سیستم کنترل چرخه سلولی
سیستم کنترل چرخه سلولی شبکهای از پروتئینهای تنظیمی است که رویدادهای چرخه را آغاز و هماهنگ میکند و قبل از اجازه پیشرفت، از تکمیل آنها اطمینان حاصل میکند.
Definition
سیستم کنترل چرخه سلولی مجموعهای از کینازهای وابسته به سیکلین و تنظیمکنندهها و نقاط بازرسی آنها است که تعیین میکند سلول چه زمانی از هر فاز چرخه عبور کند.
Scope
این موضوع شامل مکانیسمهای سیکلین و کیناز وابسته به سیکلین است که انتقالهای چرخه سلولی را هدایت میکنند، تنظیم این مکانیسمها توسط سنتز و تخریب سیکلین، فسفوریلاسیون و مهارکنندهها، و نقاط بازرسی که یکپارچگی DNA، همانندسازی و اتصال کروموزوم را نظارت میکنند.
Core questions
- چگونه سیکلینها و کینازهای وابسته به سیکلین زمان انتقالهای چرخه سلولی را تنظیم میکنند؟
- فعالیت کیناز وابسته به سیکلین چگونه روشن و خاموش میشود؟
- نقاط بازرسی اصلی چه چیزی را نظارت میکنند؟
- سیستم چگونه اطمینان حاصل میکند که رویدادها یک بار و به ترتیب صحیح رخ میدهند؟
Key theories
- نوسانساز سیکلین–CDK
- فعالیت کیناز وابسته به سیکلین نوسان میکند زیرا سیکلینها به صورت دورهای سنتز و به طور ناگهانی تخریب میشوند، و این نوسانات انتقالهای منظم چرخه سلولی را هدایت میکنند.
- کنترل نقطه بازرسی
- مکانیسمهای نظارتی مشکلاتی مانند آسیب DNA یا همانندسازی ناقص را شناسایی میکنند و چرخه را تا زمانی که حل شوند متوقف میکنند و از نظم و دقت رویدادهای چرخه سلولی اطمینان حاصل میکنند.
Mechanisms
کینازهای وابسته به سیکلین تنها زمانی فعال هستند که به سیکلینها متصل شوند، که سطح آنها در طول چرخه افزایش و کاهش مییابد؛ فسفوریلاسیونهای فعالکننده و مهارکننده و پروتئینهای مهارکننده CDK فعالیت را بیشتر تنظیم میکنند. کمپلکسهای مختلف سیکلین-CDK ورود به فاز S و میتوز را هدایت میکنند، و تخریب هدفمند سیکلینها توسط سیستم یوبیکویتین-پروتئازوم انتقالها را برگشتناپذیر میکند. نقاط بازرسی در انتقالهای G1/S، G2/M و متافاز به آنافاز، آمادگی و آسیب را حس میکنند و فعالیت CDK یا شروع آنافاز را تا زمانی که شرایط برآورده شوند، مسدود میکنند.
Clinical relevance
سیستم کنترل توضیح میدهد که چگونه سلولها تکثیر را با دقت بالا تنظیم میکنند و یک مدل مرکزی برای درک تنظیم سلولی است. درمان در اینجا توصیفی و غیرتجویزی است.
History
کشف سیکلینها توسط هانت و شناسایی کیناز مرکزی وابسته به سیکلین توسط نرس، موتور چرخه را آشکار کرد، در حالی که مفهوم نقطه بازرسی هارتول توضیح داد که چگونه نظم و دقت اعمال میشود و سیستم کنترل مدرن را چارچوببندی کرد.
Key figures
- Leland Hartwell
- Paul Nurse
- Tim Hunt
- David Morgan
Related topics
Seminal works
- evans1983
- hartwell1989
Frequently asked questions
- چرا سیکلینها باید تخریب شوند؟
- تخریب سیکلینها فعالیت کیناز مربوطه را خاموش میکند، هر انتقال را برگشتناپذیر میسازد و سیستم را بازنشانی میکند تا فاز بعدی به ترتیب پیش برود.
- اگر در یک نقطه بازرسی مشکلی وجود داشته باشد چه اتفاقی میافتد؟
- نقطه بازرسی پیشرفت بیشتر را مسدود میکند، به عنوان مثال با مهار فعالیت کیناز وابسته به سیکلین یا به تاخیر انداختن جداسازی کروموزوم، تا زمانی که مشکل مانند آسیب DNA اصلاح شود.