Nucleosoma

La fase G1 o gap 1, es el periodo del ciclo celular que abarca desde que una célula crece hasta el inicio de la fase. En este punto, la célula verifica si ha ocurrido el crecimiento suficiente y si el ADN se ha duplicado de manera adecuada y sin daños para poder avanzar a la siguiente fase del ciclo celular. No sólo son importantes las condiciones actuales, sino también las previas, en las que estuvo la célula madre de la que deriva. En un organismo multicelular el avance del ciclo celular está enormemente condicionado por las señales externas a la célula, como por ejemplo el estado de adhesión de la célula a otras células o la matriz extracelular, o aquellas señales que emiten otras células del propio organismo, como, por ejemplo, los factores tróficos, factores de supervivencia, nutrientes, etcétera. También por señales internas a la propia célula, que son moléculas que informan del estado de salud celular, de si hay una correcta dotación de elementos celulares tras la división, de si hubo una segregación correcta de los cromosomas, etcétera. Si ambos tipos de señales son propicios la proliferación va a continuar, es decir, la célula crecerá en tamaño y se preparará para entrar en la fase S, y finalmente entrará en la fase S.

Sin embargo, la mayoría de las células de un organismo adulto no se dividen de forma constante, sino que pasan por proceso de abandono del ciclo celular de forma temporal o permanente. Abandonar el ciclo celular supone que la célula se va a diferenciar, o a quedar inactiva ("quiescente"), a entrar en periodo de senescencia o a morir por apoptosis.

Cuando la célula queda detenida en estado quiescente se dice que está en fase G0. Algunos tipos celulares pueden retomar el ciclo celular a partir de los estados de quiescencia, incluso desde célula diferenciada. En G1, la adquisición de un estado quiescente no sólo supone la expresión de una serie de genes propios, sino también la represión de aquellos que llevan a la diferenciación, senescencia o apoptosis. Una de las características de las células en quiescencia es que tienen una fuerte represión de la expresión génica, sobre todo de aquellos genes implicados en el ciclo celular. Desde la senescencia o desde la apoptosis la célula no puede reiniciar el ciclo celular. Además de estas cuatro decisiones posibles que se pueden tomar en la fase G1, hay una quinta: continuar con el ciclo celular.

Las decisiones que la fase G1 tomaran concordaran con los determinados puntos de control que la célula debe ir pasando para entrar a la fase S. Los sistemas moleculares en los puntos de control han de ser rápidos, completos e irreversibles. Este es un momento critico de G1, porque en este punto la célula al entrar la célula en la fase S, ya no se podría revertir el efecto dado que el ADN entra en estado de replicación dentro de la fase S y la célula tiende a dividirse.

Las moléculas que mantienen el ciclo celular se les denomina quinasas dependientes de ciclinas, hay nueve tipos de estas dentro de la célula eucariota. Necesitan estar unidas a una proteína llamada ciclina y además ser activadas por fosforilación. A partir de esto son las encargadas de fosforilar numerosos sustratos, entre los que se encuentran los inhibidores del avance del ciclo celular, inactivándolos, y permitiendo así que el ciclo progrese. Las ciclinas deben su nombre a que se encargan de sintetizar compuestos de forma periódica durante el ciclo celular.

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