Объекты контроля и сверочные точки

В ходе цикла клетка не просто «бездумно» следует по раз и навсегда заданному маршруту. Нет, одновре­менно происходит и самоконтроль собственного состояния. Этот контроль приурочен к определенным стадиям ци­кла. В клеточном цикле существует несколько « сверочных точек» — по одной на каждый из четырех периодов цикла (G1-, S-, G2-периоды и митоз).

Главное, что подвергается контролю, — это состояние на­следственного материала, хромосом. И, в зависимости от ре­зультатов «проверки», выбирается один из трах вариантов даль­нейшего «поведения»:

а) безостановочный переход к следующей стадии цикла,

б) более или менее длительная задержка на текущей ста­дии — для исправления обнаруженных дефектов, если таковое возможно;

в) запуск механизма апоптоза, если выявленные наруше­ния неисправимы.

Последний вариант выбирается не только тогда, когда хромосомные дефекты просто «несовместимы с жизнью», но и тогда, когда они в принципе не препятствуют прохождению последующих стадий цикла. Так что здесь име­ет место «забота» о том, чтобы в организме не появлялись клетки с «неправильным» геномом, — даже если эти клетки и были бы жизнеспособными.

В таблице указано, что конкретно может быть признано «неудовлетворительным» в каждой из сверочных точек.

Иначе говоря, какие причины могут задержать клетку на данной стадии цикла или даже индуцировать ее «самоубийство», т.е. апоптоз.

Все эти причины действительно так или иначе связаны с состоянием хромосом. Даже тогда, когда речь идет о микротрубочках и образующемся из них веретене деления. Ведь от функционирования этого веретена непосредственно зависит сегрегация хромосом (расхождение их к разным полюсам анафазной клетки).

Непра­вильная сегрегация хромосом может привести не только к ано­малиям их числа, но и к образованию стабильных микроядер. Это наблюдается тогда, когда у каких-либо хромосом нарушает­ся связь с диплосомой. Такие хромосомы в анафазе перемеща­ются (если перемещаются вообще) к одному из полюсов с види­мым отставанием. В телофазе же они, как обычно, служат цен­трами формирования микроядер. Но из-за отсутствия связи с единым центром эти микроядра так и не сливаются с «основ­ным» ядром. Видимо, образование единой ядерной ламины (за­ставляющее микроядра объединяться друг с другом) происхо­дит при формообразующем участии микротрубочек клеточного центра.

В процессе репликации ДНК могут происходить те или иные ошибки (например, включение «неправильного» нуклео­тида). Такие ошибки детектируются и исправляются специальной системой репарации; поэтому они, как правило, не приводят к остановке цикла и тем более к апоптозу.

Кроме того, в ДНК на всех стадиях цикла могут по­являться и другие «точечные» повреждения. Они тоже — предмет «заботы» соответствующих систем репарации ДНК, но не тех систем, которые отвечают за про­хождение цикла. Если, конечно, эти повреждения не настолько множественные, что серьезно нарушают структуру хромосом.

Таким образом, контроль за состоянием хромосом касается лишь достаточно крупных нарушений их структуры — начиная с двухцепочечных разрывов и кончая изменением числа хромосом (в результа­те ошибок сегрегации).

Как и в случае систем ре­парации ДНК, эффективность контроля и элиминации (в т. ч. и путем апоптоза) крупных хромосомных нарушений — все же не стопроцентна. Эти нарушения могут «переходить» из одного периода цикла в другой. И о том же говорит сам факт существования таких из­вестных хромосомных аномалий, как синдромы Дауна, Шерешевского-Тернера и другие.