FASE G1 (SIKLUS SEL): DESKRIPSI DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2025

The fase G1 adalah salah satu tahap di mana antarmuka dari siklus hidup sel dibagi. Banyak penulis menyebut ini sebagai "fase pertumbuhan", karena selama itu pertumbuhan sel yang paling signifikan terjadi.

Selama fase G1, oleh karena itu, berbagai perubahan metabolisme intraseluler terjadi yang mempersiapkan sel untuk pembelahan. Pada titik tertentu dalam fase ini, yang dikenal dalam beberapa teks sebagai "titik pembatasan", sel terlibat dalam pembelahan dan berlanjut ke fase sintesis.

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

Siklus sel

Siklus sel terdiri dari urutan kejadian yang terjadi di dalam sel sebagai persiapan untuk pembelahannya. Ini umumnya didefinisikan sebagai proses yang dibagi menjadi 4 tahap dimana sel:

- peningkatan ukuran (fase G1)

- menyalin DNA mereka dan mensintesis molekul penting lainnya (fase sintesis atau fase S)

- mempersiapkan divisi (fase G2) dan

- bagi (fase M atau mitosis)

Sesuai dengan penjelasan di atas, siklus sel dapat dibagi menjadi dua "momen" besar: antarmuka dan mitosis. Antarmuka terdiri dari fase G1, S dan G2, yang terdiri dari semua proses antara satu divisi mitosis dan lainnya, itulah sebabnya dikatakan bahwa sel menghabiskan sebagian besar hidupnya dalam antarmuka.

Peraturan

Menurut pesan "stimulasi" atau "penghambatan" yang diterima sel selama antarmuka, ia dapat "memutuskan" apakah akan memasuki siklus sel dan membelah atau tidak.

"Pesan" ini dibawa oleh beberapa protein khusus, termasuk faktor pertumbuhan, reseptor untuk faktor pertumbuhan ini, transduser sinyal, dan protein pengatur nuklir.

Selain itu, sel juga memiliki pos pemeriksaan atau titik pembatasan dalam berbagai fase, yang memungkinkan mereka memastikan bahwa siklus sel berjalan dengan benar.

Banyak dari sel "non-reproduktif" terus membelah, itulah sebabnya mereka dikatakan selalu berada dalam siklus sel aktif.

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

Sel yang terdiferensiasi akhir tidak dapat meninggalkan fase G0 dan memasuki siklus sel, seperti halnya dengan beberapa sel saraf, misalnya.

Deskripsi fase G1

Seperti disebutkan, fase G1 dari siklus sel dapat dianggap sebagai fase pertumbuhan, karena setelah sel membelah, sel anak memasuki fase ini dan mulai mensintesis enzim dan nutrisi yang diperlukan untuk replikasi DNA dan selanjutnya. divisi seluler.

Selama fase ini, sejumlah besar protein dan messenger RNA juga diproduksi, dan durasinya sangat bervariasi, tergantung, umumnya, pada jumlah nutrisi yang tersedia untuk sel.

Subfase dari G1

Fase G1 dapat digambarkan terdiri dari empat "sub-fase": kompetisi (g1a), entri atau entri (g1b), perkembangan (g1c) dan perakitan (g1d).

Persaingan mengacu pada proses di mana sel yang memasuki G1 menyerap nutrisi dan elemen ekstraseluler melalui membran plasma. Entri atau entri terdiri dari masuknya "bahan" ini, yang berkontribusi pada pertumbuhan sel.

Pertumbuhan ini terjadi selama sub-fase perkembangan, yang berakhir ketika bahan-bahan ini berkumpul untuk membentuk struktur seluler lainnya dan menyelesaikan kemajuan sel ke fase G1 dan menuju pos pemeriksaan.

Poin kontrol atau "batasan"

Semua sel memiliki regulator yang memungkinkannya memantau pertumbuhannya. Pada akhir fase G1 terdapat pos pemeriksaan yang memastikan bahwa sintesis protein telah terjadi dengan benar dan bahwa semua DNA seluler "utuh" dan "siap" untuk fase berikutnya.

"Pengaman" khusus yang ditemukan di pos pemeriksaan ini adalah protein yang dikenal sebagai cyclin-dependent kinase atau CDKs, dari Cyclin-Dependent Kinases, protein yang juga berpartisipasi dalam awal pembelahan DNA selama fase S.

Kinase yang bergantung pada siklin adalah protein kinase yang dicirikan dengan membutuhkan subunit terpisah (sebuah siklin) yang menyediakan domain penting untuk aktivitas enzim.

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

Mereka bertanggung jawab atas penambahan gugus fosfat dalam residu serin dan treonin yang terletak di domain spesifik protein targetnya, mengubah aktivitasnya.

Mereka memiliki fungsi yang sangat penting baik dalam mengontrol pembelahan sel dan dalam modulasi transkripsi gen sebagai respons terhadap sinyal ekstra- dan intraseluler yang berbeda. Berkat protein ini, tidak hanya fase G1, tetapi juga fase S dan fase G2 berfungsi sebagai "jam" dari siklus sel.

Pos pemeriksaan G1 / S.

Pos pemeriksaan dalam fase G1 adalah salah satu yang paling penting dan di sanalah sel “memutuskan” apakah ia telah tumbuh cukup dan apakah kondisi nutrisi di sekitarnya dan di dalamnya memadai untuk memulai proses replikasi genom.

Protein kinase yang bergantung pada cyclin dari subfamili 2 (Cdk2), yang bergantung pada siklin E., berpartisipasi pada titik transisi fase ini.

Setelah sel "melebihi" checkpoint ini dan memasuki fase berikutnya, aktivitas Cdk1 "dimatikan" lagi dengan menghancurkan bagian siklinnya, itulah sebabnya telah ditunjukkan bahwa protein ini tidak aktif sampai bahwa ada cyclins yang tersedia di sitosol.

Pentingnya

Fase G1 tidak hanya penting untuk pertumbuhan sel dan untuk persiapan struktur subselular untuk pembelahan, tetapi titik kontrolnya sangat penting dari sudut pandang regulasi proliferasi sel.

"Deregulasi" kendali proliferasi adalah salah satu pendorong utama perkembangan tumor di berbagai jenis jaringan, karena banyak pos pemeriksaan siklus sel "dilewati" selama tumorigenesis.

Referensi

1. Casem, ML (Ed.). (2016). Studi kasus dalam biologi sel. Pers Akademik.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Encyclopaedia Britannica. Diakses pada 5 April 2020, dari www.britannica.com/science/cell-cycle
3. Harrison, MK, Adon, AM & Saavedra, HI Fase G1 Cdks mengatur siklus sentrosom dan menengahi amplifikasi sentrosom yang bergantung pada onkogen. Cell Div 6, 2 (2011). https://doi.org/10.1186/1747-1028-6-2
4. Li, Y., Barbash, O., & Diehl, JA (2015). Regulasi Siklus Sel. Dalam Dasar Molekuler Kanker (hlm. 165-178). Repositori Isi Saja!.
5. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel molekuler. Macmillan.
6. Maluales, M. (2014). Kinase yang bergantung pada siklin. Biologi genom, 15 (6), 122.
7. McDaniel, John. (2020, 6 April). Fase G1: Apa yang Terjadi Selama Fase Siklus Sel Ini?. sciencing.com. Diambil dari https://sciencing.com/happens-during-g1-phase-8220720.html
8. Tanase, C., Ogrezeanu, I., & Badiu, C. (2011). Patologi molekuler adenoma hipofisis. Elsevier.