세포주기 전반에 걸친 체크포인트는 보호 장치 및 게이트키퍼 역할을 하여 세포주기가 유리한 조건에서 진행되고 문제가 있는 조건에서는 세포주기가 느려지거나 중단되도록 합니다. 이 조절을 세포주기 조절 시스템이라고 합니다.
사이클린 의존성 키나아제(cyclin-dependent kinase) 또는 Cdks는 사이클린과 함께 작용하여 세포주기 전이를 조절합니다. M-Cdk, M cyclin에 결합 된 Cdk1의 복합체는 G2에서 M 기로의 전이를 구동하는이 조정 제어의 잘 알려진 예입니다.
M cyclin은 유사분열 방추체 형성, 반대쪽 방추체 극에 대한 자매 염색체 부착, 염색체 응축, 핵막 파괴, 액틴 세포골격 및 골지체 장치 재배열과 같은 M상 이벤트를 촉진합니다. 이러한 프로세스를 촉진함으로써 M cyclin은 M 상으로의 전환을 주도합니다.
다른 cyclins와 같이, M cyclin 수준은 세포주기 도중 변동합니다. 그러나 Cdk 수치는 비교적 안정적으로 유지되고 있습니다. 대부분의 세포(배아 세포는 예외)에서 M cyclin 유전자 전사가 증가하고 세포가 G2/M 전이에 접근함에 따라 M cyclin이 축적됩니다. 축적된 M cyclin은 Cdk에 결합하여 M-Cdk 복합체를 형성합니다. M-Cdks는 주로 Cdc25에 의해 활성화 시 M 상 이벤트를 트리거할 준비가 되어 있습니다.
활성 M-Cdk는 여러 초기 유사분열 과정을 가능하게 하는 단백질을 인산화하여 유사분열로의 전환을 가능하게 합니다. 그러나 M-Cdk가 이러한 전이를 조절하는 유일한 단백질 키나아제는 아닙니다. 예를 들어, 폴로와 같은 키나아제와 오로라 키나아제도 초기 유사분열 과정에 기여합니다.
Plk1은 유사분열 방추체의 정상적인 양극성 형성에 필요한 폴로와 같은 키나아제입니다. Plk1은 방추극을 분리하는 데 도움이 되는 단백질을 인산화합니다. Aurora-A는 또한 유사분열 방추체를 형성하고 안정화하는 데 관여하는 단백질을 조절하는 반면, Aurora-B는 자매 염색분체가 방추체에 부착할 수 있도록 합니다. M-Cdk 및 기타 단백질 키나아제는 함께 다음 사이의 전이를 조절하는 데 도움이 됩니다.
세포주기의 G, 2 및 M 단계.
Transcript
세포의 유사분열로의 전환은 M cyclin에 결합된 단백질 키나아제 Cdk1 또는 cyclin-dependent kinase 1로 구성된 M-Cdk 복합체의 활성화를 특징으로 합니다.
M-Cdk 복합체는 M cyclin이 축적될 때 형성됩니다. 대부분의 세포에서 M cyclin 수준은 G2 (S 단계의 염색체 복제 후 갭 단계)와 초기 유사 분열 동안 최고조에 달합니다.
M-Cdk 복합체는 CDK-활성화 키나아제(CAK)에 의해 활성 부위에서 인산화됩니다. 그러나 이 복합체는 비활성 상태로 유지되는데, 이는 단백질 키나아제 Wee1에 의해 두 개의 억제 부위에서 인산화되기 때문입니다.
M-Cdk는 주로 단백질 인산가수분해효소 Cdc25에 의해 활성화됩니다.Cdc25는 M-Cdk를 억제하는 인산염을 제거하고 Wee1의 억제 활성을 억제합니다.
M-Cdk는 초기 유사분열 과정에 필요한 인자를 활성화하여 유사분열로의 전환을 주도합니다.
전구기(prophase)에서 M-Cdk 활성은 염색체 응축(chromosome condensation)으로 알려진 염색체의 단축 및 압축에 박차를 가합니다. 전구기 동안 M-Cdk는 염색체를 두 개의 딸 세포로 분리하는 유사분열 방추체(mitotic spindle)의 형성도 시작합니다.
동물 세포의 전중기(prometaphase) 동안 M-Cdk는 핵막을 분해하여 핵이 분리될 수 있도록 합니다.
중기(metaphase)에서 M-Cdk는 자매 염색분체(sister chromatids)가 방추체의 반대쪽 극에 부착되는 것을 중재합니다.
M-Cdk는 Golgi 장치의 다상 재구성을 촉진하며, 이는 세포소기관의 올바른 방추체 형성 및 분리에 중요합니다. 또한 유사분열 전반에 걸쳐 M-Cdk는 액틴 세포골격의 재편성에 관여하며, 이는 다른 기능 중에서 방추체 방향과 세포 분열 축을 결정하는 데 도움이 됩니다.