17.6: S-Cdk инициирует репликацию ДНК

У эукариот репликация ДНК происходит во время S-фазы клеточного цикла. Система управления клеточным циклом, состоящая из сети регуляторных белков, управляет протеканием клеточного цикла.

Циклин-зависимая киназа S-фазы, или S-Cdk, представляет собой ферментные комплексы, участвующие в контроле клеточного цикла во время S-фазы. Эта система контроля гарантирует, что каждый нуклеотид в геноме копируется только один раз во время репликации.

Репликация ДНК начинается с истоков репликации, присутствующей в нескольких местах хромосом. Перед началом репликации мультибелковые комплексы, называемые комплексами распознавания происхождения, связываются с ДНК и служат стыковочными сайтами для других белков.

Во время ранней G1-фазы клеточного цикла регуляторные белки Cdc6 и Cdt1 связываются с ORC и помогают в сборке набора белков, называемых белками MCM, в неактивные кольцевые комплексы на соседней ДНК, тем самым образуя большие мультибелковые комплексы, называемые пререпликативными комплексами или пре-RC. МКМ функционируют как геликазы ДНК для репликации.

В начале S-фазы S-Cdk активируются и инициируют исходное возбуждение, или инициацию репликации ДНК, путем фосфорилирования специфических белков-инициаторов. Фосфорилированные инициирующие белки способствуют рекрутированию геликазных активаторных комплексов. Эти комплексы активируют геликазы ДНК и рекрутируют ДНК-полимеразу, что приводит к репликации.

S-Cdk не только инициируют репликацию, но и предотвращают повторную репликацию в том же источнике.

S-Cdk фосфорилируют белки Cdc6 и Cdt1, способствуя их высвобождению из ORC, что приводит к деградации и разборке пред-RC.

После репликации ДНК, когда геликазы отделяются от цепи ДНК, S-Cdk фосфорилируют геликазы, вызывая их экспорт из ядра.

Этот механизм контроля клеточного цикла с участием S-Cdk предотвращает повторную инициацию репликации, тем самым гарантируя, что репликация ДНК происходит только один раз за клеточный цикл.