18.11: 자매 염색분체의 분리

전구기(prophase)에서 중기(metaphase)로의 전환시에는 염색체팔을 따라 응집력이 감소하여 자매 염색분체(sister chromatid)가 해결됩니다. 그러나 잔류 응집체 연결은 중기(metaphase)에서 아나페이즈(anaphase)로 전환될 때까지 자매 염색분체를 함께 유지하기 위해 남아 있습니다. 잔류 연결은 자매 염색분체의 조기 분리를 방지하여 딸 세포 내의 이수성 위험을 차단합니다.

아나페이즈(anaphase)가 시작되면 단백질 분해 효소인 분리효소(separase)가 활성화됩니다. 활성화된 분리효소는 잔류 응집체 고리의 Scc1 소단위를 절단하여 응집력을 완전히 상실합니다. 자매 염색체는 그들을 함께 붙잡을 힘이 없을 때 분리됩니다. 응집력이 부족하면 미세소관을 따라 변형되는 극 방향의 힘이 분리된 염색체를 방추체 극 쪽으로 당길 수 있습니다.

초기 유사분열에서 방추체 어셈블리 체크포인트(SAC)는 아나페이즈를 촉진하는 복합체 또는 사이클로솜(APC/C)이 아나페이즈에 분해가 필요한 세쿠린 및 M상 사이클린과 같은 단백질을 유비퀴틴화하는 것을 금지합니다. 각 염색체가 유사분열 방추체에 올바르게 정렬될 때만 SAC가 비활성화되어 APC/C 조절 소단위인 CDC20 및 CDH1의 인산화 및 활성화를 허용합니다.

CDC20는 Cdk1/cyclin B에 의해 인산화되어 활성 APC/C-CDC20을 형성합니다. 활동적인 APC/C-CDC20는 그 때 securin, cyclin A 및 cyclin B의 anaphase 전이를 승진시키기 위하여 강직을 촉매 작용을 미친다. Cdk 활성은 사이클린에 의존하기 때문에 cyclin B 분해는 Cdk1 활성의 손실을 초래합니다. Cdk1/cyclin B 복합체의 손실은 APC/C-CDC20을 비활성화하지만 metaphase-to-anaphase transition의 완료를 알리는 다른 조절 서브유닛인 APC/C-CDH1을 활성화합니다. 활동적인 APC/C-CDH1는 유사분열 cyclins의 조숙한 축적을 방지해서 유사분열 출구를 촉진하고 연속적인 G1 단계를 안정시킵니다.

APC/C-CDC20 및 APC/C-CDH1의 활동 전환은 두 가지 중요한 결과를 가져옵니다. 첫째, 이러한 조절 소단위는 중복되지만 뚜렷한 기질 특이성을 유발하여 정렬된 세포주기 전이를 촉진합니다. 둘째, CDC20과 CDH1은 서로 다른 메커니즘을 통해 조절됩니다. APC/C-CDC20이 활성화될 때, CDH1은 cyclin B/Cdk1에 의해 억제성 인산화를 겪어, APC/C에 결합하는 것을 막는다. 대조적으로, CDC20 활성은 SAC에 의해 활성화되는 다단백질(BUBR1, BUB3, CDC20 및 MAD2)인 유사분열 관문 복합체에 의해 억제됩니다.