Hücre Döngüsü Kontrol Sistemi
Hücre döngüsü kontrol sistemi, döngünün olaylarını tetikleyen ve koordine eden, ilerlemeye izin vermeden önce tamamlandıklarını doğrulayan bir düzenleyici protein ağıdır.
Tanım
Hücre döngüsü kontrol sistemi, hücrenin döngünün her aşamasında ne zaman ilerleyeceğini belirleyen siklin bağımlı kinazlar, bunların düzenleyicileri ve kontrol noktaları kümesidir.
Kapsam
Bu konu, hücre döngüsü geçişlerini yönlendiren siklin ve siklin bağımlı kinaz mekanizmasını, bu mekanizmanın siklin sentezi ve yıkımı, fosforilasyon ve inhibitörler aracılığıyla düzenlenmesini ve DNA bütünlüğünü, replikasyonunu ve kromozom bağlanmasını izleyen kontrol noktalarını kapsamaktadır.
Temel sorular
- Siklinler ve siklin bağımlı kinazlar hücre döngüsü geçişlerini nasıl zamanlamaktadır?
- Siklin bağımlı kinaz aktivitesi nasıl açılıp kapanmaktadır?
- Başlıca kontrol noktaları neleri izlemektedir?
- Sistem, olayların bir kez ve doğru sırada gerçekleşmesini nasıl sağlamaktadır?
Temel kuramlar
- Siklin–CDK osilatörü
- Siklinler periyodik olarak sentezlenip aniden yıkıldıkça siklin bağımlı kinaz aktivitesi salınım yapmakta ve bu salınımlar hücre döngüsünün düzenli geçişlerini yönlendirmektedir.
- Kontrol noktası kontrolü
- Gözetim mekanizmaları, DNA hasarı veya eksik replikasyon gibi sorunları tespit etmekte ve bunlar çözülene kadar döngüyü durdurarak hücre döngüsü olaylarının düzenini ve doğruluğunu sağlamaktadır.
Mekanizmalar
Siklin bağımlı kinazlar, yalnızca siklinlere bağlı olduklarında aktiftirler; siklin seviyeleri döngü boyunca yükselir ve düşer. Aktive edici ve inhibitör fosforilasyonlar ile CDK inhibitör proteinleri aktiviteyi daha da ayarlamaktadır. Farklı siklin–CDK kompleksleri S fazına ve mitoza girişi yönlendirmekte, ubikuitin–proteazom sistemi tarafından siklinlerin hedeflenmiş yıkımı ise geçişleri geri döndürülemez hale getirmektedir. G1/S, G2/M ve metafazdan anafaza geçişlerdeki kontrol noktaları, hazırlığı ve hasarı algılayarak, koşullar sağlanana kadar CDK aktivitesini veya anafaz başlangıcını engellemektedir.
Klinik önem
Kontrol sistemi, hücrelerin proliferasyonu yüksek doğrulukla nasıl düzenlediğini açıklamakta ve hücresel düzenlemeyi anlamak için merkezi bir model oluşturmaktadır. Buradaki ele alış tanımlayıcı ve reçete edici değildir.
Tarihçe
Hunt'ın siklinleri keşfi ve Nurse'ün merkezi siklin bağımlı kinazı tanımlaması, döngünün motorunu ortaya koymuş; Hartwell'in kontrol noktası kavramı ise düzenin ve doğruluğun nasıl sağlandığını açıklayarak modern kontrol sistemini çerçevelemiştir.
Öne çıkan isimler
- Leland Hartwell
- Paul Nurse
- Tim Hunt
- David Morgan
İlgili konular
Temel eserler
- evans1983
- hartwell1989
Sıkça sorulan sorular
- Siklinler neden yıkılmalıdır?
- Siklinlerin yıkılması, ilgili kinaz aktivitesini kapatarak her geçişi geri döndürülemez hale getirmekte ve sistemin bir sonraki fazın sırayla ilerleyebilmesi için sıfırlanmasını sağlamaktadır.
- Bir kontrol noktasında bir sorun olduğunda ne olur?
- Kontrol noktası, örneğin siklin bağımlı kinaz aktivitesini inhibe ederek veya kromozom ayrılmasını geciktirerek, DNA hasarı gibi sorun düzeltilene kadar daha fazla ilerlemeyi engellemektedir.