साइक्लिन और सीडीके विनियमन

साइक्लिन-निर्भर किनेसेस (CDKs) वे इंजन हैं जो कोशिका चक्र के माध्यम से प्रगति को संचालित करते हैं, और वे तब तक निष्क्रिय रहते हैं जब तक कि वे अपने नियामक साइक्लिन भागीदारों से बंधे न हों। क्योंकि साइक्लिन का स्तर घटता-बढ़ता रहता है और नियंत्रण की अतिरिक्त परतें सीडीके गतिविधि को नियंत्रित करती हैं, कोशिका चक्र संक्रमणों की एक व्यवस्थित, कसकर विनियमित श्रृंखला के रूप में आगे बढ़ता है।

Definition

साइक्लिन नियामक प्रोटीन होते हैं जिनका स्तर कोशिका चक्र के दौरान बढ़ता और घटता रहता है और जो साइक्लिन-निर्भर किनेसेस (CDKs) को सक्रिय करते हैं; साइक्लिन-सीडीके कॉम्प्लेक्स उन सबस्ट्रेट्स को फॉस्फोराइलेट करते हैं जो कोशिका चक्र चरणों के बीच संक्रमण को संचालित करते हैं, और उनकी गतिविधि साइक्लिन की प्रचुरता, सक्रियण और निरोधात्मक फॉस्फोराइलेशन, और सीडीके अवरोधक प्रोटीन द्वारा विनियमित होती है।

Scope

यह प्रविष्टि उन साइक्लिन-सीडीके युग्मों को शामिल करती है जो प्रत्येक कोशिका चक्र चरण को संचालित करते हैं, सीडीके गतिविधि को विनियमित करने वाले कई तंत्रों को, सीडीके अवरोधकों की भूमिका को, और कैसे यह तंत्र चेकपॉइंट संकेतों का लक्ष्य है जो चक्र को रोकते हैं। यह चेकपॉइंट किनेसेस और डीएनए क्षति प्रतिक्रिया पर प्रविष्टि का पूरक है। यह एक यांत्रिक संदर्भ प्रविष्टि है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Core questions

• साइक्लिन और सीडीके कोशिका चक्र की प्रगति को कैसे संचालित करने के लिए संयोजित होते हैं?
• साइक्लिन बंधन से परे सीडीके गतिविधि को नियंत्रित करने वाली विनियमन की परतें क्या हैं?
• सीडीके अवरोधक चक्र को कैसे रोकते या ठीक करते हैं?
• चेकपॉइंट गिरफ्तारी को लागू करने के लिए इस तंत्र पर कैसे कार्य करते हैं?

Key concepts

• साइक्लिन-निर्भर किनेसेस (CDKs)
• साइक्लिन और उनकी चक्रीय प्रचुरता
• प्रत्येक चरण के लिए साइक्लिन-सीडीके कॉम्प्लेक्स
• सक्रियण और निरोधात्मक फॉस्फोराइलेशन
• सीडीके अवरोधक (INK4 और Cip/Kip परिवार)
• प्रतिबंध बिंदु और G1/S प्रतिबद्धता
• कैंसर में कोशिका चक्र इंजन का अविनियमन

Mechanisms

एक सीडीके अपने आप में उत्प्रेरक रूप से निष्क्रिय होता है और साइक्लिन से बंधने पर सक्रिय हो जाता है, जिसमें पूर्ण गतिविधि के लिए सक्रियण और निरोधात्मक फॉस्फोराइलेशन के माध्यम से अतिरिक्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है (मॉर्गन, 1995)। विभिन्न साइक्लिन-सीडीके युग्म क्रमिक चरणों में कार्य करते हैं, और उनका व्यवस्थित सक्रियण, जो आंशिक रूप से साइक्लिन के आवधिक संश्लेषण और क्षरण द्वारा संचालित होता है, चक्र की एकदिशीय प्रगति उत्पन्न करता है। INK4 और Cip/Kip परिवारों के सीडीके अवरोधक प्रोटीन गतिविधि को और अधिक रोकते या नियंत्रित करते हैं, जो G1 प्रगति के नकारात्मक और, कुछ संदर्भों में, सकारात्मक नियामक दोनों के रूप में कार्य करते हैं (शेर और रॉबर्ट्स, 1999)। चेकपॉइंट संकेत इस तंत्र पर अभिसरित होते हैं, क्षति का पता चलने पर चक्र को रोकने के लिए साइक्लिन-सीडीके गतिविधि को बाधित करते हैं, जो साइक्लिन-सीडीके विनियमन को डीएनए क्षति प्रतिक्रिया से जोड़ता है (शेर, 1996; मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2009)।

Clinical relevance

साइक्लिन, सीडीके और उनके अवरोधकों का अविनियमन कैंसर की एक सामान्य विशेषता है, जिसमें सामान्य संयम का नुकसान अनियंत्रित प्रसार को बढ़ावा देता है, और साइक्लिन-सीडीके तंत्र सीडीके-निर्देशित चिकित्सीय रणनीतियों का वैचारिक आधार है (शेर, 1996; मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2009)। यह प्रविष्टि तंत्रों का वर्णन करती है और व्यक्तिगत उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह सामग्री साइक्लिन-सीडीके विनियमन और कैंसर में इसकी भूमिका की मूलभूत और एकीकृत समीक्षाओं को दर्शाती है (मॉर्गन, 1995; शेर और रॉबर्ट्स, 1999; शेर, 1996; मालुम्ब्रेस और बारबासिड, 2009)। यह यांत्रिक संदर्भ सामग्री है, नैदानिक अभ्यास मार्गदर्शन नहीं।

History

साइक्लिन की खोज, ऐसे प्रोटीन के रूप में जो प्रत्येक चक्र में जमा होते हैं और अचानक नष्ट हो जाते हैं, साथ ही उन साइक्लिन-निर्भर किनेसेस की पहचान जिनके द्वारा वे सक्रिय होते हैं, ने उस इंजन का खुलासा किया जो कोशिका विभाजन को संचालित करता है। बाद के काम ने नियामक फॉस्फोराइलेशन और सीडीके अवरोधक परिवारों को परिभाषित किया, और दिखाया कि इस तंत्र का विघटन कैंसर के लिए केंद्रीय है (मॉर्गन, 1995; शेर, 1996; शेर और रॉबर्ट्स, 1999)।

Key figures

• David O. Morgan
• Charles J. Sherr
• James M. Roberts
• Marcos Malumbres
• Mariano Barbacid

Seminal works

• morgan-1995
• sherr-1996
• sherr-roberts-1999

Frequently asked questions

सीडीके को साइक्लिन की आवश्यकता क्यों होती है?

एक साइक्लिन-निर्भर किनेज अपने आप में उत्प्रेरक रूप से निष्क्रिय होता है; इसे सक्रिय करने के लिए एक साइक्लिन पार्टनर का बंधन आवश्यक है, इसलिए साइक्लिन की आवधिक उपलब्धता यह निर्धारित करने में मदद करती है कि प्रत्येक किनेज कब कार्य करता है।

सीडीके अवरोधक क्या करते हैं?

वे प्रोटीन होते हैं जो साइक्लिन-सीडीके कॉम्प्लेक्स को बांधते और रोकते हैं, गिरफ्तारी को लागू करने या प्रगति को ठीक करने में मदद करते हैं, और उनकी कमी अनियंत्रित प्रसार में योगदान कर सकती है।