Was ist Zellzyklusarrest?
Das Anhalten des Zellzyklus ist ein Haltepunkt im Zellzyklus, an dem er nicht mehr an den Prozessen beteiligt ist, die mit der Vervielfältigung und Teilung zusammenhängen. Der natürliche Zellzyklus enthält eine Reihe von Kontrollpunkten, an denen die Zelle bestimmen kann, ob sie mit der Teilung fortfährt oder aufhört. Diese Unterbrechungen können auch durch äußere Faktoren wie Bestrahlung oder Medikamente zur Kontrolle des Zellwachstums ausgelöst werden. Untersuchungen zum Stillstand des Zellzyklus liefern wichtige Informationen darüber, wie Zellen sich selbst regulieren und was passiert, wenn diese Prozesse fehlschlagen.
Die Phasen des Zellzyklus beginnen mit G1, wenn eine Zelle bereit ist, sich selbst zu duplizieren. Während der S-Phase kopiert es aktiv sein genetisches Material namens Desoxyribonukleinsäure (DNA) und hat in G2 die Möglichkeit, Schäden vor der M-Mitose zu reparieren. Nach der Mitose können die Zellen wieder in G1 eintreten oder in G0 eintreten, wo sie ruhen. In jeder dieser Phasen hält ein Prüfpunkt den Zellzyklus vorübergehend an, damit die Zelle entscheiden kann, ob sie fortfahren soll. Einige Zellen sind so programmiert, dass sie nur selten dupliziert werden, während beschädigte Zellen möglicherweise Zeit für die Reparatur oder Zerstörung benötigen.
Manchmal geht der Stillstand des Zellzyklus mit Apoptose und Zelltod einher. Dies geschieht, wenn eine Zelle erkennt, dass sie aufgrund von DNA-Schäden nicht mehr funktionsfähig ist. Die Zelle zielt auf die Zerstörung ab und schaltet sich aus, sodass der Körper den Abrieb beseitigen und ihn für die Produktion anderer Zellen wiederverwenden kann. Durch das Anhalten des Zellzyklus können Zellen ihre Integrität aufrechterhalten, indem sie angehalten werden, um sich regelmäßig auf Anzeichen einer DNA-Zerstörung zu überprüfen, die Funktionsstörungen verursachen oder zur Entwicklung eines Tumors führen könnten. Es ist nicht immer ein perfekter Prozess, wie die Entwicklung von krebsartigem Wachstum zeigt.
Medikamente können möglicherweise durch Zufall oder als Teil ihrer therapeutischen Eigenschaften zum Stillstand des Zellzyklus führen. Zellen in der Kultur können auf diese Medikamente reagieren, indem sie Teilungsprozesse stoppen, was zeigt, dass etwas in dem Medikament die Zellen dazu veranlasst, einen Kontrollpunkt zu erreichen und dort zu bleiben. Diese Medikamente können für Aktivitäten wie die Krebstherapie eingesetzt werden, bei denen das Ziel möglicherweise darin besteht, die fortgesetzte Replikation von Tumorzellen zu verhindern, um das Wachstum eines Krebses zu begrenzen. In anderen Fällen ist der vorübergehende Stopp eine zufällige und unbeabsichtigte Nebenwirkung.
Umweltfaktoren können auch beim Stillstand des Zellzyklus eine Rolle spielen. Einige einzellige Organismen haben die Fähigkeit, in Reaktion auf widrige Bedingungen in einen Zustand suspendierter Animation zu gelangen, der sich bei einer freundlicheren Umgebung wiederbelebt. Dies können auch bestimmte mehrzellige Organismen unter bestimmten Bedingungen. Bei einigen Organismen kann die Exposition gegenüber Strahlung oder Chemikalien auch zum Stillstand des Zellzyklus führen.