S-Cdk avvia la replicazione del DNA

Negli eucarioti, la replicazione del DNA avviene durante la fase S del ciclo cellulare. Il sistema di controllo del ciclo cellulare, costituito da una rete di proteine regolatrici, governa la progressione del ciclo cellulare.

La chinasi ciclina-dipendente della fase S, o S-Cdks, è un complesso enzimatico coinvolto nel controllo del ciclo cellulare durante la fase S. Questo sistema di controllo garantisce che ogni nucleotide nel genoma venga copiato una sola volta durante la replicazione.

La replicazione del DNA inizia alle origini della replicazione, presente in più posizioni nei cromosomi. Prima dell'inizio della replicazione, i complessi multiproteici chiamati complessi di riconoscimento dell'origine si legano al DNA e fungono da siti di aggancio per altre proteine.

Durante la fase iniziale G1 del ciclo cellulare, le proteine regolatorie Cdc6 e Cdt1 si legano agli ORC e aiutano nell'assemblaggio di un insieme di proteine chiamate proteine MCM in complessi ad anello inattivi sul DNA adiacente, formando così grandi complessi multiproteici chiamati complessi pre-replicativi o pre-RC. Gli MCM funzionano come elicasi del DNA per la replicazione.

All'inizio della fase S, gli S-Cdk vengono attivati e innescano l'attivazione dell'origine, o l'inizio della replicazione del DNA, fosforilando specifiche proteine iniziatrici. Le proteine iniziatrici fosforilate promuovono il reclutamento di complessi attivatori dell'elicasi. Questi complessi attivano le elicasi del DNA e reclutano la DNA polimerasi, portando alla replicazione.

Gli S-Cdk non solo avviano la replica, ma impediscono anche che la replica si verifichi nella stessa origine.

Gli S-Cdk fosforilano le proteine Cdc6 e Cdt1, promuovendo il loro rilascio dagli ORC, portando alla degradazione e al disassemblaggio dei pre-RC.

Dopo la replicazione del DNA, quando le elicasi si sganciano dal filamento di DNA, gli S-Cdk fosforilano le elicasi, innescando la loro esportazione dal nucleo.

Questo meccanismo di controllo del ciclo cellulare che coinvolge S-Cdks impedisce il riavvio della replicazione, assicurando così che la replicazione del DNA avvenga solo una volta per ciclo cellulare.