10.7: Positive Regulator Molecules
10.7: Positieve regulatie Moleculen
To consistently produce healthy cells, the cell cycle—the process that generates daughter cells—must be precisely regulated.
Internal regulatory checkpoints ensure that a cell’s size, energy reserves, and DNA quality and completeness are sufficient to advance through the cell cycle. At these checkpoints, positive and negative regulators promote or inhibit a cell’s continuation through the cell cycle.
Positive regulators include two protein groups that allow cells to pass through regulatory checkpoints: cyclins and cyclin-dependent kinases (CDKs). These proteins are present in eukaryotes, ranging from yeast to humans.
Cyclins can be categorized as G1, G1/S, S, or M cyclins based on the cell cycle phase or transition they are most involved in. Generally, levels of a given cyclin are low during most of the cell cycle but abruptly increase at the checkpoint they most contribute to (G1 cyclins are an exception, as they are required throughout the cell cycle). The cyclin is then degraded by enzymes in the cytoplasm and its levels decline. Meanwhile, cyclins needed for the next checkpoints accumulate.
To regulate the cell cycle, cyclins must be bound to a Cyclin-dependent kinase (CDK)—a type of enzyme that attaches a phosphate group to modify the activity of a target protein. The CDK is only active when bound to a cyclin. Depending on the cyclin they are bound to, CDKs are directed to different target proteins that are needed to advance to a particular cell cycle stage.
Compared to cyclins, CDKs remain at relatively constant levels throughout the cell cycle. However, their activity and the proteins they target change according to varying levels of cyclins across the cell cycle.
Om consequent gezonde cellen te produceren, moet de celcyclus - het proces dat dochtercellen genereert - nauwkeurig worden gereguleerd.
Interne regelgevende controlepunten zorgen ervoor dat de grootte van een cel, de energiereserves en de kwaliteit en volledigheid van DNA voldoende zijn om door de celcyclus te gaan. Bij deze controlepunten bevorderen of remmen positieve en negatieve regulatoren de voortzetting van een cel door de celcyclus.
Positieve regulatoren omvatten twee eiwitgroepen die cellen door regulatoire checkpoints laten passeren: cyclines en cycline-afhankelijke kinasen (CDK's). Deze eiwitten zijn aanwezig in eukaryoten, variërend van gist tot mensen.
Cyclines kunnen worden gecategoriseerd als G 1- , G 1 / S-, S- of M-cyclines op basis van de celcyclusfase of -transitie waarin ze het meest betrokken zijn. Over het algemeen zijn de niveaus van een bepaald cycline laag tijdens het grootste deel van de celcyclus, maar nemen abrupt toe. bij het controlepunt waartoe ze het meest bijdragen (G 1 cyclines zijn een uitzonderingaan, aangezien ze gedurende de celcyclus nodig zijn). De cycline wordt vervolgens afgebroken door enzymen in het cytoplasma en de niveaus nemen af. Ondertussen stapelen zich cyclines op die nodig zijn voor de volgende checkpoints.
Om de celcyclus te reguleren, moeten cyclines worden gebonden aan een cycline-afhankelijke kinase (CDK) - een type enzym dat een fosfaatgroep bindt om de activiteit van een doeleiwit te wijzigen. De CDK is alleen actief wanneer hij aan een cycline is gebonden. Afhankelijk van de cycline waaraan ze zijn gebonden, worden CDK's gericht op verschillende doeleiwitten die nodig zijn om door te gaan naar een bepaald celcyclusstadium.
In vergelijking met cyclines blijven CDK's op relatief constante niveaus gedurende de celcyclus. Hun activiteit en de eiwitten waarop ze zich richten, veranderen echter afhankelijk van de verschillende niveaus van cyclines gedurende de celcyclus.
