¿Cuáles son los factores reguladores de la proliferación celular? ¿Cuáles son las funciones de diversos factores reguladores en el ciclo celular?
Factores ambientales: radiaciones ionizantes, efectos químicos, infección viral, cambios de temperatura, cambios de pH.
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2.3 Mecanismo regulador del ciclo celular
Ciclina-CDK: el motor que regula el ciclo celular: diferentes ciclinas se combinan con diferentes CDK para formar diferentes ciclina-CDK diferentes Las ciclina CDK están activas en; diferentes etapas y afectan diferentes eventos posteriores.
2.3.1 Transición G1 /S
En la fase G1, bajo la estimulación de factores de crecimiento, la ciclina D se expresa y se une a CDK4 y CDK6, fosforilando proteínas posteriores como Rb. , Rb libera el factor de transcripción E2F, que promueve la transcripción de muchos genes, como los que codifican las ciclinas A y CDK1.
En la fase G1-S, la ciclinaE se une a CDK2, y los anticuerpos que promueven que las células entren en la fase S a través del punto R pueden detener las células en la fase G1.
- CylinE-CDK2 se une a p107 y E2F para formar un complejo. La quinasa puede catalizar la fosforilación de p107, haciendo que pierda su efecto continuo sobre E2F, promoviendo así la conversión de G1/S y la transcripción de genes relacionados con la replicación del ADN.
La-cilin-CDK 2 quinasa participa directamente en la regulación inicial de la duplicación del centrosoma.
2.3.2 En la fase S el ADN sólo debe replicarse una vez.
La ciclina A-CDK2 es la principal CDK quinasa en fase S, y su activación es necesaria para la replicación del ADN. La inyección intracelular de anticuerpos anticiclina a puede inhibir la síntesis de ADN.
-Fosforila el factor de replicación del ADN RF-A para potenciar su actividad;
-También puede combinarse con p107 y E2F para formar un complejo, afectando así a su función.
Mecanismo básico:
El punto de partida de la replicación de las células eucariotas es la ARS (secuencia de replicación autónoma). A lo largo del ciclo celular, el complejo de reconocimiento del origen (ORC) se une al origen de replicación y sirve como punto de conexión para otros factores reguladores.
CDC6 es uno de los factores regulatorios. En la fase G1, el contenido de CDC6 aumenta y CDC6 se une a ORC. Bajo el suministro de energía de ATP, el complejo Mcm compuesto por seis subunidades y otras proteínas se promueve para combinarse con ORC para formar un complejo previo a la replicación (pre-RC). Mcm es en realidad una ADN helicasa.
La S-CDK desencadena la aparición de pre-RC y evita que el ADN se replique nuevamente porque la S-CDK fosforila la CDC6, disociandola del ORC, y la CDC6 fosforilada se degrada posteriormente por la vía de ubiquitinación que involucra al SCF.
La S-CDK también puede fosforilar algo de Mcm y exportarlo al núcleo. Otras CDK también participan en la prevención de la nueva formación del pre-RC, asegurando así que el ADN se replica solo una vez.
Mcm se considera un “factor de licencia de replicación del ADN” que contacta y se une a la cromatina cuando la membrana nuclear se rompe en fase M. Entrando en la fase S por G1, con la replicación del ADN, la "licencia" se debilita y desaparece en el núcleo; en la fase G2, el núcleo ya no contiene la "licencia", por lo que no se puede iniciar nuevamente la replicación del ADN.
Transición de fase G2/M
La transición de fase G2/M está estrechamente relacionada con la quinasa CDK1-ciclinaB.
CDK1-ciclinaB quinasa, es decir, MPF=p34cdc2 (o p34cdc28)+ciclina B.
El contenido de proteína cdc2 es estable durante el ciclo celular, mientras que el contenido de CyclinB cambia periódicamente, por lo que la actividad de la quinasa CDK1-ciclinaB también cambia periódicamente, alcanzando un valor máximo en la fase G2 tardía. dura hasta la mitad del período M.
La CDK1-ciclinaB quinasa fosforila proteínas sustrato, iniciando así eventos relacionados con las células que entran en la fase M desde la fase G2, como
-Por ejemplo, la fosforilación de la histona H1 conduce a la condensación cromosómica; /p>
-La fosforilación de la laminina conduce al desmontaje de la envoltura nuclear;
- La fosforilación de p60c-src conduce al reordenamiento del citoesqueleto (ensamblaje del huso);
- La nucleolina se fosforila y el nucléolo se desintegra.
Activación de CDK 1-ciclina b
La formación de un complejo entre CDK1 y CyclinB (fase G2) es sólo una de las condiciones para la activación de CDK, y su actividad también se ve afectada por varias otras enzimas:
-WEE 1 fosforila Thr14 y Tyr15 de cdc2, inhibiendo su actividad; la quinasa activada por CDK1 (CAK) fosforila Thr161 de cdc2, que puede activar su actividad al máximo. Sin embargo, mientras Tyr15 esté fosforilado, su actividad se inhibe. En este momento, este complejo CDK1-CiclinaB inactivo es pre-MPF.
En la fase -M, la fosfatasa Cdc25 desfosforila Thr14 y Tyr15 de Cdc2, y se activa el complejo.
——Este mecanismo garantiza que la ciclina CDK pueda acumularse continuamente y luego liberarse repentinamente cuando sea necesario.
2.3.4 M transiciones de fase desde la etapa intermedia a la etapa tardía.
En la etapa intermedia, cuando la actividad de MPF alcanza el nivel más alto, el complejo de promoción APC de etapa tardía se activa y media la degradación selectiva de ciclinaA y ciclinaB a través de la vía de ubiquitinación. CDK1 se pierde y es eliminada por CDK1 en la etapa inicial. Las proteínas fosforiladas se desfosforilan.
Al mismo tiempo, APC también media en la degradación de los inhibidores de la anafase (manteniendo la adhesión de las cromátidas hermanas e inhibiendo el inicio de la anafase), promoviendo la transformación del ciclo celular de metafase a anafase.
Proceso de degradación de proteínas por la vía de ubiquitinación
La ubiquitina (Ub) consta de 76 aminoácidos, está altamente conservada y es ubicua en las células eucariotas, de ahí su nombre. Las proteínas con valencia ** pueden ser reconocidas y degradadas por el proteosoma, que es una vía común para degradar proteínas de vida corta y algunas proteínas anormales en las células.
El extremo N-terminal de la M-Ciclina tiene una secuencia relacionada con su degradación, llamada caja de destrucción.
Proceso:
1. En condiciones de suministro de energía de ATP, el extremo C de Ub forma un enlace tioéster con el residuo cys de E1 (enzima activadora de ubiquitina) y * se combina para forma un complejo E1-Ub, y Ub se activa;
2. El complejo E1-Ub transfiere Ub al residuo de cisteína de E2 (enzima conjugadora de ubiquitina);
3. Bajo la acción de E3 (ubiquitina ligasa) * * *, E2 transfiere Ub al residuo Lys de la proteína objetivo, y otras moléculas de Ub se conectan sucesivamente al residuo Lys de la molécula de Ub anterior para formar una cadena polimérica de ubiquitina (es decir, ubiquitinación);
4. La proteína objetivo de la ubiquitina es degradada por el cuerpo proteico y la Ub se despolimeriza en monómeros para su reutilización.
E3 (ubiquitina ligasa) suele ser un complejo compuesto por múltiples subunidades. Hay al menos dos tipos de E3 implicados en la regulación del ciclo celular:
- APC (que consta de al menos 8 subunidades), responsable de conectar Ub con las ciclinas de la fase M (A, B) y promover la transición a la metafase. etapa tardía;
-SCF (proteína skp1-Cullin-f-box, un complejo de tres proteínas) es responsable de conectar las proteínas del ciclo celular de la fase Ub y G1/S (como CyclingD y E, en S fase lo degradan) y algunos CKI.
Mecanismo de control del ensamblaje del huso:
-Las proteínas Cdc20 y Mad2 se ensamblan en células nadadoras. Cdc20 es un regulador positivo de APC; la combinación de Mad2 y Cdc20 puede inhibir la actividad de Cdc20 cuando los microtúbulos activos no capturan todas las partículas activas, APC no se puede activar (la metafase no se puede convertir en anafase);
- Después de que todas las partículas móviles son capturadas por los microtúbulos, Mad2 desaparece de las partículas móviles y se libera el efecto inhibidor de Cdc20, lo que promueve la activación de APC y degrada la Mciclina.
El 6 de octubre de 2010, el Comité Científico de la Real Academia Sueca anunció que el Premio Nobel de Química 2004 será otorgado a los científicos israelíes Aaron Siechanover y Avram He Avram Hershko y al científico estadounidense Owen Ross por su descubrimiento. de degradación de proteínas regulada por ubiquitina.
2.3.5 Regulación negativa del funcionamiento del ciclo celular
Las células pueden inhibir el funcionamiento del ciclo celular mediante al menos dos mecanismos diferentes:
1. sistema Los componentes dejan de sintetizarse: como en las células G0, la mayor parte de la ciclina y la Cdk desaparecen, lo que es especialmente evidente en los organismos multicelulares.
2. Los inhibidores de CDK (inhibidores de CDK, CDKI o CKI) impiden el ensamblaje o la actividad del complejo ciclina-Cdk;