FASA G1 (KITARAN SEL): PENERANGAN DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2026

The fasa G1 adalah salah satu peringkat di mana antara muka kitaran hidup sel dibahagikan. Banyak penulis menyebutnya sebagai "fasa pertumbuhan", kerana selama itu pertumbuhan sel yang paling ketara berlaku.

Oleh itu, semasa fasa G1, pelbagai perubahan metabolik intraselular berlaku yang menyiapkan sel untuk pembelahan. Pada titik tertentu dalam fasa ini, yang dikenal dalam beberapa teks sebagai "titik larangan", sel terlibat dalam pembahagian dan terus ke fasa S sintesis.

Fasa kitaran sel (Sumber: Richard Wheeler (Zephyris). Label Sepanyol oleh Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) melalui Wikimedia Commons)

Kitaran sel

Kitaran sel terdiri daripada urutan peristiwa yang teratur yang berlaku dalam sel sebagai persiapan pembahagiannya. Secara amnya didefinisikan sebagai proses yang dibahagikan kepada 4 peringkat di mana sel:

- peningkatan saiz (fasa G1)

- salin DNA mereka dan sintesis molekul penting lain (fasa sintesis atau fasa S)

- bersiap sedia untuk pembahagian (fasa G2) dan

- membahagi (fasa M atau mitosis)

Sesuai dengan perkara di atas, kitaran sel dapat dibahagikan kepada dua "momen" yang hebat: antara muka dan mitosis. Antaramuka terdiri daripada fasa G1, S dan G2, yang merangkumi semua proses antara satu pembahagian mitotik dan yang lain, itulah sebabnya dikatakan bahawa sel menghabiskan sebahagian besar hayatnya di antara muka.

Peraturan

Menurut mesej "perangsang" atau "penghambatan" yang diterima sel semasa antara muka, ia dapat "memutuskan" sama ada akan memasuki kitaran sel atau membelah.

"Mesej" ini dibawa oleh beberapa protein khusus, termasuk faktor pertumbuhan, reseptor untuk faktor pertumbuhan ini, transduser isyarat, dan protein pengawalan nuklear.

Di samping itu, sel juga mempunyai pusat pemeriksaan atau sekatan dalam fasa yang berlainan, yang memungkinkan mereka memastikan bahawa kitaran sel berjalan dengan betul.

Sebilangan besar sel "bukan pembiakan" sentiasa membelah, itulah sebabnya ia dikatakan selalu dalam kitaran sel aktif.

Sel yang tidak membelah atau sel diam memasuki fasa G1 ke fasa yang disebut G0, di mana sel-sel tersebut dapat bertahan selama berbulan-bulan dan bahkan bertahun-tahun (banyak sel-sel tubuh manusia berada dalam fasa ini).

Sel yang dibezakan secara terminal tidak dapat meninggalkan fasa G0 dan memasuki kitaran sel, seperti yang berlaku pada beberapa sel neuron, misalnya.

Penerangan mengenai fasa G1

Seperti yang telah disebutkan, fasa G1 kitaran sel dapat dianggap sebagai fasa pertumbuhan, kerana setelah sel membelah, sel-sel anak perempuannya memasuki fasa ini dan mulai mensintesis enzim dan nutrien yang diperlukan untuk replikasi DNA dan pembahagian selular.

Semasa fasa ini, sejumlah besar protein dan RNA messenger juga dihasilkan, dan jangka masa mereka sangat berubah-ubah, bergantung pada jumlah nutrien yang ada pada sel.

Subfasa G1

Fasa G1 dapat digambarkan sebagai terdiri dari empat "sub-fasa": persaingan (g1a), masuk atau masuk (g1b), kemajuan (g1c) dan pemasangan (g1d).

Persaingan merujuk kepada proses di mana sel yang memasuki G1 menyerap nutrien dan unsur ekstraselular melalui membran plasma. Entri atau entri terdiri daripada kemasukan "bahan" ini, yang menyumbang kepada pertumbuhan sel.

Pertumbuhan ini berlaku semasa sub-fasa perkembangan, yang berakhir apabila bahan-bahan ini berkumpul untuk membentuk struktur sel lain dan menyelesaikan kemajuan sel ke fasa G1 dan menuju ke pusat pemeriksaan.

Titik kawalan atau "sekatan"

Semua sel mempunyai pengatur yang memungkinkan mereka memantau pertumbuhannya. Pada akhir fasa G1 ada titik pemeriksaan yang memastikan sintesis protein telah berlaku dengan betul dan semua DNA selular "utuh" dan "siap" untuk fasa berikutnya.

"Perlindungan" khusus yang terdapat di pusat pemeriksaan ini adalah protein yang dikenali sebagai kinase atau CDK yang bergantung pada siklin, dari Kinase yang bergantung pada Cyclin, protein yang juga berpartisipasi dalam permulaan pembelahan DNA semasa fasa S.

Kinase yang bergantung pada siklin adalah protein kinase yang dicirikan dengan memerlukan subunit yang terpisah (cyclin) yang menyediakan domain penting untuk aktiviti enzim.

Pusat pemeriksaan kitaran sel (Sumber: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), melalui Wikimedia Commons dan diubah suai oleh Raquel Parada)

Mereka bertanggungjawab untuk penambahan kumpulan fosfat dalam residu serine dan threonine yang terletak di domain spesifik protein sasaran mereka, mengubah aktiviti mereka.

Mereka mempunyai fungsi yang sangat penting baik dalam pengendalian pembahagian sel dan dalam modulasi transkripsi gen sebagai tindak balas terhadap isyarat tambahan dan intraselular yang berbeza. Berkat protein ini, bukan hanya fasa G1, tetapi juga fasa S dan fasa G2 berfungsi sebagai "jam" kitaran sel.

Pusat pemeriksaan G1 / S

Titik pemeriksaan dalam fasa G1 adalah salah satu yang paling penting dan di sinilah sel "memutuskan" jika ia sudah cukup tumbuh dan jika keadaan pemakanan di sekitar dan di dalamnya mencukupi untuk memulakan proses replikasi genom.

Kinase protein bergantung pada siklin subfamily 2 (Cdk2), yang bergantung pada siklin E., mengambil bahagian pada titik peralihan fasa ini.

Setelah sel "melewati" pusat pemeriksaan ini dan memasuki fasa seterusnya, aktiviti Cdk1 "dimatikan" sekali lagi dengan memusnahkan bahagian siklinnya, sebab itulah terbukti bahawa protein ini tidak aktif sehingga bahawa terdapat siklon yang terdapat di sitosol.

Kepentingan

Fasa G1 tidak hanya penting untuk pertumbuhan sel dan untuk penyusunan struktur subselular untuk pembahagian, tetapi titik kawalannya sangat penting dari sudut pandang peraturan percambahan sel.

"Deregulasi" kawalan percambahan adalah salah satu pemacu utama perkembangan tumor dalam pelbagai jenis tisu, kerana banyak titik pemeriksaan kitaran sel "dipintas" semasa tumorigenesis.

Rujukan

1. Casem, ML (Ed.). (2016). Kajian kes dalam biologi sel. Akhbar Akademik.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Ensiklopedia Britannica. Diakses pada 5 April 2020, dari www.britannica.com/science/cell-cycle
3. Harrison, MK, Adon, AM & Saavedra, HI Cdks fasa G1 mengatur kitaran sentrosom dan memantapkan penguatan sentrosom yang bergantung pada onkogen. Sel Div 6, 2 (2011). https://doi.org/10.1186/1747-1028-6-2
4. Li, Y., Barbash, O., & Diehl, JA (2015). Peraturan Kitaran Sel. Dalam Asas Kanser Molekul (hlm. 165-178). Repositori Kandungan Sahaja !.
5. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A., … & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel molekul. Macmillan.
6. Maluales, M. (2014). Kinase yang bergantung kepada siklin. Biologi genom, 15 (6), 122.
7. McDaniel, John. (2020, 6 April). Fasa G1: Apa yang Berlaku Semasa Fasa Kitaran Sel ini ?. sciencing.com. Diperolehi dari https://sciencing.com/happens-during-g1-phase-8220720.html
8. Tanase, C., Ogrezeanu, I., & Badiu, C. (2011). Patologi molekul adenoma hipofisis. Elsevier.