Yapılan çeşitli bilimsel araştırmalar hücre döngüsündeki ardışık olayların bir mekanizma tarafından kontrol edildiğini göstermiştir.
Bu mekanizma, hücrede döngüsel olarak iş gören molekül gruplarından ibaret olup hücre döngüsündeki kritik olayları hem tetikler hem de eş güdümlü hâle getirir. Hücre döngüsünün kontrolü bu molekül gruplarının oluşturduğu dur ve devam et sinyalleri ile sağlanır. Hücre döngüsünde G1, G2 ve M fazlarında üç kontrol noktası bulunur. Örneğin G1 fazına ulaşmış bir hücrede devam et sinyali alınırsa G1 tamamlanır ve bir sonraki aşamaya geçilir.
G1 fazında hücre yeterli büyüklüğe ulaşmışsa ortamda yeterli besin ve büyüme faktörü varsa DNA’da herhangi bir hasar olup olmadığı kontrol edilir. Büyüme faktörü; hücrelerin bölünmesini uyaran veya durduran, özelleşmiş hücrelerin farklılaşmasını sağlayan ve vücudun birçok hücresi tarafından üretilerek kan yoluyla vücuda dağıtılan protein yapılı maddelerdir.
G2 fazında hücre bölünmesi için hazırlıklar tamamlanır ve hücre büyümesi devam eder. DNA eşlenmesinin hatasız olup olmadığı kontrol edilir. Eğer DNA’da bir hata ya da hasar varsa bu durum düzeltilinceye kadar hücre döngüsü durdurulur.
M fazında iğ ipliklerinin kromozom kinetokorlarına bağlanıp bağlanmadığı kontrol edilir. Kinetokorlar iğ ipliklerine tutunmazsa bir sonraki evreye geçilmez. Hücre döngüsünün kontrolünü sağlayan genlere; UV (ultraviyole) ışınlar, virüsler veya bazı kimyasallar hasar verebilir. Bu durumda hücre döngüsünün kontrolü bozulur.
Hücre Bölünmesinin Kanserle İlişkisi
Genetik yapısı bozulmuş hücreler, vücudun savunma sistemi tarafından tanınarak ortadan kaldırılır. Fakat bu hücrelerden bazıları savunma hücrelerinden kurtulur. Kontrolsüz biçimde bölünen bu hücrelerin sayıları gittikçe artar ve tümör adı verilen hücre kitlesi oluşur. Hücre kitlesi hızlı büyüme ve yayılma özellliği göstermiyorsa bu tip tümörlere iyi huylu tümör denir. İyi huylu tümörler genellikle soruna neden olmaz ve cerrahi müdahale yoluyla çıkarılır. Tümör oluşturan hücre kitlesi bir veya daha fazla organın işlevini bozacak şekilde yayılabilir. Bu şekildeki tümörlere kötü huylu tümör veya kanser denir.
Kanser, insan vücudunun çoğu organını veya dokusunu etkileyebilen bir hastalıktır. Kanser, hücre döngüsünü düzenleyen mekanizmalardaki kusurlardan kaynaklandığı için özellikle moleküler ve hücresel düzeyde değerlendirilmesi gereken bir hastalıktır. Kanser araştırmaları sayesinde hücrenin normal davranışlarını düzenleyen mekanizmalar aydınlatılmıştır. Hücredeki sinyal iletim mekanizmaları, hücre döngüsünün ve programlı hücre ölümlerinin (apoptozis) düzenlenmesi gibi işlemlerde anahtar görev üstlenen proteinlerin birçoğu, ilk kez hücrenin kontrolsüz çoğalmasına yol açan anormal aktiviteler nedeniyle tanımlanabilmiştir.
Çok hücreli organizmalarda her hücrenin çoğalması, farklılaşması ve canlılığını devam ettirmesi organizmanın genel ihtiyaçları doğrultusunda belirlenir. Kanserin gelişmesine neden olan temel değişiklik, genetik yapısı bozulmuş hücrelerin sürekli ve kontrolsüz çoğalmasıdır. Sigara ve alkol kullanımı, UV ve iyonize radyasyona maruz kalma, düzensiz beslenme ve genetik yatkınlık gibi faktörler hücre bölünmesini denetleyen mekanizmaların ortadan kalkmasına neden olmaktadır. Bunun sonucunda da kanser oluşumu ortaya çıkmaktadır.
Kanser hücrelerinin kan ve lenf yoluyla diğer doku ve organlara yayılması olayı metastaz olarak adlandırılır. Kanser hastalığının oluşumunu, nedenlerini, kalıtımla ilişkisini, tanısını, tedavisini ve kanserden korunma yollarını araştıran onkoloji bilimidir. Kanser tedavisinde genel olarak radyoterapi ve kemoterapi uygulamalarından yararlanılır. Günümüzde kanser hastalığının tedavisi mümkündür. Özellikle erken teşhis tedavinin başarılı olmasında etkilidir. Ülkemizde Kanser Erken Teşhis Tarama ve Eğitim Merkezi (KETEM), “Erken teşhis hayat kurtarır.” ilkesinden yola çıkarak halk sağlığı programlarını yürütmektedir.
Kanserli hücrelerin nasıl çoğaldığını görmek, kanserin çeşidini belirlemek ve kansere karşı ilaç geliştirmek gibi amaçlarla hücre kültürü çalışmaları yapılır. Kanserli hücrelere uygun besi yeri, laboratuvar ortamında hazırlanır. Daha sonra farklı kaplardaki besi yerlerine hem kanserli hem de normal hücrelerin ekimleri yapılarak bölünmeleri gözlemlenir. Normal hücreler, kültür kabının iç yüzeyinde tek sıralı bir hücre tabakası oluşturuncaya kadar bölünür ve bu hücrelerde mitoz durur. Kültür kabının iç yüzeyinden bazı hücreler kazınarak uzaklaştırıldığında geriye kalan hücrelerin boşluğu doldurana kadar tekrar bölünmeye başladığı ve birbirlerine temas ettiği anda bölünmeyi durdurduğu görülür.
Aynı şekilde kanserli hücreler izlendiğinde bu hücrelerin normal hücrelerden daha hızlı bölündükleri görülür. Kanserli hücreler, kültür kabının iç yüzeyinde genellikle tek sıralı bir hücre tabakası oluşturmak yerine üst üste yığılarak kümelenme yapar (Görsel 1.20).