Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Генетичний контроль клітинного циклу

Читайте также:
  1. Flash, App Store и контроль
  2. I. Проблемне та контрольне завдання
  3. IV. САМОКОНТРОЛЬ
  4. V.2. Контрольные работы
  5. VI. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО НАПИСАНИЮ РЕФЕРАТА (КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ)
  6. VII. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
  7. VIII. ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Молекулярні процеси, що відбуваються протягом клітинного циклу, є послідовними. Неможливе «повернення» клітинного циклу у протилежний бік. Існує два ключові класи регуляторних молекул, що спрямовують клітинний цикл: це цикліни і циклін-залежні кінази. Л. Хартуелл (Leland H. Hartwell), Р. Хунт (R. Timothy Hunt) і П. Нерз (Paul M. Nurse) отримали Нобелівську Премію в галузі Медицини і Фізіології 2001 року за відкриття цих центральних молекул у регуляції клітинного циклу.

Цикліни і циклін-залежні кінази (CDKs), це два класи молекул, необхідних для регуляції клітинного циклу. Цикліни отримали свою назву у зв'язку з тим, що їх внутрішньоклітинна концентрація періодично змінюється у міру проходження клітин через клітинний цикл, досягаючи максимуму на його певних стадіях. Цикліни формують регуляторну субчастину, а кінази – каталітичну субчастину активованого гетеродимеру. Цикліни не мають ферментативної активності самі по собі, тоді як циклін-залежні кінази не можуть бути активними без взаємодії з циклінами. У стані гетеродимеру з циклінами циклін-залежні кінази каталізують звичайну біохімічну реакцію – фосфорилювання. Зазвичай, залишок фосфорної кислоти відщеплюється від молекули АТФ і переноситься на білок-мішень, що призводить до активації чи дезактивації цієї мішені. Завдяки цьому відбувається перехід клітини до наступної фази клітинного циклу.

Більшість із тих генів, що кодують цикліни і циклін-залежні кінази, є консервативними у всіх еукаріотів. Проте, як правило, у складнішого організму і система регуляції клітинного циклу є складнішою. Більшість генів, пов'язаних із клітинним циклом, була вивчена на дріжджах, особливо на Saccharomyces cerevisiae. Номенклатура генів у цих організмів складалася таким чином: до cdc (тобто цикл клітинного поділу, «cell division cycle»), додавали якийсь ідентифікаційний номер. Наприклад, cdc25. Таким чином, одна і та ж молекула може бути представлена у вигляді гомологів у досить різних організмах. При цьому, деякі організми можуть використовувати одну й ту ж молекулу для різних цілей, можуть комбінувати різні функції у одній молекулі.

Після одержання про-мітотичного сигналу ззовні (екстраклітинний сигнал) G1 комплекс циклін – циклін-залежна кіназа активується і готує клітину до S-фази, забезпечуючи експресію транскрипційних факторів, які, у свою чергу, забезпечують експресію циклінів S-фази і білків, необхідних для реплікації ДНК. G1 комплекс циклін – циклін-залежна кіназа також забезпечує деградацію білків – інгібіторів переходу до S-фази шляхом убіквітинізації. Білки, після приєднання до них молекул убіквітину, стають мішенню для протеосоми – комплексу білків, що забезпечує протеолітичну деградацію, або протеоліз. Активований комплекс циклін – циклін-залежна кіназа також фосфорилює білки, з яких складається пре-реплікаційний комплекс G1-фази на оріджинах реплікації ДНК, тобто на тих місцях ДНК, з яких, власне, і починається процес реплікації. Фосфорилювання тут має дві мети: перше – це перетворити неактивний пре-реплікаційний комплекс на активний, і друге – це запобігти формуванню нових пре-реплікаційних комплексів. Завдяки цьому кожна частина геному клітини буде реплікована (дублікована, розмножена) один і тільки один раз. Останнє є дуже важливим для наступних поколінь клітин. Звичайно, дочірні клітини, у яких не буде частини геному, скоріше за все, помруть. Але й мутації, викликані більш ніж одним поділом якоїсь частини геному, скоріше, будуть шкідливими.

Мітотичні комплекси циклін – циклін-залежна кіназа, які були синтезовані протягом S-фази і G2-фази, але знаходилися у неактивованому стані до власне стадії мітозу, забезпечують ініціацію мітозу, стимулюючи білки, які відповідають за конденсацію хромосом і формування мітотичного веретена. Важливим білковим комплексом, що активується у цей час, є убіквітин-лігаза, відома як комплекс, що забезпечує анафазу (анафаза – одна зі стадій мітозу). Ця убіквітин-лігаза забезпечує, у свою чергу, деградацію структурних білків, які пов'язані з хромосомним кінетохором. Цей убіквітин-лігазний комплекс також забезпечує деградацію мітотичних циклінів, і, таким чином, переход до телофази мітозу і цитокінезу.

У міру прогресії клітинного циклу повинні існувати механізми перевірки правильності виконання його подій. Така перевірка здійснюється в декількох точках клітинного циклу одержали назву звіряльних точок (checkpoint). Ці точки розташовані в кінцях G1, G2 і М фаз. У першій точці здійснюється перевірка наявності пошкоджень ДНК, у другій поряд з ушкодженнями ДНК перевіряється завершеність реплікації, у третій перевіряється правильність розбіжності хромосом в мітозі. Якщо виявляється будь-яка з перерахованих вище порушень, то відбувається зупинка клітинного циклу, що дає час для їх виправлення. Якщо виправлення виявляється неможливим, то відбувається запуск механізму апоптозу – програмованої клітинної смерті.

 


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 306 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Мітотичний цикл клітини.| Ендомітоз і політенні хромосоми

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)