Die Regulierung des Zellzyklus ist ein interner Prozess, um die Geschwindigkeit des Zellwachstums und der Zellteilung zu kontrollieren. Ohne Regulierung des Zellzyklus könnten Zellen unkontrolliert wachsen, viel Energie verbrauchen und dem Wirtsorganismus Probleme bereiten. Störungen in diesem Prozess können bei medizinischen Problemen wie Krebs beobachtet werden, bei denen sich Zellen unkontrolliert teilen und einen Tumor bilden, weil sie nicht mehr reguliert werden.
Verschiedene Zelltypen müssen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten vermehren. Einige Bereiche des Körpers, wie die Haut, haben einen sehr hohen Zellumsatz. In anderen Bereichen wachsen die Zellen viel langsamer. Innerhalb jeder Zelle bilden die gleichen Gene, die für die Zelldifferenzierung kodieren, auch den Rahmen für die Zellzyklusregulation und stellen sicher, dass sich die Zelle mit einer angemessenen Geschwindigkeit teilt und vermehrt.
Proteine in der Zelle, wie Cycline und cyclinabhängige Kinasen, sind für die Zellzyklusregulation verantwortlich. Mit zunehmendem und abnehmendem Niveau kontrollieren sie verschiedene Aspekte der Zellreplikation und -teilung. Sie binden an Rezeptoren innerhalb der Zelle, um die Phasen des Prozesses zu regulieren, sodass die Zellen beginnen, sich zu duplizieren und sich zu teilen. Jede Phase des Zellteilungsprozesses wird sorgfältig reguliert, um sicherzustellen, dass sie zum richtigen Zeitpunkt stattfindet und das Risiko von Fehlern wie unvollständigen Chromosomensätzen in den Tochterzellen reduziert wird.
In Krebszellen wird dieser Prozess durch Veränderungen der Zellstruktur gestört. Anstatt die Replikationsrate zu kontrollieren, ermöglichen die Proteine, die für die Regulierung des Zellzyklus verantwortlich sind, der Zelle, sich zu teilen und sich immer wieder zu teilen. Die neuen Zellen sind möglicherweise schlecht differenziert und können aufgrund der schnellen Teilung andere strukturelle Variationen aufweisen, und sie können sich im Körper ausbreiten und gesunde Zellen verdrängen, da sie nicht schnell genug wachsen können, um die Krebszellen zu bekämpfen.
Der Prozess der Zellzyklusregulation wird in einer Vielzahl von Umgebungen untersucht, von Laboren, in denen Menschen mit einzelligen Organismen experimentieren können, bis hin zu medizinischen Forschungseinrichtungen, in denen Krebszellen in Kultur gezüchtet werden, um zu sehen, wo die Zellzyklusregulation fehlgeschlagen ist. Diese Forschung wird auf verschiedene Weise angewendet. Medikamente, die ein schnelleres Wachstum und eine schnellere Teilung stimulieren, könnten für die Behandlung einiger Krankheiten nützlich sein, während es ein entscheidender Teil der Krebsbehandlung ist, herauszufinden, wie bösartige Zellen identifiziert und abgetötet werden können. Fortschritte in der Mikrobiologie, die es den Menschen ermöglichen, alle Bestandteile von Zellen zu zerlegen, um mehr über ihre Zusammensetzung zu erfahren, haben wesentlich zur Entwicklung aggressiverer Behandlungsmethoden für Krankheiten beigetragen.