17.4: Dodatnie cząsteczki regulatorowe

Podział komórek mitotycznych powoduje powstanie komórek potomnych, które dokładnie przypominają komórkę rodzicielską. Jednak błędy w replikacji DNA lub dystrybucji materiału genetycznego mogą prowadzić do mutacji genetycznych, które mogą być przekazywane do każdej nowej komórki utworzonej z powstałej nieprawidłowej komórki. Namnażanie takich zmutowanych komórek jest ograniczone przez mechanizmy punktów kontrolnych obecne na różnych etapach cyklu komórkowego. Te punkty kontrolne obejmują cząsteczki regulatorowe, które albo promują, albo degradują zdarzenia cyklu komórkowego.

Białka, takie jak cyklina i kinazy zależne od cyklin, są pozytywnymi cząsteczkami regulatorowymi odpowiedzialnymi za postęp cyklu komórkowego przez różne punkty kontrolne. Cykliny zostały początkowo tak nazwane, ponieważ ich synteza i degradacja przyjmują cykliczny wzór. Istnieją co najmniej cztery funkcjonalne cykliny, których stężenie zmienia się w przewidywalny sposób w całym cyklu komórkowym. Kiedy komórka awansuje do następnego etapu, cykliny poprzedniej fazy ulegają degradacji. To właśnie zmiany w stężeniu cykliny wywołują różne zdarzenia cyklu komórkowego.

Cykliny tworzą aktywny kompleks z kinazami białkowymi, które mogą fosforylować określone białka docelowe podczas cyklu komórkowego. Ponieważ kinazy te potrzebują cykliny do aktywacji, nazywa się je kinazami zależnymi od cyklin lub Cdk. W przypadku braku cykliny Cdk są nieaktywne, a przy braku w pełni aktywowanego kompleksu cyklina/Cdk komórka nie przechodzi przez punkty kontrolne.

Dodatnie cząsteczki regulatorowe ulegają ekspresji przez geny należące do grupy zwanej protoonkogenami. Po mutacji stają się onkogenami, które powodują, że komórka staje się rakowa. Na przykład mutacja, która powoduje, że Cdk stają się aktywne nawet przy braku cykliny, może spowodować, że zmutowana komórka przejdzie bez zakłóceń przez punkty kontrolne, co prowadzi do niekontrolowanego wzrostu i proliferacji.