Úloha signální dráhy ERK v buněčném cyklu savčích buněk

Abstract

Buněčný cyklus je základní proces, kterým buňka zajišťuje růst, replikaci DNA a dělení, čímž vznikají dvě geneticky identické dceřiné buňky. Skládá se ze čtyř fází, G1, S, G2 a M, jejichž koordinace je klíčová pro udržení genomové integrity. Regulace cyklu probíhá mimo jiné skrze signální dráhy, které na základě vnějších i vnitřních podnětů rozhodují, zda buňka bude v cyklu pokračovat. Tyto podněty mohou stimulovat vstup do cyklu, aktivovat kontrolní body a při poškození DNA spustit opravy nebo apoptózu, čímž brání šíření chybných genetických informací. Jednou z klíčových signálních drah regulujících buněčný cyklus je dráha ERK (extracellular signal-regulated kinase). Její aktivita úzce souvisí s procesy jako proliferace, migrace, diferenciace a buněčná smrt. Dlouhodobě zvýšená aktivace ERK, např. v důsledku onkogenů, je typická pro nádorové buňky a vede k nekontrolované proliferaci. Role dráhy ERK v nádorové transformaci vychází z její zásadní úlohy v regulaci cyklu, především při vstupu do buněčného cyklu a přechodu z G1 do S fáze. ERK však reguluje i další fáze, včetně S fáze, G2/M přechodu a mitózy. V rámci cyklu tedy ERK nevystupuje jen jako zprostředkovatel mitogenních signálů, ale i jako komplexní regulátor, jehož deregulace přispívá k nádorové transformaci. Tato práce shrnuje poznatky o...

Cell cycle is a fundamental process by which a cell ensures its growth, DNA replication, and division into two genetically identical daughter cells. It is composed of four distinct phases - G1, S, G2, and M. Their precise coordination is essential for maintaining genomic integrity. Regulation of the cycle is partly mediated by signaling pathways that integrate both external and internal cues to determine whether the cell cycle can proceed. These signals can stimulate cell cycle entry, activate checkpoints, or, in case of DNA damage, trigger repair mechanisms or apoptosis to prevent the spreading of genetic errors. One of the key pathways regulating the cell cycle is the ERK (extracellular signal- regulated kinase) pathway. Its activity is linked to proliferation, migration, differentiation, and cell death. Continuous ERK activation, often due to oncogenes, is typical of cancer cells and leads to uncontrolled proliferation. This role in oncogenic transformation stems from ERK's involvement in cell cycle control, particularly in regulating cell cycle entry and the G1/S transition. However, ERK also regulates later phases, including the S phase, G2/M transition, and mitosis. This thesis summarizes current knowledge of ERK involvement in cell cycle regulation, showing that its role extends beyond the...