17.11: 세포는 성장과 증식을 조율합니다.

세포 크기는 영양소 수송과 같은 가장 기본적인 과정에서 중요한 요소입니다.

비정상적으로 큰 세포에서는 영양소가 세포 전체로 퍼져 나가기 위해 더 먼 거리를 이동해야 합니다. 그 결과, 영양소 확산이 느려져 세포가 영양 부족으로 죽게 됩니다.

따라서 건강한 세포는 세포주기 체크포인트(일반적으로 G1/S 상 전이 또는 G2/M 상 전이)에서 성장을 조절합니다.

이러한 체크포인트를 통해 세포는 자신의 크기를 모니터링하고 세포 분열 시기를 조절할 수 있으므로 딸 세포가 크기 항상성이라고 하는 현상인 일관된 크기를 갖도록 할

효모와 같은 단세포 유기체는 크기 항상성을 연구하기 위한 모델 유기체로 자주 사용됩니다.

싹트는 효모 세포는 비대칭으로 분열하여 더 큰 모세포와 더 작은 딸 세포를 생성합니다.

더 큰 모세포는 임계 크기까지 빠르게 성장하고 G1/S 상 전이에서 크기 체크포인트를 통과합니다.

대조적으로, 더 작은 딸 세포는 달성해야 할 크기 차이가 크므로 G1 단계에서 성장하는 데 더 많은 시간을 소비합니다.

초기 G1 단계, 단백질 복합체 SBF 및 MBF에서 세포주기 촉진 전사 인자는 일반적으로 Whi5라는 억제 단백질에 의해 결합 및 억제되어 세포주기 전이를 방지합니다.

세포주기 재활성화는 Cln3라는 사이저 단백질, 즉 세포 크기에 비례하여 농도가 증가하는 G1 cyclin에 의존합니다.

세포가 목표 크기에 도달하면 Cln3는 임계 농도에 도달하고 세포주기 촉진 인자의 핵심 활성제인 cyclin-dependent kinase-1 또는 Cdk1과 복합체를 형성합니다.

그런 다음 활성 Cln3-Cdk1 복합체는 여러 부위에서 Whi5를 인산화하여 새싹 개시 및 DNA 복제와 같은 중요한 과정에 관여하는 G1/S 상전이 유전자를 유발하는 활성 SBF 및 MBF 전사 인자를 방출합니다.

이러한 전이 이벤트의 활성화는 세포가 크기 체크포인트를 통과하고 세포 주기의 다른 단계를 진행할 수 있도록 합니다.