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Le molecole regolatrici positive promuovono la transizione attraverso varie fasi del ciclo cellulare attraverso l'interazione di due gruppi proteici: cicline e chinasi ciclina-dipendenti o Cdk.
Le cellule dei mammiferi contengono circa nove Cdk, di cui quattro, Cdk1, Cdk6, Cdk4 e Cdk2, coinvolte nel ciclo cellulare.
L'attività e la specificità di un dato Cdk dipendono dal legame delle cicline. Le cicline sono raggruppate come cicline di fase G1, G1/S, S o M e la loro espressione è specifica per lo stadio che innescano
Ad esempio, nella fase G1, la ciclina D si lega a Cdk4 e Cdk6, promuovendo la cellula alla fase G1 tardiva.
Successivamente, la ciclina E si accumula e forma un complesso con Cdk2. Il complesso ciclina E-Cdk2, insieme alla ciclina D-Cdk4/6, innesca la transizione da G1 a S, che impegna irreversibilmente le cellule nel ciclo.
All'inizio della fase S, la ciclina-E rimane elevata e legata a Cdk2. Inoltre, il livello di ciclina-A aumenta e si combina con Cdk2. Entrambi i complessi sono direttamente responsabili della replicazione del DNA.
Sebbene i livelli di ciclina E diminuiscano, i livelli di ciclina-A sono elevati durante le fasi S e G2. Alla transizione G2-M, i livelli di ciclina A diminuiscono e i livelli di ciclina B aumentano.
La ciclina B si combina con Cdk1, innescando l'inizio della mitosi. I livelli di cicline mitotiche diminuiscono a metà mitosi, inattivando così la Cdk.
Il Cdk inattivo ha un loop proteico che blocca l'accesso della proteina del substrato al sito attivo. È solo quando una specifica ciclina si lega alla Cdk, che l'ansa si allontana dal sito attivo, attivando così parzialmente la Cdk.
L'attivazione completa del complesso Cdk-ciclina dipende da un altro enzima chiamato chinasi attivante Cdk o CAK.
Il CAK fosforila un amminoacido vicino al sito attivo causando un cambiamento conformazionale in Cdk, consentendo al complesso Cdk-ciclina di fosforilare le sue proteine bersaglio e indurre specifici eventi di stadio del ciclo cellulare.
La divisione cellulare mitotica dà luogo a cellule figlie che assomigliano esattamente alla cellula madre. Tuttavia, errori nella replicazione del DNA…
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