КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ Клеточный цикл —

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ

Клеточный цикл — последовательность событий между первым и вторым митотическим делением =митоз

Интерфаза фаза, предшествующая делению клетки (интенсивный синтез РНК и белков, рост клетки, репликация ДНК) .

G1-пресинтетический период (gap) На деспирализованных молекулах ДНК синтезируются и-РНК, т-РНК, рРНК. Интенсивные процессы биосинтеза белка. S – синтетический период (synthesis) Синтез (репликация) ДНК - самоудвоение молекулы ДНК. Построение второй хроматиды. Получаются двухроматидные хромосомы. Синтез гистонов. G2-постсинтетический период Синтез белка, накопление энергии, деление хлоропластов и митохондрий. Репликация центриолей (в тех клетках, где они имеются). Начало образования веретена деления Подготовка к делению.

Митоз (от греч. mitos - нить), называемый также кариокинезом, или непрямым делением клеток, является универсальным механизмом деления клеток. Митоз следует за G2-периодом и завершает клеточный цикл. Он длится 1-3 часа и обеспечивает равномерное распределение генетического материала в дочерние клетки.

удвоению ДНК

Контрольные точки клеточного цикла. 1. Точка G1/S – контролируется достаточность ростовых факторов, проверка повреждений ДНК, размер клетки). 2. Точка G2/M-перехода – проверка завершения репликации, повреждения ДНК. 3. Переход от метафазы к анафазе митоза (контроль присоединения микротрубочек к кинетохорам). G1 и G2 чекпойнты, контролирующие повреждения ДНК. Чекпойнты представляют собой многоуровневые системы, на "верхних этажах" которых происходит контроль различных повреждений, в то время как "нижние этажи" осуществляют регуляцию клеточного цикла

Циклины регулируют активность CDK. Если образно сравнить CDK с мотором, то циклин - это "сцепление", которое определяет, станет ли "мотор" продвигать клеточный цикл от одной фазы к другой или же будет работать на "холостом ходу". РЕГУЛЯЦИЯ КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА Каждая циклин-зависимая киназа (Cdk) представляет собой каталитическую субъединицу ферментного комплекса, для активности которой необходимо присутствие соответствующей активаторной субъединицы - циклина. В активной форме комплексы циклин-Cdk фосфорилируют регуляторные белки, контролирующие протекание данной фазы клеточного цикла. Уровень различных циклинов в клетке направленно изменяется, и таким образом обеспечивается продвижение по клеточному циклу. осуществляется позитивно циклинами и Cdk и негативно ингибиторами CycB/CDK1 A

Все циклины имеют общую последовательность длиной 100-150 аминокислотных остатков, называемую циклиновым боксом, которая необходима для связывания с CDK. Жизненный цикл клетки регулируется белками циклинами, концентрация которых меняется на разных фазах цикла.

Активность СDK контролируется взаимодействием с циклинами и уровнем циклинов, ингибиторами…

Активность СDK контролируется взаимодействием с циклинами и уровнем циклинов, ингибиторами, на уровне фосфорилирования/дефосфорилирования, синтеза, деструкции

Схематическая диаграмма активации CDK1 WEE1 1 B H

CAK

An overview of some essential steps in cell-cycle progression. CDKs (CDK1-7), their activators (cyclin, cdc25, CDK7:cyclin H), their regulators (p9 and p15), and their inhibitors (wee1, INH, p15, p16, p18, p21, and p27).

Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2001 году разделили американец Лиланд Хартуэлл (Leland H. Hartwell) и два британца - Тимоти Хант (R. Timothy Hunt) и Пол Нерс (Paul M. Nurse). Они удостоены этой престижной награды за открытие генетических и молекулярных механизмов регуляции клеточного цикла Лиланд Хартуэлл показал, что хотя разные стадии клеточного цикла контролируются разными генами, между ними существует поразительная взаимосвязь: последующая стадия не начинается, пока не закончена предыдущая. В конце 80-х годов ввел понятие "чекпойнта", то есть «сверочной» точки, в которой клеточный цикл приостанавливается, чтобы проверить, все ли в порядке. Пол Нерс открыл циклин-зависимые киназы (CDK) Тимоти Хант открыл циклины

A model for control of mitotic entry. Unreplicated DNA inhibits the production of activating MybA protein by an unknown mechanism, and inhibitory MybB occupies the promoter, preventing the transcription of M-phase–related genes, including cyclin. When DNA replication is complete, MybA is produced and displaces MybB from the promoter. Cyclin B is transcribed and activates cyclin-dependent kinase A (CDKA), allowing progression into mitosis.

АКТИВАЦИЯ CDK НА УРОВНЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ/ДЕФОСФОРИЛИРОВАНИЯ CAK- CDK activating kinase ( CDK7+cycH)

Ribbon diagram of CDK2 apoenzyme refined to 1.8 Е resolution (PDB access code: 1HCL). Schematic drawing of the five regions of CDK2 that have different conformations.

The E2F/Rb/cyclin D pathway. Extracellular signals feed into the pathway by modulating the synthesis of components of CDK/cycD complexes. Positive signals such as cytokinin or sugar induce cycD transcription, whereas negative signals induce ICK transcription, probably via a signal transduction pathway involving mitogen-activated protein (MAP) kinases. In addition, regulatory transcription factors such as TCP also play a role, either directly or indirectly. The downstream part of the pathway seems largely similar to that in mammalian cells. CYCD,cyclin D; ICK, inhibitor cystine knot; TCP, Teosinte-branched/cycloidea/PCNA regulator.