Zellzykluskontrollen

ZellzyklusKontrollen ist ein Netz von zellulären Mechanismen, die den Fortschritt des Zellzyklus überwachen und steuern. Ziel ist es, DNA-Replikation und Chromosomenaufteilung unter korrekten Bedingungen sicherzustellen und Fehler zu reparieren, bevor die nächste Phase eingeleitet wird.

Die wichtigsten Kontrollpunkte sind der G1/S-Kontrollpunkt, der G2/M-Kontrollpunkt und der Spindelkontrollpunkt (M-Kontrollpunkt). Zusätzlich gibt es intra-S-Checkpoints sowie Kontrollen bei DNA-Schäden. Am G1/S-Kontrollpunkt werden Wachstumsfaktoren, Nährstoffe und DNA-Schäden geprüft; beschädigte Zellen können durch Aktivierung von p53 und Rb den Eintritt in die S-Phase verzögern oder stoppen. In der S-Phase sowie im intra-S-Checkpoint überwachen Replikationsgabeln die Integrität der DNA. Vor dem Eintritt in die Mitose sorgt der G2/M-Kontrollpunkt dafür, dass die DNA vollständig repliziert ist und keine Schäden vorliegen; hier regulieren CDK1/Cyclin B, Wee1 und CDC25 den Übergang. Der M-Kontrollpunkt gewährleistet, dass alle Chromosomen ordnungsgemäß am Spindelapparat angeheftet sind, und verhindert eine vorzeitige Anaphase.

Die Regulierung erfolgt durch Cyclin-abhängige Kinasen (CDKs) in Zusammenarbeit mit Cyclinen, sowie durch CKI-Inhibitoren. Zentrale Tumorsuppressoren wie p53 und Rb sowie DNA-Schadenssensoren wie ATM/ATR und deren Effektorkinasen Chk1/Chk2 spielen eine zentrale Rolle. Fehler in den Zellzyklus-Kontrollen können zu Genominstabilität, Krebs und anderen Krankheiten führen. ZellzyklusKontrollen sind daher ein grundlegendes Element der Zellbiologie und der Genomwartung.