6.6
S-Cdk יוזם שכפול DNA
באיקריוטים, שכפול הדנ"א מתרחש במהלך שלב ה-S של מחזור התא. מערכת בקרת מחזור התא, המורכבת מרשת של חלבונים רגולטוריים, שולטת בהתקדמות מחזור התא.
קינאז תלוי ציקלין בשלב S, או S-Cdks, הם קומפלקסים אנזימים המעורבים בבקרת מחזור התא במהלך שלב S. מערכת בקרה זו מבטיחה שכל נוקלאוטיד בגנום יועתק פעם אחת בלבד במהלך השכפול.
שכפול הדנ"א מתחיל במקורות השכפול, הקיימים במספר מקומות בכרומוזומים. לפני תחילת השכפול, קומפלקסים רב-חלבוניים הנקראים מתחמי זיהוי מקור נקשרים לדנ"א ומשמשים כאתרי עגינה לחלבונים אחרים.
במהלך שלב G1 המוקדם של מחזור התא, חלבוני הבקרה Cdc6 ו-Cdt1 נקשרים ל-ORCs, ומסייעים בהרכבה של קבוצת חלבונים הנקראת חלבוני MCM לקומפלקסים טבעתיים לא פעילים על גבי הדנ"א הסמוך, ובכך יוצרים קומפלקסים רב-חלבוניים גדולים הנקראים קומפלקסים קדם-שכפולים או קדם-RCs. MCMs מתפקדים כמנחת מסוקים של DNA לצורך שכפול.
בתחילת שלב S, S-Cdks מופעלים ומעוררים ירי מקור, או התחלת שכפול DNA, על ידי זרחן חלבונים יוזמים ספציפיים. חלבונים יוזמים פוספורילציה לקדם את הגיוס של מתחמי activator helicase. קומפלקסים אלה מפעילים את מנחת המסוקים של הדנ"א ומגייסים את הדנ"א פולימראז, מה שמוביל לשכפול.
S-Cdks לא רק יוזמים שכפול אלא גם מונעים שכפול מחדש מלהתרחש באותו מקור.
S-Cdks פוספורילט את חלבוני Cdc6 ו-Cdt1, מקדם את שחרורם מה-ORCs, מה שמוביל לפירוק ולפירוק של החלבונים הקדם-RCs.
לאחר שכפול הדנ"א, כאשר מנחת המסוקים מתנתק מגדיל הדנ"א, ה-S-Cdks פוספוריים את מנחת המסוקים, מה שמפעיל את יציאתם מהגרעין.
מנגנון בקרת מחזור תא זה המערב S-Cdks מונע אתחול מחדש של שכפול, ובכך מבטיח ששכפול הדנ"א יתרחש רק פעם אחת בכל מחזור תא.
מחזור התא הוא סדרה של אירועים המובילים לשכפול DNA ואחריו חלוקת תכולת התא ליצירת שני תאי בת. מחזור התא מתקדם בארבעה שלבים - התא גדל בגודלו (פער 1 או G1-phase), משכפל את ה-DNA שלו (סינתזה או S-phase), מתכונן להתחלק (פער 2 או G2-phase) ומתחלק (מיטוזה או M-phase).
שני מצבים במקור השכפול
באוקריוטים, התחלת השכפול מתרחשת באתרים רבים בכרומוזומים, הנקראים מקורות השכפול. במהלך התקדמות מחזור התא, מקורות השכפול קיימים בשני מצבים. המצב הראשון קיים ב-G1-phase כאשר קומפלקס מולטי-חלבון הנקרא הקומפלקס הטרם-רפליקטיבי (pre-RC) מתאסף על המקור. המצב השני קיים מהתחלת שלב ה-S ועד סוף שלב ה-M כאשר קומפלקס עם פחות רכיבים הנקרא הקומפלקס הפוסט-רפליקטיבי (פוסט-RC) נשאר על ה-DNA המקורי.
פעילות Cdk שולטת בכל שלב של שכפול DNA
בסוף ה-M-phase, פעילות קינאז תלוית ציקלין (Cdk) נמוכה בתוך התאים, מה שמאפשר את ההרכבה טרם- RC, וכתוצאה מכך למצב בעל יכולת שכפול. במהלך מעבר פאזה G1-S, פעילות Cdk עולה, מה שמעורר התחלת שכפול DNA. הפעילות המוגברת של Cdk גורמת גם לפירוק הקומפלקס טרום- RC, והמרת המקור למצב פוסט RC. לאורך שלב ה-S ושארית מחזור התא, פעילות Cdk גבוהה מתמשכת מונעת הרכבה מחדש של טרום-RC עד לסיום המיטוזה כאשר פעילות ה-Cdk שוב מצטמצמת. מנגנון בקרה זה מעכב שכפול מחדש.
באיקריוטים, שכפול הדנ"א מתרחש במהלך שלב ה-S של מחזור התא. מערכת בקרת מחזור התא, המורכבת מרשת של חלבונים רגולטוריים, שולטת בהתקדמות מחזור התא.
קינאז תלוי ציקלין בשלב S, או S-Cdks, הם קומפלקסים אנזימים המעורבים בבקרת מחזור התא במהלך שלב S. מערכת בקרה זו מבטיחה שכל נוקלאוטיד בגנום יועתק פעם אחת בלבד במהלך השכפול.
שכפול הדנ"א מתחיל במקורות השכפול, הקיימים במספר מקומות בכרומוזומים. לפני תחילת השכפול, קומפלקסים רב-חלבוניים הנקראים מתחמי זיהוי מקור נקשרים לדנ"א ומשמשים כאתרי עגינה לחלבונים אחרים.
במהלך שלב G1 המוקדם של מחזור התא, חלבוני הבקרה Cdc6 ו-Cdt1 נקשרים ל-ORCs, ומסייעים בהרכבה של קבוצת חלבונים הנקראת חלבוני MCM לקומפלקסים טבעתיים לא פעילים על גבי הדנ"א הסמוך, ובכך יוצרים קומפלקסים רב-חלבוניים גדולים הנקראים קומפלקסים קדם-שכפולים או קדם-RCs. MCMs מתפקדים כמנחת מסוקים של DNA לצורך שכפול.
בתחילת שלב S, S-Cdks מופעלים ומעוררים ירי מקור, או התחלת שכפול DNA, על ידי זרחן חלבונים יוזמים ספציפיים. חלבונים יוזמים פוספורילציה לקדם את הגיוס של מתחמי activator helicase. קומפלקסים אלה מפעילים את מנחת המסוקים של הדנ"א ומגייסים את הדנ"א פולימראז, מה שמוביל לשכפול.
S-Cdks לא רק יוזמים שכפול אלא גם מונעים שכפול מחדש מלהתרחש באותו מקור.
S-Cdks פוספורילט את חלבוני Cdc6 ו-Cdt1, מקדם את שחרורם מה-ORCs, מה שמוביל לפירוק ולפירוק של החלבונים הקדם-RCs.
לאחר שכפול הדנ"א, כאשר מנחת המסוקים מתנתק מגדיל הדנ"א, ה-S-Cdks פוספוריים את מנחת המסוקים, מה שמפעיל את יציאתם מהגרעין.
מנגנון בקרת מחזור תא זה המערב S-Cdks מונע אתחול מחדש של שכפול, ובכך מבטיח ששכפול הדנ"א יתרחש רק פעם אחת בכל מחזור תא.
From Chapter 6:
Now Playing
6.6 : S-Cdk יוזם שכפול DNA
Cell Proliferation
4.9K Views
6.1 : מהו מחזור התא?
Cell Proliferation
10.7K Views
6.2 : שלב ביניים
Cell Proliferation
5.5K Views
6.3 : מערכת בקרת מחזור התא
Cell Proliferation
13.0K Views
6.4 : מולקולות מווסתות חיוביות
Cell Proliferation
5.4K Views
6.5 : עיכוב של פעילות Cdk
Cell Proliferation
5.0K Views
6.7 : M-Cdk מניע את המעבר למיטוזיס
Cell Proliferation
5.5K Views
6.8 : מיטוגנים ומחזור התא
Cell Proliferation
6.6K Views
6.9 : שכפול הזדקנות של תאים
Cell Proliferation
3.6K Views
6.10 : שגשוג תאי חריג
Cell Proliferation
4.1K Views
6.11 : תאים מתאמים גדילה ושגשוג
Cell Proliferation
3.9K Views