Positive regulatorische Moleküle

Um dauerhaft gesunde Zellen produzieren zu können, muss der Zellzyklus, der Vorgang der Tochterzellen produziert, genau reguliert werden.

Interne regulatorische Kontrollpunkte stellen sicher, dass die Größe, Energiereserven, DNA-Qualität und Vollständigkeit einer Zelle gegeben sind, um in dem Zellzyklus vorwärts zu kommen. An diesen Kontrollpunkten fördern oder hemmen positive und negative Regulatoren das Fortschreiten einer Zelle in dem Zellzyklus.

Positive Regulatoren umfassen zwei Proteingruppen. Sie ermöglichen es den Zellen, regulatorische Kontrollpunkte zu passieren: Cycline und cyclin-abhängige Kinasen (CDKs). Von Hefepilzen bis zum Menschen verfügen alle Eukaryoten über diese Proteine.

Cycline können in G₁, G₁/S, S, oder M Cycline eingeteilt werden. Die Grundlage für die Unterteilung stellt die Zellzyklusphase dar bzw. der Übergang, an dem sie am meisten beteiligt sind. Im Allgemeinen sind die Konzentrationen eines bestimmten Cyclins während des größten Teils des Zellzyklus niedrig. Sie steigen jedoch schnell an wenn der Kontrollpunkt, bei dem sie am meisten wirken, erreicht ist. G₁Cycline stellen eine Ausnahme dar, da sie während des gesamten Zellzyklus benötigt werden. Das Cyclin wird dann von Enzymen im Zytoplasma abgebaut und die Konzentration sinkt wieder. In der Zwischenzeit sammeln sich die für die nächsten Kontrollpunkte benötigten Cycline an.

Um den Zellzyklus zu regulieren, müssen die Cycline an eine cyclin-abhängige Kinase (CDK) gebunden werden. Das CDK ist ein Enzym, das eine Phosphatgruppe transferiert, um die Aktivität eines Zielproteins zu modifizieren. Die CDK ist nur aktiv, wenn sie an ein Cyclin gebunden ist. Abhängig vom Cyclin, an das sie gebunden sind, beeinflussen CDKs verschiedene Zielproteine, die benötigt werden, um in ein bestimmtes Zellzyklusstadium zu gelangen.

Im Vergleich zu den Cyclinen bleiben die CDKs während des gesamten Zellzyklus auf relativ konstanten Konzentrationswerten. Allerdings ändern sich ihre Aktivität und die Proteine, die sie binden, in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Werten der Cycline während des Zellzyklus.