GIAI ĐOẠN G1 (CHU KỲ TẾ BÀO): MÔ TẢ VÀ TẦM QUAN TRỌNG - SINH HỌC - 2026

Các giai đoạn G1 là một trong những giai đoạn trong đó giao diện của vòng đời của một tế bào được chia. Nhiều tác giả gọi đây là "giai đoạn tăng trưởng", vì trong giai đoạn này, tế bào xảy ra sự tăng trưởng quan trọng nhất.

Do đó, trong giai đoạn G1, các thay đổi trao đổi chất nội bào khác nhau xảy ra để chuẩn bị cho tế bào phân chia. Tại một thời điểm nhất định trong giai đoạn này, được một số văn bản gọi là "điểm giới hạn", tế bào tham gia vào quá trình phân chia và tiếp tục đến giai đoạn S tổng hợp.

Các giai đoạn chu kỳ tế bào (Nguồn: Richard Wheeler (Zephyris). Nhãn tiếng Tây Ban Nha của Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) qua Wikimedia Commons)

Chu kỳ tế bào

Chu kỳ tế bào bao gồm một chuỗi các sự kiện có thứ tự xảy ra trong một tế bào để chuẩn bị cho quá trình phân chia của nó. Nó thường được định nghĩa là một quá trình được chia thành 4 giai đoạn trong đó các ô:

- tăng kích thước (giai đoạn G1)

- sao chép DNA của chúng và tổng hợp các phân tử quan trọng khác (giai đoạn tổng hợp hoặc giai đoạn S)

- chuẩn bị cho sự phân chia (giai đoạn G2) và

- phân chia (pha M hoặc nguyên phân)

Phù hợp với những điều trên, chu kỳ tế bào có thể được chia thành hai "thời điểm" lớn: nguyên phân và nguyên phân. Giao diện bao gồm các pha G1, S và G2, bao gồm tất cả các quá trình giữa một lần phân bào giảm phân này và một lần phân bào khác, đó là lý do tại sao người ta nói rằng một tế bào dành phần lớn cuộc đời của nó trong giao diện.

Quy định

Theo các thông điệp "kích thích" hoặc "ức chế" mà một tế bào nhận được trong giao diện, nó có thể "quyết định" có đi vào chu kỳ tế bào và phân chia hay không.

Những "thông điệp" này được thực hiện bởi một số protein chuyên biệt, bao gồm các yếu tố tăng trưởng, các thụ thể cho các yếu tố tăng trưởng này, chất dẫn truyền tín hiệu và protein điều hòa hạt nhân.

Ngoài ra, các ô cũng có các điểm kiểm tra hoặc điểm hạn chế trong các pha khác nhau, cho phép chúng đảm bảo rằng chu kỳ tế bào tiến triển một cách chính xác.

Nhiều tế bào "không sinh sản" liên tục phân chia, đó là lý do tại sao chúng được cho là luôn ở trong chu kỳ tế bào hoạt động.

Các tế bào không phân chia hoặc tế bào tĩnh lặng đi từ giai đoạn G1 vào giai đoạn gọi là G0, trong giai đoạn này chúng có thể tồn tại trong nhiều tháng và thậm chí nhiều năm (nhiều tế bào của cơ thể người đang ở giai đoạn này).

Các tế bào đã biệt hóa giai đoạn cuối không thể rời pha G0 và đi vào chu kỳ tế bào, như trường hợp của một số tế bào thần kinh chẳng hạn.

Mô tả giai đoạn G1

Như đã đề cập, giai đoạn G1 của chu kỳ tế bào có thể được coi là giai đoạn tăng trưởng, vì sau khi tế bào phân chia, các tế bào con của nó bước vào giai đoạn này và bắt đầu tổng hợp các enzym và chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình sao chép tiếp theo của DNA và phân chia tế bào.

Trong giai đoạn này, một lượng lớn protein và RNA thông tin cũng được tạo ra, và thời gian của chúng rất khác nhau, nói chung, tùy thuộc vào lượng chất dinh dưỡng có sẵn cho tế bào.

Các phân đoạn con của G1

Giai đoạn G1 có thể được mô tả là bao gồm bốn “giai đoạn con”: cạnh tranh (g1a), gia nhập hoặc nhập cuộc (g1b), tiến triển (g1c) và lắp ráp (g1d).

Cạnh tranh đề cập đến quá trình một tế bào bước vào G1 hấp thụ chất dinh dưỡng và các yếu tố ngoại bào qua màng sinh chất của nó. Sự ra vào hay sự ra vào bao gồm sự xâm nhập của những "vật liệu" này, góp phần vào sự phát triển của tế bào.

Sự tăng trưởng này xảy ra trong giai đoạn tiến triển phụ, kết thúc khi các vật liệu này tập hợp lại để tạo thành các cấu trúc tế bào khác và hoàn thành quá trình tế bào chuyển sang giai đoạn G1 và hướng tới điểm kiểm tra.

Điểm kiểm soát hoặc "hạn chế"

Tất cả các tế bào đều có các chất điều hòa cho phép chúng theo dõi sự phát triển của chúng. Vào cuối giai đoạn G1, có một điểm kiểm tra đảm bảo rằng quá trình tổng hợp protein đã diễn ra đúng cách và tất cả DNA của tế bào là "nguyên vẹn" và "sẵn sàng" cho các giai đoạn tiếp theo.

Các "biện pháp bảo vệ" chuyên biệt được tìm thấy tại điểm kiểm tra này là các protein được gọi là kinase phụ thuộc cyclin hoặc CDK, từ Cyclin-Kinase phụ thuộc, các protein cũng tham gia vào quá trình bắt đầu phân chia DNA trong giai đoạn S.

Kinase phụ thuộc cyclin là các kinase protein có đặc điểm là yêu cầu một tiểu đơn vị riêng biệt (một cyclin) cung cấp các vùng cần thiết cho hoạt động của enzym.

Điểm kiểm tra chu kỳ tế bào (Nguồn: WassermanLab / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), qua Wikimedia Commons và được sửa đổi bởi Raquel Parada)

Chúng chịu trách nhiệm bổ sung các nhóm phốt phát trong dư lượng serine và threonine nằm trong các vùng cụ thể của protein mục tiêu, làm thay đổi hoạt động của chúng.

Chúng có những chức năng rất quan trọng trong việc kiểm soát quá trình phân chia tế bào và điều chỉnh quá trình phiên mã gen để đáp ứng với các tín hiệu ngoại bào và nội bào khác nhau. Nhờ các protein này, không chỉ pha G1, mà cả pha S và pha G2 có chức năng như một “đồng hồ” của chu kỳ tế bào.

Trạm kiểm soát G1 / S

Điểm kiểm tra trong giai đoạn G1 là một trong những điểm quan trọng nhất và đó là nơi tế bào “quyết định” xem nó đã phát triển đủ chưa và nếu các điều kiện dinh dưỡng xung quanh và bên trong nó có đủ để bắt đầu quá trình sao chép bộ gen hay không.

Các kinase protein phụ thuộc cyclin của phân họ 2 (Cdk2), phụ thuộc vào cyclin E, tham gia vào điểm chuyển pha này.

Một khi tế bào "vượt quá" điểm kiểm tra này và bước vào giai đoạn tiếp theo, hoạt động của Cdk1 lại bị "tắt" bằng cách phá hủy phần cyclin của nó, đó là lý do tại sao nó được chứng minh rằng các protein này không hoạt động cho đến khi rằng có các cyclin có sẵn trong dịch bào.

Tầm quan trọng

Pha G1 không chỉ cần thiết cho sự phát triển của tế bào và chuẩn bị các cấu trúc dưới tế bào để phân chia, mà điểm kiểm soát của nó rất quan trọng theo quan điểm của việc điều hòa sự tăng sinh tế bào.

Việc "bãi bỏ quy định" kiểm soát tăng sinh là một trong những động cơ chính của sự phát triển khối u ở các loại mô khác nhau, vì nhiều điểm kiểm tra của chu kỳ tế bào bị "bỏ qua" trong quá trình hình thành khối u.

Người giới thiệu

1. Casem, ML (Ed.). (2016). Nghiên cứu điển hình trong sinh học tế bào. Báo chí Học thuật.
2. Encyclopaedia Britannica Inc. (2019). Bách khoa toàn thư Britannica. Truy cập ngày 5 tháng 4 năm 2020, từ www.britannica.com/science/cell-cycle
3. Harrison, MK, Adon, AM & Saavedra, HI Các Cdks pha G1 điều hòa chu kỳ centrosome và làm trung gian cho sự khuếch đại centrosome phụ thuộc vào gen sinh ung. Cell Div 6, 2 (2011). https://doi.org/10.1186/1747-1028-6-2
4. Li, Y., Barbash, O., & Diehl, JA (2015). Quy định của chu kỳ tế bào. Trong Cơ sở Phân tử của Ung thư (trang 165-178). Chỉ Kho nội dung !.
5. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Sinh học phân tử tế bào. Macmillan.
6. Maluales, M. (2014). Kinase phụ thuộc cyclin. Sinh học bộ gen, 15 (6), 122.
7. McDaniel, John. (2020, ngày 6 tháng 4). Giai đoạn G1: Điều gì sẽ xảy ra trong giai đoạn này của chu kỳ tế bào ?. sciining.com. Được lấy từ https://sciining.com/happens-during-g1-phase-8220720.html
8. Tanase, C., Ogrezeanu, I., & Badiu, C. (2011). Bệnh lý phân tử của u tuyến yên. Elsevier.