tertentu, yang tampaknya ada di dalam sel, menginduksi suatu sistem perbaikan DNA, setelah selesainya pergerakan sel sepanjang siklus dapat dilanjutkan. Alternatif untuk memperbaikinya adalah apoptosis, yang secara radikal menghilangkan risiko klon sel yang rusak (berpotensi tumor) dalam tubuh. Pilihan spesifik tergantung pada banyak kondisi, termasuk karakteristik individu sel.
Proses replikasi DNA rumit dan memakan waktu (membutuhkan beberapa jam), karena semua materi genetik sel harus direproduksi secara mutlak. Jika terjadi penyimpangan di dalamnya, sel diblokir pada pendekatan mitosis (pada batas fase G2 / M) dan juga dapat mengalami apoptosis. Nilai perlindungan dari pos pemeriksaan hampir tidak dapat ditaksir terlalu tinggi, karena cacat fungsionalnya pada akhirnya menghasilkan transformasi tumor sel dan perkembangan tumor yang sudah terbentuk.
Reaksi siklik. Ada dua keluarga protein yang "menggerakkan" siklus sel - cyclin (cyclin) -dependent serin / treonin protein kinase (Cdk, cyclin-dependent kinases) dan siklin itu sendiri. Cyclins mengatur aktivitas Cdk dan dengan demikian kemampuannya untuk memodifikasi struktur target yang terlibat langsung dalam metamorfosis siklus. Dengan partisipasi mereka, tahap-tahap penting dari siklus seperti disintegrasi membran nuklir, kondensasi kromatin, pembentukan gelendong, dan sejumlah lainnya dilakukan. Cdk hanya aktif dalam kombinasi dengan salah satu siklin. Dalam hal ini, perakitan dan aktivasi banyak kompleks Cdkcyclin, serta disosiasinya, adalah momen kunci dari siklus sel.
Seperti namanya, siklin disintesis dan didisintegrasi pada titik yang ditentukan secara ketat dalam siklus, yang berbeda untuk siklin yang berbeda. Ada tiga kelas utama di antaranya: dL cyclins, yang diperlukan untuk melewati GyS, S-cyclins - untuk melewati fase S, dan G2 (atau mitosis) - cyclin untuk memasuki mitosis. Ada juga beberapa keluarga Cdk dalam sel mamalia yang terlibat dalam pengaruh regulasi yang berbeda. Penghapusan satu atau lain siklin dari lingkungan intraseluler secara ketat pada saat tertentu sama pentingnya dengan penampilannya (penghapusan siklin dari lingkungan intraseluler dicapai baik dengan degradasinya maupun dengan blok sintesis), misalnya, dalam mitosis (pada perbatasan meta- dan anafase) sebagai hasil proteolisis, salah satu siklin cepat terdegradasi; jika ini tidak terjadi, maka mitosis tidak dapat diselesaikan dan pemisahan sel anak tidak terjadi.
Kemajuan dalam fase S membutuhkan aktivasi kinase Cdk2, Cdk4, dan Cdk6, yang berinteraksi dengan siklin fase-H (khususnya, dengan siklin D). Kompleks Cdc2 dengan dLphase cyclin pertama menginduksi transkripsi gen dari cyclin berikutnya, dll., menggerakkan sel lebih jauh dan lebih jauh di sepanjang siklus. Pada awalnya, Cdc2-cyclin D digantikan oleh Cdc2-cyclin E, yang kemudian digantikan oleh Cdc2-cyclin A, yang mengaktifkan aparatus sintesis DNA. Ketika sel memasuki fase S, siklus dL terdegradasi dan muncul kembali hanya pada fase G1 dari siklus berikutnya.
Pos pemeriksaan (Bahasa Inggris). Setiap efek stres (misalnya, kekurangan nutrisi, hipoksia, terutama kerusakan DNA) menghalangi gerakan 'sepanjang siklus di salah satu dari dua pos pemeriksaan yang disebutkan di atas. Selama pemberhentian ini, mekanisme pengawasan diaktifkan yang dapat:
mendeteksi kerusakan DNA;
mengirimkan sinyal marabahaya yang menghalangi sintesis DNA, atau
mitosis;
mengaktifkan mekanisme perbaikan DNA.
Ini memastikan stabilitas genom. Seperti disebutkan di atas, mekanisme kontrol G/S menghambat replikasi DNA dan mengaktifkan proses perbaikan (atau menginduksi apoptosis), sedangkan mekanisme kontrol G2/M menghambat mitosis hingga replikasi selesai. genom yang rusak.
Mekanisme pos pemeriksaan melibatkan kompleks Cdk-cyclin dan sejumlah protein tambahan - Rb, p53, dan lainnya. Kombinasi mereka membentuk sistem "rem" yang mencegah sel membelah tanpa adanya rangsangan yang memadai. Gen yang mengkode protein ini disebut gen supresor. Signifikansi khusus dari sistem ini terletak pada kenyataan bahwa transformasi sel kanker menjadi mungkin hanya setelah inaktivasinya. Dalam sel somatik, ada dua alel dari masing-masing gen, termasuk gen penekan, dan, oleh karena itu, dua peristiwa independen diperlukan untuk inaktivasi mereka (misalnya, penghapusan satu alel dan mutasi yang lain). Karena alasan inilah tumor "sporadis" muncul relatif jarang (kemungkinan beberapa mutasi independen terjadi dalam satu sel, yang mempengaruhi lokus yang sama dari kedua kromosom, relatif kecil), dan tumor "familial" sangat sering terjadi (pada "kanker " keluarga salah satu dari dua alel yang diturunkan dari gen penekan tertentu awalnya rusak). Dalam kasus terakhir, sistem "rem" di semua sel organisme tertentu hanya diberikan satu alel normal, yang secara tajam mengurangi keandalannya dan meningkatkan risiko tumor. Inilah yang terjadi pada retinoblastoma herediter (penghapusan satu alel Rb) dan sindrom herediter lainnya (penghapusan atau kerusakan satu alel p53 atau gen supresor lainnya).
Dalam sel dengan protein supresor p53 yang rusak atau tidak ada, pos pemeriksaan GyS rusak. Hal ini dimanifestasikan dalam fakta bahwa kerusakan DNA yang disebabkan oleh radiasi pengion atau dengan cara lain tidak menyebabkan retensi sel pada batas fase G 1 / S atau kapoptosis. Akibatnya, populasi mengakumulasi sel dengan banyak pelanggaran struktur DNA; ketidakstabilan genom muncul dan tumbuh dari waktu ke waktu, yang berkontribusi pada munculnya klon sel baru. Seleksi alam mereka mendasari perkembangan tumor - "pergeseran" konstan tumor menuju otonomi dan keganasan yang semakin besar.
Apoptosis (atau kematian sel terprogram) adalah fenomena biologis luas dari "bunuh diri" seluler, yang dipicu oleh berbagai rangsangan eksternal atau oleh konflik "internal" yang tidak dapat dipecahkan (misalnya, ketidakmampuan untuk memperbaiki kerusakan DNA). Peran apoptosis sangat besar tidak hanya dalam proses morfogenetik selama embriogenesis (pembentukan organ, penggantian beberapa jaringan dengan yang lain, resorpsi organ sementara, dll), tetapi juga dalam mempertahankan homeostasis jaringan pada organisme dewasa.
Dalam pengaturan homeostasis jaringan, kematian sel melakukan fungsi yang melengkapi mitosis. Dalam sel tumor, program kematian sel dalam banyak kasus diblokir, yang memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan massa tumor.
Mekanisme apoptosis. Yang paling penting adalah kenyataan bahwa mekanisme apoptosis sangat konservatif dan mempertahankan keteraturan dasarnya dalam organisme yang sangat jauh dalam hal evolusi. Keadaan ini memungkinkan untuk mengidentifikasi gen pada mamalia (khususnya pada manusia) yang homolog dengan gen untuk apoptosis pada nematoda, suatu organisme di mana sistem genetik yang mengatur proses ini pertama kali ditemukan dan dipelajari.
Akibatnya, gen dari keluarga Bcl-2 diidentifikasi pada mamalia. Peran Bc1-2 sendiri dan beberapa homolognya adalah anti-apoptosis (mencegah kematian sel), sedangkan pada anggota keluarga lain, misalnya Bax, bersifat pro-apoptosis. Protein Bax dan Bc1-2 mampu kompleksasi satu sama lain. Nasib sel tertentu ditentukan tergantung pada kandungan intraseluler relatif protein pro dan anti-apoptosis. Mekanisme kerja protein dari keluarga Bcl-2 tidak sepenuhnya jelas.
Yang sangat penting secara fungsional adalah mekanisme apoptosis yang diinduksi melalui reseptor spesifik CD95 (protein reseptor transmembran 45 kDa, yang ketika terikat pada ligan atau antibodi spesifik, mengirimkan sinyal ke apoptosis) dan TNF-R (reseptor faktor nekrosis tumor, tumor reseptor faktor nekrosis). Reseptor ini, disatukan oleh kesamaan domain ekstraseluler, adalah bagian dari keluarga besar. Ligan (molekul yang secara khusus berinteraksi dengan reseptor TNF-R dan CD95) masing-masing adalah TNF dan CD95-L, yang merupakan protein transmembran, tetapi juga dapat berfungsi dalam bentuk "bebas" yang dapat larut. Yang menarik dari sudut pandang onkologis adalah TNF, suatu sitokin yang diproduksi oleh banyak sel (makrofag, monosit, sel limfoid, fibroblas) sebagai respons terhadap peradangan, infeksi, dan pengaruh stres lainnya. Ini menginduksi berbagai reaksi kadang-kadang berlawanan, termasuk demam, syok, nekrosis tumor, anoreksia; serta pergeseran imunoregulasi, proliferasi sel, diferensiasi dan apoptosis. Dalam hal ini, apoptosis dimediasi oleh ICE sistein protease spesifik, yang menghancurkan banyak protein target intraseluler. Ekspresi berlebihan ICE dalam sel menginduksi apoptosis. ukuran = 5 wajah = "Times New Roman">

1. Faktor pertumbuhan(makrofag, limfosit, fibroblas, trombosit, dll.) - stimulasi proliferasi dan pembatasan apoptosis.

2. Keylon- penghambat pertumbuhan spesifik jaringan glikoprotein.

3. Fibronektin kemoatraktan fibroblas.

4. laminin- protein perekat utama dari membran basal.

5. Sindekan-proteoglikan integral membran sel, mengikat kolagen, fibronektin dan trombospondin.

6. Trombospondin- sebuah glikoprotein, membentuk kompleks dengan syndecan, kolagen dan heparin, memainkan peran penting dalam perakitan jaringan tulang.

Pembentukan dan realisasi efek zat aktif biologis (BAS) adalah salah satu mata rantai utama peradangan. BAS memberikan sifat reguler perkembangan peradangan, pembentukan manifestasi umum dan lokalnya, serta hasil peradangan. Itulah sebabnya zat aktif biologis sering disebut sebagai "Mediator inflamasi".

Mediator inflamasi- Ini adalah sinyal kimia lokal yang terbentuk, dilepaskan atau diaktifkan di fokus peradangan, bekerja dan dihancurkan juga di dalam fokus. Mediator (mediator) peradangan adalah zat aktif biologis yang bertanggung jawab atas terjadinya atau pemeliharaan fenomena peradangan tertentu, misalnya, peningkatan permeabilitas pembuluh darah, emigrasi, dll.

Ini adalah zat yang sama yang, dalam kondisi aktivitas vital normal tubuh, yang dibentuk di berbagai organ dan jaringan dalam konsentrasi fisiologis, bertanggung jawab untuk pengaturan fungsi pada tingkat jaringan seluler. Dalam kasus peradangan, dilepaskan secara lokal (karena aktivasi sel dan media cair) dalam jumlah besar, mereka memperoleh kualitas baru - mediator inflamasi. Hampir semua mediator juga merupakan modulator inflamasi, yaitu mampu meningkatkan atau melemahkan keparahan fenomena inflamasi. Ini karena kompleksitas pengaruhnya dan interaksinya baik dengan sel-sel penghasil zat-zat ini dan di antara mereka sendiri. Dengan demikian, efek mediator dapat menjadi aditif (tambahan), potensiasi (sinergis) dan pelemahan (antagonistik), dan interaksi mediator dimungkinkan pada tingkat sintesis, sekresi, atau efeknya.

Tautan mediator adalah yang utama dalam patogenesis peradangan. Ini mengoordinasikan interaksi banyak sel - efektor peradangan, perubahan fase seluler dalam fokus peradangan. Dengan demikian, patogenesis peradangan dapat dianggap sebagai rantai interaksi antar sel multipel yang diatur oleh mediator-modulator peradangan.

Mediator inflamasi menentukan perkembangan dan regulasi proses perubahan (termasuk perubahan metabolisme, parameter fisikokimia, struktur dan fungsi), perkembangan reaksi vaskular, eksudasi cairan dan emigrasi sel darah, fagositosis, proliferasi dan proses reparatif dalam fokus peradangan.

Kebanyakan mediator melakukan fungsi biologisnya dengan bekerja secara spesifik pada reseptor sel target. Namun, beberapa dari mereka memiliki aktivitas enzimatik atau toksik langsung (misalnya, hidrolase lisosom dan radikal oksigen aktif). Fungsi masing-masing mediator diatur oleh inhibitor yang sesuai.

Sumber mediator inflamasi dapat berupa plasma darah dan sel-sel yang terlibat dalam inflamasi. Sesuai dengan ini, 2 kelompok besar mediator inflamasi dibedakan: humoral dan seluler. humoris

mediator terutama diwakili oleh polipeptida yang terus-menerus bersirkulasi dalam darah dalam keadaan tidak aktif dan disintesis terutama di hati. Mediator ini membentuk apa yang disebut "Polisistem pengawas plasma darah". Mediator sel dapat disintesis de novo (misalnya, metabolit asam arakidonat) atau dilepaskan dari simpanan sel (misalnya, histamin). Sumber mediator seluler dalam fokus peradangan terutama adalah makrofag, neutrofil, dan basofil.

Dari mediator inflamasi humoral, yang paling penting adalah turunan dari komplemen. Di antara hampir 20 protein berbeda yang terbentuk selama aktivasi komplemen, fragmennya C5a, C3a, C3b dan kompleks C5b-C9 berhubungan langsung dengan peradangan. Selain itu, C5a dan, pada tingkat lebih rendah, C3a adalah mediator peradangan akut. C3b mengopsonisasi agen patogen dan, karenanya, meningkatkan adhesi kekebalan dan fagositosis. Kompleks C5b-C9 bertanggung jawab atas lisis mikroorganisme dan sel yang berubah secara patologis. Sumber komplemen adalah plasma darah dan, pada tingkat lebih rendah, cairan interstisial. Peningkatan pengiriman komplemen plasma ke jaringan adalah salah satu kegunaan penting dari eksudasi. C5a, terbentuk darinya dalam plasma dan cairan jaringan di bawah pengaruh karboksipeptidase N, C5a des Arg dan C3a meningkatkan permeabilitas venula pascakapiler. Pada saat yang sama, C5a dan C3a, menjadi anafilatoksin (yaitu, pembebas histamin dari sel mast), meningkatkan permeabilitas baik secara langsung maupun tidak langsung melalui histamin. Efek C5a des Arg tidak terkait dengan histamin, tetapi bergantung pada neutrofil, yaitu permeabilitas faktor yang dilepaskan dari granulosit polimorfonuklear - enzim lisosom dan protein kationik non-enzimatik, metabolit oksigen aktif. Selain itu, C5a dan C5a des Arg menarik neutrofil. Sebaliknya, C3a praktis tidak memiliki sifat kemotaktik. Komponen aktif dari komplemen tidak hanya melepaskan histamin dan produk granulosit, tetapi juga intereukin-1, prostaglandin, leukotrien, suatu faktor yang mengaktifkan trombosit, dan secara sinergis berinteraksi dengan prostaglandin dan substansi P.

Kinin- peptida vasoaktif yang terbentuk dari kininogen (alpha2-globulin) di bawah pengaruh kallikrein dalam plasma (bradikinin nonapeptida) dan dalam cairan jaringan (dekapeptida lysilbradikinin, atau kallidin). Faktor pemicu pengaktifan sistem kalikrein-kinin adalah pengaktifan faktor Hageman (faktor XII pembekuan darah) pada kerusakan jaringan, yang mengubah prekallikrein menjadi kalikrein.

Kinin memediasi perluasan arteriol dan peningkatan permeabilitas venula dengan kontraksi sel endotel. Mereka berkontraksi otot polos vena dan meningkatkan tekanan intrakapiler dan vena. Kinin menghambat emigrasi neutrofil, memodulasi distribusi makrofag, merangsang migrasi dan mitogenesis limfosit T dan sekresi limfokin. Mereka juga meningkatkan proliferasi fibroblas dan sintesis kolagen dan, oleh karena itu, mungkin penting dalam fenomena reparatif dan dalam patogenesis peradangan kronis.

Salah satu efek yang paling signifikan dari kinin adalah aktivasi refleks dengan mengiritasi ujung saraf sensorik dan dengan demikian memediasi nyeri inflamasi. Kinin menyebabkan atau meningkatkan pelepasan histamin dari sel mast, sintesis prostaglandin oleh banyak jenis sel, oleh karena itu beberapa efek utamanya - vasodilatasi, kontraksi otot polos, nyeri - terkait dengan pelepasan mediator lain, terutama prostaglandin.

Aktivasi faktor Hageman tidak hanya memicu proses pembentukan kinin, tetapi juga pembekuan darah dan fibrinolisis. Dalam hal ini, mediator seperti fibrinopeptida dan produk degradasi fibrin terbentuk, yang merupakan hematraktan kuat. Selain itu, fibrinolisis dan pembentukan bekuan darah di pembuluh fokus sangat penting baik dalam fenomena patologis dan protektif peradangan.

Dari mediator seluler, yang menjadi perhatian utama adalah eikosanoid karena kemungkinan besar mereka adalah mediator sentral dari respon inflamasi. Ini dibuktikan dengan pemeliharaan jangka panjang dari produksi eicosanoids dalam fokus, hubungan dekat mereka dengan peristiwa kunci dari proses inflamasi - infiltrasi leukosit, efek anti-inflamasi yang kuat dari inhibitor sintesis mereka.

Peran utama dalam produksi eikosanoid dalam fokus peradangan dimainkan oleh leukosit, terutama monosit dan makrofag, meskipun mereka dibentuk oleh hampir semua jenis sel nuklir setelah stimulasi yang terakhir. Eicosanoid yang dominan dalam fokus inflamasi hampir selalu adalah prostaglandin (PG) E2, leukotriene (LT) B4, dan asam 5-hydroxyeicosatetraenoic (5-HETE). Tromboksan (Tx) A2, PGF2alpha, PGD2, prostasiklin (PG12), LTS4, LTD4, LTE4, dan GETE lainnya juga terbentuk, meskipun dalam jumlah yang lebih kecil.

Efek utama eikosanoid dalam peradangan adalah pada leukosit. PG, TCS dan terutama LT adalah hematraktan kuat dan dengan demikian memainkan peran penting dalam mekanisme pemeliharaan diri dari infiltrasi leukosit. PG sendiri tidak meningkatkan permeabilitas vaskular, tetapi sebagai vasodilator kuat, meningkatkan hiperemia dan, akibatnya, eksudasi. LTV4, JITD4, LTE4 meningkatkan permeabilitas vaskular dengan kontraksi langsung sel endotel, dan LTV4 - sebagai mediator yang bergantung pada neutrofil. PH dan LT penting dalam genesis nyeri inflamasi. Pada saat yang sama, PGE2, tanpa aktivitas nyeri langsung, meningkatkan sensitivitas reseptor ujung saraf nyeri aferen terhadap bradikinin dan histamin. PGE2 adalah agen antipiretik yang kuat, dan demam peradangan mungkin sebagian karena pelepasannya. PG memainkan peran kunci dalam memodulasi proses inflamasi, melakukan regulasi dua arah eksudasi, emigrasi dan degranulasi leukosit, fagositosis. Misalnya, PGE mampu mempotensiasi perkembangan edema yang disebabkan oleh histamin atau bradikinin, sedangkan PGF2alpha, sebaliknya, dapat melemah. Hubungan serupa antara PGE dan PGF2alpha juga berlaku untuk emigrasi leukosit.

Rentang interaksi yang sangat luas dengan mediator inflamasi lainnya adalah karakteristik RT. Mereka secara sinergis berinteraksi dalam kaitannya dengan bronkospasme dengan histamin, asetilkolin, PG dan TCS, merangsang pelepasan PG dan TCS. Fungsi modulasi eicosanoids dilakukan melalui perubahan rasio nukleotida siklik dalam sel.

Sumber histamin adalah basofil dan sel mast. Serotonin(neurotransmitter) pada manusia, selain dalam jumlah kecil di sel mast, juga ditemukan di trombosit dan sel enterochromaffin. Karena pelepasannya yang cepat selama degranulasi sel mast , kemampuan untuk mengubah lumen pembuluh mikro dan menyebabkan kontraksi langsung sel-sel endotel venula, histamin dan serotonin dianggap sebagai mediator utama gangguan mikrosirkulasi awal dalam fokus peradangan akut dan fase langsung peningkatan permeabilitas pembuluh darah. Histamin memainkan peran ganda dalam pembuluh darah dan sel. Melalui reseptor H2, itu melebarkan arteriol, dan melalui reseptor H1, mempersempit venula dan, dengan demikian, meningkatkan tekanan intrakapiler. Melalui reseptor Hi, histamin merangsang, dan melalui reseptor H1 menghambat emigrasi dan degranulasi leukosit. Dalam perjalanan normal peradangan, histamin bertindak terutama melalui reseptor H1 pada neutrofil, membatasi aktivitas fungsional mereka, dan melalui reseptor H1 pada monosit, merangsang mereka. Jadi, bersama dengan efek vaskular pro-inflamasi, ia memiliki efek seluler anti-inflamasi. Serotonin juga merangsang monosit di tempat peradangan. Histamin melakukan regulasi bi-directional proliferasi, diferensiasi dan aktivitas fungsional fibroblas dan, oleh karena itu, mungkin penting dalam fenomena reparatif. Efek modulasi histamin juga dimediasi oleh nukleotida siklik.

Adapun interaksi amina biogenik dalam fokus peradangan, diketahui bahwa histamin melalui reseptor Hi dapat memicu atau meningkatkan sintesis prostaglandin, dan melalui reseptor H - untuk menghambat. Amina biogenik berinteraksi baik satu sama lain dan dengan bradikinin, nukleotida dan nukleosida, zat P dalam meningkatkan permeabilitas pembuluh darah. Efek vasodilatasi histamin ditingkatkan dalam kombinasi dengan asetilkolin, serotonin, bradikinin.

Sumber utama enzim lisosom dalam fokus peradangan adalah fagosit - granulosit dan monosit-makrofag. Meskipun sangat penting dalam patogenesis peradangan fagositosis, fagosit terutama merupakan pembawa seluler mediator-modulator yang disekresikan secara ekstraseluler. Pelepasan isi lisosom dilakukan selama stimulasi kemotaktik, migrasi, fagositosis, kerusakan, kematian. Komponen utama lisosom pada manusia adalah proteinase netral - elastase, cathepsin G dan kolagenase yang terkandung dalam butiran primer, azurofilik, neutrofil. Dalam proses perlindungan antimikroba, termasuk peradangan, proteinase termasuk dalam faktor "urutan kedua" setelah mekanisme yang bergantung pada oksigen (mieloperoksidase - hidrogen peroksida) dan tidak bergantung pada oksigen seperti laktoferin dan lisozim. Mereka menyediakan terutama lisis mikroorganisme yang sudah terbunuh. Efek utama dari proteinase adalah mediasi dan modulasi fenomena inflamasi, termasuk kerusakan jaringan sendiri. Mediator dan efek modulasi proteinase dilakukan dalam kaitannya dengan permeabilitas vaskular, emigrasi, fagositosis.

Peningkatan permeabilitas vaskular di bawah pengaruh enzim lisosom terjadi karena lisis matriks subendotel, penipisan dan fragmentasi sel endotel dan disertai dengan perdarahan dan trombosis. Membentuk atau membelah zat kemotaktik yang paling penting, enzim lisosom adalah modulator infiltrasi leukosit. Pertama-tama, ini menyangkut komponen sistem pelengkap dan kalikrein-kinin.

Enzim lisosom, tergantung pada konsentrasinya, dapat meningkatkan atau menghambat migrasi neutrofil. Sehubungan dengan fagositosis, proteinase netral juga memiliki sejumlah efek. Secara khusus, elastase dapat membentuk C3b opsonin; C3b juga penting untuk adhesi partikel ke permukaan neutrofil. Akibatnya, neutrofil menyediakan dirinya dengan mekanisme untuk meningkatkan fagositosis. Baik cathepsin G dan elastase meningkatkan afinitas reseptor Fc membran neutrofil terhadap kompleks imunoglobulin dan, karenanya, meningkatkan efisiensi penyerapan partikel.

Karena kemampuan enzim lisosom untuk mengaktifkan sistem komplemen, kalikrein-kinin, koagulasi dan fibrinolisis, untuk melepaskan sitokin dan limfokin, peradangan berkembang dan bertahan sendiri untuk waktu yang lama.

Harta yang paling penting protein kationik non-enzimatik, terkandung dalam butiran azurofilik dan spesifik neutrofil, adalah aktivitas mikrobisidanya yang tinggi. Dalam hal ini, mereka berada dalam interaksi sinergis dengan sistem myeloperoxidase - hidrogen peroksida. Protein kationik diadsorpsi pada membran sel bakteri yang bermuatan negatif melalui interaksi elektrostatik. Akibatnya, permeabilitas dan struktur membran terganggu dan kematian mikroorganisme terjadi, yang merupakan prasyarat untuk lisis efektif selanjutnya oleh proteinase lisosom. Protein kationik ekstraseluler yang dilepaskan memediasi peningkatan permeabilitas vaskular (terutama dengan menginduksi degranulasi sel mast dan pelepasan histamin), adhesi dan emigrasi leukosit.

Sumber utama sitokin(monokin) dalam peradangan dirangsang monosit dan makrofag. Selain itu, polipeptida ini diproduksi oleh neutrofil, limfosit, sel endotel dan sel lainnya. Sitokin yang paling baik dipelajari adalah interleukin-1 (IL-1) dan tumor necrosis factor (TNF). Sitokin meningkatkan permeabilitas pembuluh darah (dengan cara yang tidak bergantung pada nitrofil), adhesi dan emigrasi leukosit. Seiring dengan sifat pro-inflamasi, sitokin juga dapat berperan dalam pertahanan langsung tubuh, merangsang neutrofil dan monosit untuk membunuh, menyerap dan mencerna mikroorganisme yang menyerang, serta meningkatkan fagositosis dengan mengopsonisasi agen patogen.

Dengan merangsang pembersihan luka, proliferasi dan diferensiasi sel, sitokin meningkatkan proses reparatif. Seiring dengan ini, mereka dapat memediasi kerusakan jaringan (degradasi matriks tulang rawan dan resorpsi tulang) dan, dengan demikian, berperan dalam patogenesis penyakit jaringan ikat, khususnya rheumatoid arthritis.

Tindakan sitokin juga menyebabkan sejumlah efek metabolik yang mendasari manifestasi umum peradangan - demam, kantuk, anoreksia, perubahan metabolisme, stimulasi hepatosit untuk meningkatkan sintesis protein fase akut, aktivasi sistem darah, dll.

Sitokin berinteraksi satu sama lain, dengan prostaglandin, neuropeptida, dan mediator lainnya.

Sejumlah mediator inflamasi juga termasuk limfokin- polipeptida yang diproduksi oleh limfosit yang dirangsang. Limfokin yang paling banyak dipelajari yang memodulasi respon inflamasi adalah faktor penghambat makrofag, faktor pengaktif makrofag, interleukin-2. Limfokin mengoordinasikan interaksi neutrofil, makrofag, dan limfosit, sehingga mengatur respons inflamasi secara umum.

Metabolit oksigen aktif, pertama-tama, radikal bebas - radikal anion superoksida, radikal hidroksil H2O, perhidroksil, karena adanya satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan di orbit luarnya, telah meningkatkan reaktivitas dengan molekul lain dan, oleh karena itu, potensi destruktif yang signifikan, yang penting dalam patogenesis peradangan. Sumber radikal bebas, serta mediator dan modulator peradangan yang diturunkan dari oksigen lainnya - hidrogen peroksida (H 2 0 2), oksigen singlet (f0 2), hipoklorit (HOC1) adalah: ledakan fagosit selama stimulasinya, arakidonat kaskade asam dalam proses pembentukan eicosanoid, proses enzimatik dalam retikulum endoplasma dan peroksisom, mitokondria, sitosol, serta oksidasi diri molekul kecil seperti hidrokuinon, leucoflavin, katekolamin, dll.

Peran metabolit oksigen aktif dalam peradangan terdiri, di satu sisi, dalam meningkatkan kemampuan bakterisida fagosit dan, di sisi lain, dalam fungsi mediator dan modulasi mereka. Peran mediator metabolit oksigen aktif adalah karena kemampuannya menyebabkan peroksidasi lipid, oksidasi protein, karbohidrat, dan kerusakan asam nukleat. Perubahan molekuler ini mendasari fenomena yang disebabkan oleh metabolit oksigen aktif yang merupakan karakteristik peradangan - peningkatan permeabilitas pembuluh darah (karena kerusakan sel endotel), stimulasi fagosit.

Peran modulator , metabolit oksigen aktif dapat baik dalam peningkatan fenomena inflamasi (dengan menginduksi pelepasan enzim dan interaksi dengan mereka dalam kerusakan jaringan; tidak hanya inisiasi, tetapi juga modulasi kaskade asam arakidonat), dan dalam efek anti-inflamasi (karena inaktivasi hidrolase lisosom dan mediator inflamasi lainnya).

Metabolit oksigen aktif penting dalam mempertahankan peradangan kronis.

Mediator dan modulator peradangan juga termasuk: neuropeptida- zat yang dilepaskan oleh serat-C sebagai hasil aktivasi oleh agen inflamasi nosiseptor polimodal, yang memainkan peran penting dalam munculnya refleks akson di cabang terminal neuron aferen (sensorik) primer. Yang paling banyak dipelajari adalah substansi P, calcitonin-gene-linked peptide, neurokinin A. Neuropeptida meningkatkan permeabilitas vaskular, dan kemampuan ini sebagian besar dimediasi oleh mediator yang berasal dari sel mast. Ada kontak membran antara saraf nonmyelinated dan sel mast, yang menyediakan komunikasi antara sistem saraf pusat dan fokus peradangan.

Neuropeptida berinteraksi secara sinergis untuk meningkatkan permeabilitas vaskular baik di antara mereka sendiri maupun dengan histamin, bradikinin, C5a, faktor yang mengaktifkan trombosit, leukotrien B4; antagonis dengan ATP dan adenosin. Mereka juga memiliki efek potensiasi pada perekrutan dan fungsi sitotoksik neutrofil, meningkatkan adhesi neutrofil ke endotel venula. Selain itu, neuropeptida meningkatkan sensitivitas nosiseptor terhadap aksi berbagai mediator, khususnya prostaglandin E2 dan prostasiklin, sehingga berpartisipasi dalam rekonstruksi nyeri inflamasi.

Selain zat di atas, mediator inflamasi juga termasuk: asetilkolin dan katekolamin, dilepaskan pada eksitasi struktur kolin dan adrenergik. Asetilkolin menyebabkan vasodilatasi dan berperan dalam mekanisme refleks akson hiperemia arteri selama inflamasi. Norepinefrin dan adrenalin menghambat pertumbuhan permeabilitas pembuluh darah, bertindak terutama sebagai modulator peradangan.

. Bab II
Reproduksi sel. Masalah proliferasi sel dalam kedokteran.
2.1. Siklus hidup sel.
Teori sel mengatakan bahwa sel muncul dari sel dengan membagi yang asli. Posisi ini mengecualikan pembentukan sel dari materi non-seluler. Pembelahan sel didahului oleh reduplikasi aparatus kromosomnya, sintesis DNA pada organisme eukariotik dan prokariotik.

Masa hidup sel dari pembelahan ke pembelahan disebut sel atau siklus hidup. Nilainya sangat bervariasi: untuk bakteri adalah 20-30 menit, untuk sepatu 1-2 kali sehari, untuk amuba sekitar 1,5 hari. Sel multiseluler juga memiliki kemampuan membelah yang berbeda. Pada embriogenesis awal, mereka sering membelah, dan pada organisme dewasa, sebagian besar, mereka kehilangan kemampuan ini, karena mereka menjadi terspesialisasi. Tetapi bahkan dalam organisme yang telah mencapai perkembangan penuh, banyak sel harus membelah untuk menggantikan sel-sel usang yang terus-menerus mengelupas dan, akhirnya, sel-sel baru diperlukan untuk menyembuhkan luka.

Akibatnya, dalam beberapa populasi sel, pembelahan harus terjadi sepanjang hidup. Dengan pemikiran ini, semua sel dapat dibagi menjadi tiga kategori:

1. Pada saat seorang anak lahir, sel-sel saraf mencapai keadaan yang sangat khusus, kehilangan kemampuannya untuk bereproduksi.Dalam proses ontogenesis, jumlahnya terus berkurang. Keadaan ini juga memiliki satu sisi baik; jika sel-sel saraf membelah, maka fungsi saraf yang lebih tinggi (memori, berpikir) akan terganggu.

2. Kategori sel lain juga sangat terspesialisasi, tetapi karena deskuamasi konstan mereka, mereka digantikan oleh yang baru, dan fungsi ini dilakukan oleh sel-sel dari garis yang sama, tetapi belum terspesialisasi dan tidak kehilangan kemampuan untuk membelah. Sel-sel ini disebut sel yang memperbaharui. Contohnya adalah sel-sel epitel usus yang terus-menerus memperbarui, sel-sel hematopoietik. Bahkan sel-sel tulang mampu terbentuk dari yang tidak terspesialisasi (ini dapat diamati selama regenerasi reparatif patah tulang). Populasi sel non-khusus yang mempertahankan kemampuan untuk membelah biasanya disebut sel punca.

3. Kategori sel ketiga adalah pengecualian, ketika sel yang sangat terspesialisasi, dalam kondisi tertentu, dapat memasuki siklus mitosis. Ini adalah sel dengan umur panjang dan di mana, setelah selesainya pertumbuhan, pembelahan sel jarang terjadi. Contohnya adalah hepatosit. Tetapi jika 2/3 dari hati hewan percobaan dikeluarkan, maka dalam waktu kurang dari dua minggu akan dikembalikan ke ukuran sebelumnya. Hal yang sama adalah sel-sel kelenjar yang menghasilkan hormon: dalam kondisi normal, hanya sedikit dari mereka yang dapat bereproduksi, dan dalam kondisi yang berubah, kebanyakan dari mereka dapat mulai membelah.

Siklus sel berarti pengulangan berulang dari peristiwa berturut-turut yang mengambil periode waktu tertentu. Proses siklik biasanya digambarkan secara grafis dalam bentuk lingkaran.

Siklus sel dibagi menjadi dua bagian: mitosis dan interval antara akhir satu mitosis dan awal berikutnya - interfase. Metode autoradiografi memungkinkan untuk menetapkan bahwa selama interfase sel tidak hanya melakukan fungsi khusus, tetapi juga mensintesis DNA. Periode interfase ini disebut sintetik (S). Ini dimulai sekitar 8 jam setelah mitosis dan berakhir setelah 7-8 jam. Interval antara periode S dan mitosis disebut prasintetis (G1 - 4 jam) setelah sintetik, sebelum mitosis itu sendiri - pascasintetis (G2). terjadi selama sekitar satu jam.

Dengan demikian, empat tahap dibedakan dalam siklus sel; mitosis, periode G1, periode S, periode G2.

Pembentukan fakta penggandaan dalam interfase DNA berarti bahwa selama waktunya sel tidak dapat melakukan fungsi khusus, sibuk dengan konstruksi struktur seluler, sintesis bahan bangunan yang memastikan pertumbuhan sel anak, akumulasi energi yang dikeluarkan selama mitosis itu sendiri, sintesis enzim spesifik untuk replikasi DNA ... Oleh karena itu, sel-sel interfase untuk menjalankan fungsinya yang telah ditentukan sebelumnya oleh program genetik (menjadi sangat terspesialisasi) harus keluar dari siklus untuk sementara atau permanen selama periode G0, atau tetap berada di G1 yang diperpanjang (tidak ada perbedaan yang signifikan dalam keadaan sel Periode G0 dan G1 dicatat, karena itu sel per siklus). Perlu dicatat secara khusus bahwa pada organisme multiseluler dewasa, sebagian besar sel diketahui berada pada periode G0.

Seperti yang telah disebutkan, peningkatan jumlah sel hanya terjadi karena pembelahan sel asli, yang didahului oleh fase reproduksi akurat materi genetik, molekul DNA, kromosom.

Pembelahan mitosis mencakup keadaan sel baru: kromosom interfase, terdekondensasi dan sudah direduplikasi berubah menjadi bentuk kompak kromosom mitosis, aparatus mitosis akromatin terbentuk, yang terlibat dalam transfer kromosom, kromosom menyimpang ke kutub yang berlawanan dan sitokinesis terjadi. Proses pembelahan tidak langsung biasanya dibagi menjadi fase utama berikut: profase, metafase, anafase dan telofase. Pembelahan bersyarat, karena mitosis adalah proses yang berkelanjutan dan perubahan fase terjadi secara bertahap. Satu-satunya fase yang memiliki awal yang nyata adalah anafase, di mana

divergensi kromosom dimulai. Durasi fase individu berbeda (rata-rata, profase dan telofase - 30-40 ", anafase dan metafase - 7-15"). Pada awal mitosis, sel manusia mengandung 46 kromosom, yang masing-masing terdiri dari 2 bagian identik - kromatid (kromatid juga disebut S-kromosom, dan kromosom terdiri dari 2 kromatid - d-kromosom).

Salah satu fenomena paling luar biasa yang diamati dalam mitosis adalah pembentukan gelendong fisi. Ini memastikan keselarasan d-kromosom dalam satu bidang, di tengah sel, dan pergerakan S-kromosom ke kutub. Spindel pembelahan dibentuk oleh sentriol pusat sel. Mikrotubulus terbentuk di sitoplasma dari protein tubulin.

Pada periode G1, setiap sel mengandung dua sentriol, pada saat transisi ke periode G2, sentriol anak terbentuk di dekat setiap sentriol, dan total dua pasang terbentuk.

Pada profase, sepasang sentriol mulai bergerak ke satu kutub, yang lain ke kutub lainnya.

Satu set mikrotubulus interpolar dan kromosom mulai terbentuk antara pasangan sentriol satu sama lain.

Pada akhir profase, selubung nukleus hancur, nukleolus tidak ada lagi, kromosom (d) berputar, gelendong pembelahan bergerak ke tengah sel, dan kromosom d berada di ruang antara mikrotubulus gelendong.

Selama profase, kromosom D mengalami jalur kondensasi dari struktur berfilamen menjadi seperti batang. Pemendekan dan penebalan (kromosom d berlanjut selama beberapa waktu dalam metafase, akibatnya kromosom d metofase memiliki kepadatan yang cukup. Sentromer terlihat jelas dalam kromosom, membaginya menjadi lengan yang sama atau tidak sama, terdiri dari 2 S yang berdekatan - Pada awal anafase, kromosom S (kromatid) mulai bergerak dari bidang ekuator ke kutub. Anafase dimulai dengan pemisahan daerah sentromer setiap kromosom, akibatnya dua kromosom S dari setiap kromosom d benar-benar terpisah satu sama lain Oleh karena itu, setiap sel anak menerima satu set identik 46 kromosom S Setelah pemisahan sentromer, satu setengah dari 92 kromosom S mulai bergerak ke satu kutub, setengah lainnya ke yang lain.

Sampai hari ini, belum ditentukan secara pasti di bawah pengaruh apa yang memaksa pergerakan kromosom ke kutub dilakukan. Ada beberapa versi:

1. Dalam spindel pembelahan terdapat filamen yang mengandung aktin (juga protein otot lainnya), ada kemungkinan gaya ini dihasilkan dengan cara yang sama seperti pada sel otot.

2. Pergerakan kromosom disebabkan oleh bergesernya mikrotubulus kromosom di sepanjang mikrotubulus yang kontinu (interpolar) dengan polaritas yang berlawanan (McItosh, 1969, Margolis, 1978).

3. Laju pergerakan kromosom diatur oleh mikrotubulus kinetokor untuk memastikan pemisahan kromatid secara teratur. Kemungkinan besar, semua mekanisme di atas untuk implementasi distribusi zat herediter yang akurat secara matematis di antara sel anak bekerja sama.

Menjelang akhir anafase dan awal telofase, di tengah sel memanjang, pembentukan penyempitan dimulai, membentuk apa yang disebut alur pembelahan, yang, semakin dalam, membagi sel menjadi dua sel anak. Filamen aktin mengambil bagian dalam pembentukan alur. Tetapi ketika alur semakin dalam, sel-sel saling berhubungan oleh kumpulan mikrotubulus, yang disebut badan median, sisanya hadir untuk beberapa waktu di interfase. Sejajar dengan sitokinesis, pada setiap kutub, kromosom didespiralisasi dalam urutan terbalik dari tingkat kromosom ke nukleosom. Akhirnya, zat turun-temurun berbentuk gumpalan kromatin, baik yang terkemas rapat atau terdekondensasi. Nukleolus, selubung inti yang mengelilingi kromatin dan karioplasma, terbentuk kembali. Jadi, sebagai hasil pembelahan sel mitosis, sel anak yang baru terbentuk identik satu sama lain dan merupakan salinan dari sel induk, yang penting untuk pertumbuhan, perkembangan dan diferensiasi sel dan jaringan selanjutnya.
2.2. Mekanisme regulasi aktivitas mitosis
Mempertahankan jumlah sel pada tingkat tertentu yang konstan memberikan homeostasis keseluruhan. Misalnya, jumlah eritrosit dan leukosit dalam tubuh yang sehat relatif stabil, terlepas dari kenyataan bahwa sel-sel ini mati, mereka terus diisi ulang. Oleh karena itu, laju pembentukan sel baru harus diatur agar sesuai dengan laju kematian sel.

Untuk mempertahankan homeostasis, perlu bahwa jumlah berbagai sel khusus dalam tubuh dan fungsi yang harus mereka lakukan berada di bawah kendali berbagai mekanisme pengaturan yang mempertahankan semua ini dalam keadaan stabil.

Dalam banyak kasus, sel diberi sinyal bahwa mereka harus meningkatkan aktivitas fungsionalnya, dan ini mungkin memerlukan peningkatan jumlah sel. Misalnya, jika kandungan Ca dalam darah turun, maka sel-sel kelenjar paratiroid meningkatkan sekresi hormon, kadar kalsium mencapai normal. Tetapi jika makanan hewan kekurangan kalsium, maka produksi hormon tambahan tidak akan meningkatkan kandungan elemen ini dalam darah. Dalam hal ini, sel-sel kelenjar tiroid mulai membelah dengan cepat, sehingga peningkatan jumlahnya akan terjadi. menyebabkan peningkatan lebih lanjut dalam sintesis hormon. Dengan demikian, penurunan satu atau fungsi lain dapat menyebabkan peningkatan populasi sel yang menyediakan fungsi-fungsi ini.

Pada orang yang memasuki dataran tinggi, jumlah eritrosit meningkat tajam (pada ketinggian kurang dari 02) untuk menyediakan tubuh dengan jumlah oksigen yang diperlukan. Sel-sel ginjal merespons penurunan oksigen dan meningkatkan sekresi eritropoietin, yang meningkatkan hematopoiesis. Setelah pembentukan eritrosit tambahan dalam jumlah yang cukup, hipoksia menghilang dan sel-sel yang memproduksi hormon ini mengurangi sekresinya ke tingkat yang biasa.

Sel-sel yang berdiferensiasi penuh tidak dapat membelah, tetapi jumlah mereka dapat meningkat karena sel-sel induk dari mana mereka berasal. Sel-sel saraf tidak dapat membelah dalam keadaan apa pun, tetapi mereka dapat meningkatkan fungsinya dengan meningkatkan prosesnya dan mengalikan hubungan di antara mereka.

Perlu dicatat bahwa pada orang dewasa, rasio ukuran total berbagai organ tetap kurang lebih konstan. Dengan pelanggaran buatan terhadap rasio ukuran organ yang ada, itu cenderung normal (pengangkatan satu ginjal menyebabkan peningkatan yang lain).

Salah satu konsep yang menjelaskan fenomena ini adalah bahwa proliferasi sel diatur oleh zat khusus - keylon. Diasumsikan bahwa mereka memiliki kekhususan untuk sel-sel dari berbagai jenis, jaringan organ. Diyakini bahwa penurunan jumlah keylons merangsang proliferasi sel, misalnya, selama regenerasi. Saat ini, masalah ini sedang dipelajari dengan cermat oleh berbagai spesialis. Data telah diperoleh bahwa keylons adalah glikoprotein dengan berat molekul 30.000 - 50.000.

2.3. Jenis reproduksi sel yang tidak teratur
amitosis... Pembelahan langsung, atau amitosis, dijelaskan lebih awal dari pembelahan mitosis, tetapi jauh lebih jarang terjadi. Amitosis adalah pembelahan sel di mana nukleus berada dalam keadaan interfase. Dalam hal ini, tidak ada kondensasi kromosom dan pembentukan gelendong fisi. Secara formal, amitosis harus mengarah pada munculnya dua sel, tetapi paling sering mengarah pada pembelahan nukleus dan munculnya sel dua atau berinti banyak.

Pembelahan amitosis dimulai dengan fragmentasi nukleolus, diikuti oleh pembelahan nukleus oleh penyempitan (atau invaginasi). Mungkin ada beberapa divisi nukleus, sebagai aturan ukuran yang tidak sama (dalam proses patologis). Banyak pengamatan telah menunjukkan bahwa amitosis hampir selalu ditemukan pada sel-sel yang sekarat, merosot dan tidak mampu menghasilkan unsur-unsur yang lengkap di masa depan. Jadi, biasanya, pembelahan amitosis terjadi di membran embrio hewan, di sel folikel ovarium, di sel raksasa trofoblas. Amitosis memiliki nilai positif dalam proses regenerasi jaringan atau organ (amitosis regeneratif). Amitosis pada sel senescent disertai dengan gangguan dalam proses biosintesis, termasuk replikasi, perbaikan DNA, dan transkripsi dan translasi. Sifat fisikokimia protein kromatin inti sel, komposisi sitoplasma, struktur dan fungsi organel berubah, yang memerlukan gangguan fungsional di semua tingkat selanjutnya - seluler, jaringan, organ, dan organisme. Dengan pertumbuhan kehancuran dan kepunahan restorasi, kematian sel alami terjadi. Seringkali, amitosis terjadi pada proses inflamasi dan neoplasma ganas (amitosis yang diinduksi).

Endomitosis. Ketika sel terkena zat yang menghancurkan mikrotubulus gelendong, pembelahan berhenti, dan kromosom akan melanjutkan siklus transformasinya: bereplikasi, yang akan mengarah pada pembentukan sel poliploid secara bertahap - 4 hal. 8 hal., Dll. Proses transformasi ini disebut endoreproduksi. Kemampuan sel untuk endomitosis digunakan dalam pemuliaan tanaman untuk mendapatkan sel dengan beberapa set kromosom. Untuk ini, colchicine, vinblastine digunakan, menghancurkan benang spindel achromatin. Sel poliploid (dan kemudian tanaman dewasa) berukuran besar, organ vegetatif sel tersebut besar, dengan pasokan nutrisi yang besar. Pada manusia, endoreproduksi terjadi di beberapa hepatosit dan kardiomiosit.

Hasil lain yang lebih jarang dari endomitosis adalah sel-sel politen. Selama politeni pada periode S, sebagai akibat dari replikasi dan nondisjungsi filamen kromosom, struktur politen multi-filamen terbentuk. Mereka berbeda dari kromosom mitosis dengan ukurannya yang besar (200 kali lebih lama). Sel-sel seperti itu ditemukan di kelenjar ludah diptera, di makronukleus ciliates. Pada kromosom polytene, tonjolan terlihat, puff (situs transkripsi) - ekspresi aktivitas gen. Kromosom ini adalah objek penelitian genetik yang paling penting.
2.4. Masalah proliferasi sel dalam kedokteran.
Diketahui bahwa jaringan dengan tingkat pembaruan sel yang tinggi lebih sensitif terhadap efek berbagai mutagen daripada jaringan di mana sel diperbarui secara perlahan. Namun, misalnya, kerusakan radiasi mungkin tidak segera muncul dan tidak selalu melemah dengan kedalaman, kadang-kadang bahkan merusak jaringan yang lebih dalam daripada yang dangkal. Ketika sel disinari dengan sinar-X atau sinar gamma, pelanggaran berat terjadi dalam siklus hidup sel: kromosom mitosis berubah bentuk, kerusakannya terjadi, diikuti oleh koneksi fragmen yang salah, kadang-kadang bagian individu kromosom hilang sama sekali. Anomali spindel dapat terjadi (bukan dua kutub dalam sel, tetapi tiga), yang akan menyebabkan pemisahan kromatid yang tidak merata. Kadang-kadang kerusakan sel (radiasi dosis besar) begitu signifikan sehingga semua upaya sel untuk memulai mitosis tidak berhasil dan pembelahan berhenti.

Efek serupa dari radiasi sebagian dijelaskan oleh penggunaannya dalam terapi tumor. Tujuan iradiasi bukan untuk membunuh sel tumor pada interfase, tetapi membuat mereka kehilangan kemampuan untuk mitosis, yang akan memperlambat atau menghentikan pertumbuhan tumor. Radiasi dalam dosis yang tidak mematikan bagi sel dapat menyebabkan mutasi, menyebabkan peningkatan proliferasi sel yang berubah dan menimbulkan pertumbuhan ganas, seperti yang sering terjadi pada mereka yang bekerja dengan sinar-X tanpa mengetahui bahayanya.

Banyak bahan kimia, termasuk obat-obatan, mempengaruhi proliferasi sel. Sebagai contoh, alkaloid, colchicine (yang terkandung dalam umbi colchicum) adalah obat pertama untuk meredakan nyeri sendi pada asam urat. Ternyata itu juga memiliki efek lain - untuk menghentikan pembelahan dengan mengikat protein dengan tubulin dari mana mikrotubulus terbentuk. Jadi, colchicine, seperti banyak obat lain, menghalangi pembentukan gelendong fisi.

Atas dasar ini, alkaloid seperti vinblastine dan vincristine digunakan untuk mengobati beberapa jenis neoplasma ganas, menjadi bagian dari gudang obat antikanker kemoterapi modern. Perlu dicatat bahwa kemampuan zat seperti colchicine untuk menghentikan mitosis digunakan sebagai metode untuk identifikasi kromosom selanjutnya dalam genetika medis.

Yang sangat penting untuk pengobatan adalah kemampuan sel yang berdiferensiasi (selain itu, jenis kelamin) untuk mempertahankan potensinya untuk berproliferasi, yang kadang-kadang mengarah pada perkembangan tumor di ovarium, di bagian di mana lembaran sel, jaringan, organ terlihat, yang adalah "campur aduk". Potongan kulit, folikel rambut, rambut, gigi jelek, potongan tulang, tulang rawan, jaringan saraf, pecahan mata, dll terungkap, yang memerlukan intervensi bedah segera.

2.5. Patologi reproduksi sel
Anomali siklus mitosis.. Ritme mitosis, biasanya cukup untuk kebutuhan pemulihan penuaan, sel-sel mati, dalam kondisi patologi dapat diubah. Perlambatan ritme diamati pada penuaan atau jaringan dengan vaskularisasi rendah, peningkatan ritme pada jaringan dengan berbagai jenis peradangan, pengaruh hormonal, pada tumor, dll.

Sel adalah unit dasar dari semua makhluk hidup. Tidak ada kehidupan di luar sel. Reproduksi sel hanya terjadi dengan pembelahan sel asli, yang didahului dengan reproduksi materi genetiknya. Pembelahan sel diaktifkan sebagai akibat dari paparan faktor eksternal atau internal. Proses pembelahan sel sejak diaktifkan disebut proliferasi. Dengan kata lain, proliferasi adalah penggandaan sel, yaitu peningkatan jumlah sel (dalam kultur atau jaringan), yang terjadi melalui pembelahan mitosis. Masa hidup sel seperti itu, dari pembelahan ke pembelahan, biasanya disebut siklus sel.

PENDAHULUAN 3
BAB I. Proliferasi 4
Siklus sel 5
Regulasi siklus sel 6
Regulator eksogen proliferasi 7
Regulator endogen proliferasi
Jalur regulasi CDK 8
Regulasi G1 fase 10
S fase 11 regulasi
Regulasi G2 fase 12
Regulasi mitosis 12
Kerusakan DNA 13
1.10.1 Cara memperbaiki kerusakan DNA untai ganda 13
1.10.2 Respon seluler terhadap kerusakan DNA dan regulasinya 14
1.11. Regenerasi jaringan 15
1.11.1 Bentuk regenerasi 16
1.11.2. Regulasi regenerasi jaringan 17
BAB II. APOPTOSIS 18
2.1. Tanda-tanda karakteristik apoptosis 19
2.2. Mekanisme apoptosis 19
2.3. Peran apoptosis dalam perlindungan terhadap kanker 20
2.4. Regulasi apoptosis 21
REFERENSI 24

Karya berisi 1 file

Universitas Pedagogis Negeri Rusia dinamai A.I. Herzen

Fakultas Biologi

PEKERJAAN KURSUS

Proliferasi sel

SPb 2010
DAFTAR ISI

PENGANTAR 3

BAB I. Proliferasi 4

Siklus sel 5
Regulasi siklus sel 6
Pengatur proliferasi eksogen 7
Pengatur proliferasi endogen 7
Jalur regulasi CDK 8
Regulasi fase G1 10
Regulasi fase S 11
Regulasi fase G2 12
Regulasi mitosis 12
kerusakan DNA 13

1.10.1 Cara untuk memperbaiki kerusakan DNA untai ganda 13

1.10.2 Respon seluler terhadap kerusakan DNA dan regulasinya 14

1.11. Regenerasi jaringan 15

1.11.1 Bentuk regenerasi 16

1.11.2. Regulasi regenerasi jaringan 17

BAB II. APOPTOSIS 18

2.1. Tanda-tanda khas apoptosis 19

2.2. Mekanisme Apoptosis 19

2.3. Peran Apoptosis dalam Perlindungan Terhadap Kanker 20

2.4. Regulasi apoptosis 21

BIBLIOGRAFI 24

pengantar

Sel adalah unit dasar dari semua makhluk hidup. Tidak ada kehidupan di luar sel. Reproduksi sel hanya terjadi dengan pembelahan sel asli, yang didahului dengan reproduksi materi genetiknya. Pembelahan sel diaktifkan sebagai akibat dari paparan faktor eksternal atau internal. Proses pembelahan sel dari saat aktivasinya disebut proliferasi. Dengan kata lain, proliferasi Apakah perkalian sel, mis. peningkatan jumlah sel (dalam kultur atau jaringan), yang terjadi melalui pembelahan mitosis. Masa hidup sel seperti itu, dari pembelahan ke pembelahan, biasanya disebutsiklus sel.

Dalam tubuh manusia dewasa, sel-sel dari berbagai jaringan dan organ memiliki kemampuan membelah yang tidak seimbang. Selain itu, dengan penuaan, intensitas proliferasi sel menurun (yaitu, interval antara mitosis ). Ada populasi sel yang benar-benar kehilangan kemampuan untuk membelah. Ini adalah, sebagai suatu peraturan, sel-sel yang berada pada tahap terminal.diferensiasimisalnya dewasa neuron, leukosit darah granular, kardiomiosit ... Dalam hal ini, sistem kekebalan adalah pengecualian.B- dan sel-T memori, yang, berada di tahap akhir diferensiasi, ketika stimulus tertentu muncul dalam tubuh dalam bentuk yang sebelumnya ditemui antigen dapat mulai berkembang biak. Tubuh terus memperbarui jaringan - berbagai jenis epitel, jaringan hematopoietik. Dalam jaringan seperti itu, ada kumpulan sel yang terus-menerus membelah, menggantikan jenis sel yang habis atau sekarat (misalnya,sel kripta usus, sel-sel lapisan basal epitel integumen, sel hematopoietik sumsum tulang ). Ada juga sel-sel dalam tubuh yang tidak berkembang biak dalam kondisi normal, tetapi memperoleh kembali sifat ini dalam kondisi tertentu, khususnya, jika perlu. regenerasi jaringan dan organ.

Proses proliferasi sel diatur secara ketat oleh sel itu sendiri (pengaturan siklus sel, penghentian atau perlambatan sintesis autokrin faktor pertumbuhan dan reseptornya) dan lingkungan mikronya (kurangnya kontak yang merangsang dengan sel dan matriks tetangga, penghentian sekresi dan / atau sintesis parakrin faktor pertumbuhan). Pelanggaran regulasi proliferasi menyebabkan pembelahan sel tanpa batas, yang pada gilirannya memulai pengembangan proses onkologis dalam tubuh.

Proliferasi

Fungsi utama yang terkait dengan inisiasi proliferasi diasumsikan oleh:membran plasmasel. Di permukaannya terjadi peristiwa yang terkait dengan transisi sel istirahat ke keadaan aktif yang mendahului pembelahan. Membran plasma sel, karena molekul reseptor yang terletak di dalamnya, merasakan berbagai sinyal mitogenik ekstraseluler dan menyediakan pengangkutan zat yang diperlukan ke dalam sel yang terlibat dalam inisiasi respons proliferasi. Sinyal mitogenik dapat berupa kontak antar sel, antara sel dengan matriks, serta interaksi sel dengan berbagai senyawa yang merangsang masuknya mereka ke dalam sel. siklus sel , yang disebut faktor pertumbuhan. Sebuah sel yang telah menerima sinyal mitogenik untuk proliferasi memulai proses pembelahan.

Siklus sel

Seluruh siklus sel terdiri dari 4 tahap: prasintetik (G1),
sintetis (S), pasca-sintetis (G2) dan mitosis yang tepat (M).
Selain itu, ada yang disebut karakterisasi periode G0
keadaan sel lainnya. Pada periode G1, sel memiliki diploid
kandungan DNA per nukleus. Selama periode ini, pertumbuhan sel dimulai,
terutama karena akumulasi protein seluler, yang disebabkan oleh
peningkatan jumlah RNA per sel. Selain itu, persiapan untuk sintesis DNA dimulai. Pada periode-S berikutnya, terjadi penggandaan jumlah DNA dan, karenanya, jumlah kromosom menjadi dua kali lipat. Fase G2 pascasintetis juga disebut premitosis. Pada fase ini terjadi sintesis aktif mRNA (RNA pembawa pesan). Tahap ini diikuti oleh pembelahan sel yang sebenarnya dalam dua atau mitosis.

Divisi dari semua sel eukariotikterkait dengan kondensasi dua kali lipat (direplikasi) kromosom. Sebagai hasil dari pembagian, ini kromosom dipindahkan ke sel anak. Jenis pembelahan sel eukariotik - mitosis (dari mitos Yunani - benang) - adalah satu-satunya cara lengkap untuk meningkatkan jumlah sel. Proses pembelahan mitosis dibagi menjadi beberapa tahap: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase.

Regulasi siklus sel

Tujuan dari mekanisme pengaturan siklus sel bukanlah untuk mengatur berlalunya siklus sel seperti itu, tetapi untuk memastikan, pada akhirnya, infalibilitas distribusi materi herediter dalam proses reproduksi sel. Regulasi reproduksi sel didasarkan pada perubahan status proliferasi aktif dandormansi proliferatif... Faktor regulasi yang mengontrol multiplikasi sel secara kasar dapat dibagi menjadi dua kelompok: ekstraseluler (atau eksogen) atau intraseluler (atau endogen).Faktor eksogenberada di lingkungan mikro sel dan berinteraksi dengan permukaan sel. Faktor-faktor yang disintesis oleh sel itu sendiri dan bertindak di dalamnya mengacu pada
faktor endogen... Pembagian ini agak sewenang-wenang, karena beberapa faktor, yang bersifat endogen dalam kaitannya dengan sel yang memproduksinya, dapat meninggalkannya dan bertindak sebagai pengatur eksogen pada sel lain. Jika faktor regulasi berinteraksi dengan sel yang sama yang memproduksinya, maka jenis kontrol ini disebut kontrol autokrin. Di bawah kendali parakrin, sintesis regulator dilakukan oleh sel lain.

Pengatur proliferasi eksogen

Pada organisme multiseluler, pengaturan proliferasi berbagai jenis sel terjadi karena aksi bukan hanya satu faktor pertumbuhan, tetapi totalitasnya. Selain itu, beberapafaktor pertumbuhanmenjadi stimulan untuk beberapa jenis sel, mereka berperilaku seperti inhibitor dalam kaitannya dengan yang lain. Klasikfaktor pertumbuhanmewakili polipeptida dengan berat molekul 7-70 kDa. Sampai saat ini, lebih dari seratus faktor pertumbuhan seperti itu diketahui.

PDGF trombosit. Dilepaskan pada penghancuran dinding pembuluh darah, PDGF terlibat dalam proses pembentukan trombus dan penyembuhan luka. PDGF adalah faktor pertumbuhan yang kuat untuk istirahat fibroblas ... Seiring dengan PDGF, faktor pertumbuhan epidermal ( EGF ), yang juga mampu merangsang proliferasi fibroblas. Tapi, selain itu, ia juga memiliki efek stimulasi pada jenis sel lain, khususnya pada kondrosit.

Sekelompok besar faktor pertumbuhan adalah sitokin (interleukin, faktor nekrosis tumor, faktor perangsang kolonidll.). Semua sitokin bersifat polifungsional. Keduanya dapat meningkatkan dan menghambat respons proliferatif. Jadi, misalnya, subpopulasi CD4 + T-limfosit yang berbeda, Th1 dan Th2 , menghasilkan spektrum sitokin yang berbeda, adalah antagonis dalam hubungannya satu sama lain. Artinya, sitokin Th1 merangsang proliferasi sel yang memproduksinya, tetapi pada saat yang sama menekan pembelahan sel Th2, dan sebaliknya. Dengan demikian, tubuh biasanya mempertahankan keseimbangan konstan dari kedua jenis limfosit T ini. Interaksi faktor pertumbuhan dengan reseptornya pada permukaan sel mengarah pada peluncuran seluruh rangkaian peristiwa di dalam sel. Akibatnya, faktor transkripsi diaktifkan dan gen dari respon proliferatif diekspresikan, yang pada akhirnya memulai replikasi DNA dan masuknya sel ke dalam mitosis.

Regulator endogen dari siklus sel

Pada sel eukariotik normal, perjalanan siklus sel diatur dengan ketat. Alasannyapenyakit onkologi adalah transformasi sel, biasanya terkait dengan pelanggaran mekanisme pengaturan siklus sel. Salah satu akibat utama dari cacat siklus sel adalah ketidakstabilan genetik, karena sel-sel dengan gangguan kontrol siklus sel kehilangan kemampuan untuk menggandakan dan mendistribusikannya dengan benar.genom ... Ketidakstabilan genetik mengarah pada perolehan fitur baru yang bertanggung jawab untuk perkembangan tumor.