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10.8: Negative Regulator-Moleküle
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PROTOKOLLE

10.8: Negative Regulator-Moleküle

Positive Regulatoren erlauben es einer Zelle, sich durch die Kontrollpunkte des Zellzyklus zu bewegen. Negative Regulatoren spielen eine ebenso wichtige Rolle. Sie können die Entwicklung einer Zelle bzw. ihr Fortlaufen durch den Zellzyklus unterbinden, bis diese bestimmte Kriterien erfüllen.

Drei der am besten verstandenen negativen Regulatoren sind p53, p21 und das Retinoblastom-Protein (Rb). Die regulatorische Rolle dieser Proteine wurde erstmals entdeckt, als sie in fehlerhaften Kopien von Zellen gefunden wurden, welche sich unkontrolliert repliziert haben (Krebs). Diese Proteine üben die meisten ihrer regulatorischen Effekte am Kontrollpunkt G1 im frühen Stadium des Zellzyklus aus.

P53 beeinflußt die Zelle stark in ihrer Teilung. Der Regulator reagiert auf DNA-Schäden, indem es er den Zellzyklus unterbricht und Enzyme zur Reparatur der Schäden herbeiruft. Wenn ein DNA-Schaden irreparabel ist, kann p53 die Zelle daran hindern, den Zellzyklus zu durchlaufen, indem es die Apoptose bzw. den Zelltod auslöst.

Ein Anstieg von p53 löst die Produktion von p21 aus. P21 verhindert den Übergang der Zelle von der G1 in die S-Phase des Zellzyklus, indem es an CDK/Zyklinkomplexe bindet und deren positive regulatorische Wirkung hemmt.

Rb reguliert den Zellzyklus negativ, indem es auf verschiedene positive Regulatoren einwirkt. Es reagiert dabei hauptsächlich auf die Größe einer Zelle. Aktives (dephosphoryliertes) Rb bindet an Transkriptionsfaktoren und verhindert so, dass diese die Gentranskription und damit die Proteinproduktion auslösen können.

Wenn Rb an den Transkriptionsfaktor E2F gebunden ist, hemmt es die Synthese von Proteinen. Diese werden für den Übergang von der G1 in die S-Phase benötigt. Wenn die Zelle größer wird, phosphoryliert Rb allmählich, bis es inaktiviert wird und sich von E2F ablöst. E2F kann dann Gene aktivieren, welche die Proteine produzieren, die für den Übergang zum nächsten Stadium des Zellzyklus‘ benötigt werden.


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