چرخه سلولی
مرکز یادگیری سایت تبیان - مرجان سلیمانیان
در مطلب قبل آموختید هسته سیستم کنترل چرخه سلولی شامل یک سری از کمپلکس های سایکلین CDK می باشد. در اینجا چگونگی ورود به چرخه سلولی را بررسی می کنیم.
عملکرد سیستم کنترل چرخه سلولی
- سیستم کنترل چرخه سلول با فعال ساختن و غیر فعال ساختن پروتئین ها ) که همانندسازی DNA ، میتوز و سیتوکینز را تنظیم می کنند ( چرخه سلول را اداره می کند.
- فعالیت پروتئین ها با فسفریلاسیون و دفسفریلاسیون توسط کینازها و فسفاتازها، تنظیم می شود.
تقسیم سلول و پیشرفت در چرخه سلولی عموما خود به خود و به طور مداوم صورت نمی گیرد، بلکه با محرک های بیرونی مانند فاکتورهای رشد و نیز میزان دسترسی به مواد غذایی کنترل می شود.
غالبا اگر حضور فاکتورهای تحریک کننده رشد کوتاه مدت باشد، سلول مجددا به حالت خفته باز می گردد و در چرخه سلولی پیشرفت نمی کند. در مقابل، اگر زمان حضور فاکتور رشد به اندازه ای باشد که سلول به نقطه محدود کنندگی برسد، ادامه چرخه سلول مستقل از فاکتور رشد است. به عبارت دیگر، با عبور از نقطه محدود کنندگی چرخه سلولی، سلول متعهد به ادامه چرخه می شود.
برای مثال، اثر فاکتور رشد PDGF را در نظر می گیریم این فاکتور رشد به گیرنده خود در سطح سلول که یک تیروزین کیناز گیرنده است متصل می شود و آن را فعال می کند. در نتیجه فعال شدن گیرنده، مسیر MAP کیناز به واسطه Ras فعال می شود.
MAP کیناز (ERK) می تواند انواعی از فاکتورهای رونویسی را فعال کند. این فاکتورها بلافاصله بیان تعداد زیادی از ژن ها موسوم به ژن های پاسخ سریع را تحت تاثیر قرار می دهند.
بسیاری از این ژن ها خود رمز کننده فاکتورهای رونویسی مانند (Fos, Jun و Myc) می باشند. این فاکتورها نیز می توانند به نوبه خود بیان ژن های دیگری موسوم به ژن های پاسخ سریع تاخیری را تحریک نمایند. ژن های رمز کننده سایکلین D، CDK4 و CDK6 و یک فاکتور رونویسی دیگر به نام E2F از جمله این ژن ها می باشند: کمپلکس سایکلین D با CDK4 یا CDK6 (CDK4/6-D) کمپلکس عمده میانه فاز G1 است.
E2F هم یک فاکتور رونویسی است که می تواند بیان پروتئین هایی از جمله اجزای کمپلکس سایکلین CDK2-E که کمپلکس عمده اواخر فاز G1 است و کمپلکس سایکلین CDK2-A که کمپلکس عمده فاز S است را تحریک کند.
هر کدام از کمپلکس های سیکلین- Cdk بر پروتئین های هدف متفاوتی عمل می کنند و بنابراین هر کمپلکس مرحله خاصی را درچرخه سلول شروع می کند.
به طور کلی اتصال فاکتور رشد باعث فعال شدن کمپلکس سایکلین-CDK میانه فاز G1 و اما مداوم بودن حضور فاکتور رشد چه تاثیری در عبور از نقطه محدود کنندگی دارد؟ پروتئینی به نام Rb با اتصال به E2F مانع از عمل آن در فعال کردن رونویسی از ژن های هدفش می شود و حتی می تواند بیان این ژن ها را مهار کند.
جالب است که Rb سوبسترایی برای کمپلکس سایکلین CDK4/6-D است و توسط آن فسفریله می شود. فسفریلاسیون Rb منجر به جدا شدن آن از E2F می شود. E2F اکنون رونویسی از ژن های رمز کننده اجزای کمپلکس سایکلین CDK2-E را فعال می کند. از طرفی E2F فعال کننده بیان ژن رمز کننده خودش نیز می باشد. در نتیجه E2F بیشتری تولید می شود. به عنوان نمونه دیگری از بازخورد مثبت، کمپلکس سایکلین CDK2-E نیز باعث فسفریلاسیون بیشتر پروتئین Rb می شود و E2F بیشتری را فعال می کند.
در نتیجه اگر مدت زمان تحریک توسط فاکتور رشد کافی باشد، این حلقه های بازخورد مثبت می توانند فعالیت کمپلکس سایکلین CDK2-E را به اندازه کافی افزایش و سلول را از نقطه محدود کنندگی عبور دهد.
منبع: http://biolife.blogfa.com https://www.google.com
تنظیم کننده:محبوبه همت
