Aby konsekwentnie wytwarzać zdrowe komórki, cykl komórkowy – proces, który generuje komórki potomne – musi być precyzyjnie regulowany.
Wewnętrzne regulacyjne punkty kontrolne zapewniają, że rozmiar komórki, rezerwy energii oraz jakość i kompletność DNA są wystarczające do przejścia przez cykl komórkowy. W tych punktach kontrolnych dodatnie i negatywne regulatory promują lub hamują kontynuację komórki przez cykl komórkowy.
Pozytywne regulatory obejmują dwie grupy białek, które umożliwiają komórkom przechodzenie przez regulacyjne punkty kontrolne: cykliny i kinazy zależne od cyklin (CDK). Białka te są obecne u eukariontów, od drożdży po ludzi.
Cykliny można sklasyfikować jako cykliny G1, G1 / S, S lub M w oparciu o fazę cyklu komórkowego lub przejście, w którym są najbardziej zaangażowane. Ogólnie rzecz biorąc, poziomy danej cykliny są niskie przez większość cyklu komórkowego, ale gwałtownie rosną w punkcie kontrolnym, do którego najbardziej się przyczyniają (wyjątkiem są cyklinyG1, ponieważ są wymagane przez cały cykl komórkowy). Cyklina jest następnie degradowana przez enzymy w cytoplazmie, a jej poziom spada. W międzyczasie kumulują się cykliny potrzebne do kolejnych punktów kontrolnych.
Aby regulować cykl komórkowy, cykliny muszą być związane z kinazą zależną od cyklin (CDK) – rodzajem enzymu, który przyłącza grupę fosforanową w celu modyfikacji aktywności białka docelowego. CDK jest aktywny tylko wtedy, gdy jest związany z cykliną. W zależności od cykliny, z którą są związane, CDK są kierowane do różnych białek docelowych, które są potrzebne do przejścia do określonego etapu cyklu komórkowego.
W porównaniu z cyklinami, CDK utrzymują się na stosunkowo stałym poziomie przez cały cykl komórkowy. Jednak ich aktywność i białka, na które są ukierunkowane, zmieniają się w zależności od różnych poziomów cyklin w całym cyklu komórkowym.
Cykl komórkowy jest pozytywnie regulowany, promując postęp przez kolejne etapy poprzez interakcję dwóch klas białek znajdujących się w cytoplazmie. Cykliny i kinazy zależne od cyklin lub CDK.
Domyślnie CDK są zawsze obecne w komórce w postaci nieaktywowanej. Muszą związać się z określoną cykliną, aby mogły zostać aktywowane. Kiedy tworzy się ten kompleks, CDK może fosforylować białko docelowe, co zmienia jego funkcję i inicjuje komórkę do przejścia do następnej fazy. W większości przypadków, gdy cyklina ulega degradacji, CDK jest dezaktywowany, sygnalizując koniec określonej fazy. Na przykład podczas G1, gdy jeden typ cykliny, nazwany D, jest syntetyzowany i wiąże się z CDK, komórka przechodzi w fazę S, podczas gdy inna cyklina, E, osiąga szczyt i tworzy kompleks z CDK, aby promować replikację DNA.
E jest następnie rozkładany przez enzymy cytoplazmatyczne, a stężenia cykliny A rosną w całej fazie S i pozostają wysokie w G2, aby promować wejście w fazę M, gdy znajduje się w aktywnym kompleksie.
Po degradacji A stężenie cykliny B osiąga szczyt w fazie M, a kompleks aktywuje różne etapy mitozy. Kiedy poziom B spada, komórka wychodzi z mitozy i dzieli się. W związku z tym poziomy czterech różnych cyklin różnią się przewidywalnymi wzorcami i łączą się ze stałymi CDK w określonych punktach, aby osiągnąć pęd do przodu.
Related Videos
Cell Cycle and Division
198.2K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
43.2K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
54.8K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
46.6K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
174.0K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
233.3K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
105.6K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
35.1K Wyświetlenia
Cell Cycle and Division
47.3K Wyświetlenia