C. CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO I.NHIỄM SẮC THỂ VÀ SỰ PHÂN BÀO
2. Sự phân bào
2.2.1.2 Điều hòa chu trình tế bào
Thời gian và tỉ lệ của sự phân bào trong những phần khác nhau của thực vật và động vật là rất quan trọng cho sự sinh trưởng, phát triển và tồn tại bình thường. Mức độ thường xuyên của sự phân bào khác nhau tùy loại tế bào, chẳng hạn tế bào da người phân bào thường xuyên, tế bào gan chỉ phân chia khi cần thiết còn tế bào thần kinh ở người trưởng thành thì không phân chia nữa.
Sự khác biệt trên là kết quả của quá trình điều hòa chu trình tế bào ở mức phân tử. Hệ thống điều hòa chu trình tế bào gồm các checkpoint. Một checkpoint trong chu
trình tế bào là nơi mà tín hiệu cho phép tiến trình phân bào tiếp tục hay dừng. Có ba checkpoint quan trọng trong chu tình tế bào: checkpoint G1, G2 và M phase.
Những phân tử tham gia điều hòa chu trình tế bào là các protein hay enzyme hoạt hóa hay ức chế các protein khác bởi sự phosphoryl hóa. Để hiểu rõ cơ chế điều hòa này ta xem xét cơ chế điều hòa checkpoint G2 của Cdk (cyclin-dependent kinase) một kinase phụ thuộc vào cyclin. Hoạt động của Cdk làm thay đổi nồng độ của cyclin trong tế bào.
Cdk tồn tại trong tế bào ở trạng thái bất hoạt. Khi cyclin tích lũy trong tế bào trong pha G2, nó sẽ kết hợp với và hoạt hóa Cdk hình thành phức hợp Cyclin-Cdk. Cyclin-Cdk được phát hiện đầu tiên là MPF (maturation promation factor). MPF phosphoryl nhiều protein khác, chẳng hạn như phosphoryl hóa màng nhân, kích thích các kinase khác phosphoryl hóa các protein khác của màng nhân… từ đó giúp tế bào vượt qua checkpoint G2 và tiến vào pha phân bào (M phase).
Cuối pha M, enzym phân giải cyclin, như vậy làm bất hoạt Cdk. Cdk tồn tại trong tế bào cho đến khi kết hợp với cyclin mới. Những enzyme này cũng liên quan đến
việc giúp chu trình tế bào vượt qua điểm checkpoint M. Có ít nhất ba protein Cdk và nhiều cyclin liên quan đến việc giúp tế bào vượt qua điểm checkpoint G1. Như vậy, hoạt động tăng giảm của các phức hợp cyclin và Cdk có thể kiểm soát tất cả các giai đoạn của chu trình tế bào.