ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

ما دور بروتينات السايكلين في الخلية
ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

مقدمة حول ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

في المقالة هذه سنتناول ما دور بروتينات السايكلين في الخلية، نظرنا في سبب تحولات دورة الخلية: العوامل التي تراها الخلية عند تحديد ما إذا كان سيتم المضي قدمًا خلال دورة الخلية أم لا. وتشمل هذه الإشارات الخارجية (مثل الإشارات الجزيئية) والإشارات الداخلية (مثل تلف الحمض النووي) تعمل مثل هذه الإشارات عن طريق تغيير نشاط منظمات دورة الخلية الأساسية داخل الخلية. يمكن أن تتسبب منظمات دورة الخلية الأساسية هذه في حدوث أحداث رئيسية ، مثل تكرار الحمض النووي أو فصل الكروموسوم. كما أنهم يتأكدون من أن أحداث دورة الخلية تتم بالترتيب الصحيح وأن مرحلة واحدة (مثل G_1  بدء منخفض ، 1 ، نهاية منخفض) يؤدي إلى بدء المرحلة التالية (مثل S). في هذه المقالة ، سنلقي نظرة على عدد قليل من أهم منظمات دورة الخلية الأساسية: بروتينات تسمى السايكلين ، والإنزيمات تسمى Cdks ، ومركب إنزيم يسمى APC / C. والان كونوا معنا لمعرفة ما دور بروتينات السايكلين في الخلية.

ما هو السايكلين؟

 ) السايكلين (Cyclin هي عائلة من البروتينات التي تتحكم في تقدم الخلية خلال دورة الخلية عن طريق تنشيط إنزيمات كيناز (CDK) المعتمدة على السايكلين Cyclin أو مجموعة من الإنزيمات المطلوبة لتكوين دورة الخلية. يعتبر السيكلنز من أهم منظِّمات دورة الخلية الأساسية. السيكلنز عبارة عن مجموعة من البروتينات ذات الصلة ، وهناك أربعة أنواع أساسية موجودة في البشر ومعظم حقيقيات النوى:

 بدء منخفض ، 1 ، نهاية منخفض سيكلنس ، جي_

بدء منخفض ، 1 ، نهاية منخفض/ S سيكلنز ، سيكلنز ، سيكلنس.

كما تشير الأسماء ، يرتبط كل سايكلين بمرحلة معينة ، أو انتقال ، أو مجموعة من المراحل في دورة الخلية ويساعد على دفع أحداث تلك المرحلة أو تلك الفترة. على سبيل المثال ، يعزز M cyclin أحداث المرحلة M ، مثل انهيار الغلاف النووي وتكثيف الكروموسوم.

 

ما دور بروتينات السايكلين في الخلية

من أجل دفع دورة الخلية إلى الأمام ، يجب على السايكلين cyclin تنشيط أو تعطيل العديد من البروتينات المستهدفة داخل الخلية. يقود  السايكلين  Cyclins أحداث دورة الخلية من خلال الشراكة مع عائلة من الإنزيمات تسمى kinases المعتمدة على cyclin  السايكلين ( Cdks ). إن قرص Cdk الوحيد غير نشط ، ولكن ربط السايكلين  cyclin ينشطه ، مما يجعله إنزيمًا وظيفيًا ويسمح له بتعديل البروتينات المستهدفة. كيف يعمل هذا؟ Cdks هي كينازات ، إنزيمات تقوم بفوسفوريلات (تعلق مجموعات الفوسفات) بروتينات مستهدفة محددة. تعمل مجموعة الفوسفات المرفقة كمفتاح ، مما يجعل البروتين المستهدف أكثر أو أقل نشاطًا. عندما يرتبط السايكلين cyclin بـ Cdk ، يكون له تأثيران مهمان: إنه ينشط Cdk ككيناز ، ولكنه أيضًا يوجه Cdk إلى مجموعة معينة من البروتينات المستهدفة ، وهي مناسبة لفترة دورة الخلية التي يتحكم فيها cyclin. على سبيل المثال ، G_1

بدء منخفض ، 1 ، نهاية منخفض يرسل C / C cyclins السايكلين  Cdks إلى أهداف المرحلة S (على سبيل المثال ، تعزيز تكاثر DNA) ، بينما يرسل C cyclins Cdks إلى أهداف المرحلة M (على سبيل المثال ، تكسر الغشاء النووي). واليكم ادناه رسم تخطيطي مبسط يوضح كيف تعدل السيكلونات نشاط Cdks.  اللوحة اليسرى (بدون سيكلين): لا يوجد سيكلين موجود ، Cdk غير نشط ، والأهداف الخاصة بانتقال G1 / S ليست فسفورية.  لا يحدث شيء ، وتبقى عوامل طور S "معطلة".  اللوحة اليمنى (+ G1 / S cyclin): G1 / S cyclin موجود ويرتبط بـ Cdk.  إن Cdk نشط الآن ويقوم بإفساد العديد من الأهداف الخاصة بانتقال G1 / S.  تتسبب الأهداف الفسفورية في تنشيط إنزيمات تكرار الحمض النووي ، وتبدأ المرحلة S. اللوحة اليسرى (بدون سيكلين): لا يوجد سيكلين موجود ، Cdk غير نشط ، والأهداف الخاصة بانتقال G1 / S ليست فسفورية. لا يحدث شيء ، وتبقى عوامل طور S "معطلة". اللوحة اليمنى (+ G1 / S cyclin): G1 / S cyclin موجود ويرتبط بـ Cdk. إن Cdk نشط الآن ويقوم بإفساد العديد من الأهداف الخاصة بانتقال G1 / S. تتسبب الأهداف الفسفورية في تنشيط إنزيمات تكرار الحمض النووي ، وتبدأ المرحلة S. بشكل عام ، تظل مستويات Cdk ثابتة نسبيًا عبر دورة الخلية ، ولكن نشاط Cdk والبروتينات المستهدفة يتغير مع ارتفاع مستويات السيكلات المختلفة وانخفاضها. بالإضافة إلى الحاجة إلى شريك cyclin ، يجب أيضًا أن يكون Cdks فسفوريًا على موقع معين من أجل أن يكون نشطًا (غير موضح في الرسوم البيانية في هذه المقالة) ، ويمكن أيضًا تنظيمه بشكل سلبي عن طريق الفسفرة لمواقع أخرى^ {3،4}  يتم الحفاظ على Cyclins و Cdks بشكل تطوري للغاية ، مما يعني أنها موجودة في العديد من الأنواع المختلفة من الأنواع ، من الخميرة إلى الضفادع إلى البشر. تختلف تفاصيل النظام قليلاً: على سبيل المثال ، تحتوي الخميرة على قرص Cdk واحد فقط ، بينما لدى البشر والثدييات الأخرى أقراص Cdks متعددة تُستخدم في مراحل مختلفة من دورة الخلية. (نعم ، هذا النوع من الاستثناء لقاعدة "Cdks لا تتغير في المستويات"!) لكن المبادئ الأساسية متشابهة تمامًا ، بحيث يمكن العثور على Cdks وأنواع مختلفة من السيكلانات في كل نوع^ 5