سلولی

چرخه سلولی و سایکلین ها

بررسی چرخه سلولی و سیکل سلولی

برای روند سیکل سلولی و پیشرفت (progression) این چرخه دو گروه پروتئینی مهم به نام سیکلین (CYCLIN) و CDK یا Cyclin-dependent kinase نیاز می باشد.  

هر فاز چرخه سلولی، سایکلین اختصاصی خودش را می خواهد. بنابراین هر سیکلین با CDK اختصاصی خودش کمپلکس می شود.

  • G0 (Cyclin D/CDK4 or 6 )
  • G1 (Cyclin C / CDK2 ) 
  • S (Cyclin A / CDK2 )
  • G2 (Cyclin B / CDK1 )
  • M

هر کدام از این کمپلکس ها فقط همان مرحله را جلو می برد. مثلا اگر سایکلین B بیان شود هرگز G2 M نخواهیم داشت. نیمه عمر سایکلین ها پایین بوده، پس پروتئین های ناپایداری می باشند. در هر سیکل و هر فاز به وجود آمده و سریعا از بین می رود. در واقع نام چرخه یا cycle از این موضوع گرفته شده است. (translation و degradation )

بررسی چرخه سلولی و سیکل سلولی
چرخه سلولی

سایکلین ها و نیمه عمر سایکلین ها در چرخه سلولی

فرض محال بگیریم نیمه عمر سایکلین ها از ۱ تا ۲۰ دقیقه باشد. بالای ۲۰ دقیقه را نیمه عمر بالا و پایین آن را نیمه عمر پایین می گوئیم. پس اگر چه سیکلین ها نیمه عمر پایین تری دارند اما نیمه عمر پایین نیز خود به ۲ گروه تقسیم می شوند:

  • ۱-LOW HALF-LIFE
  • ۲-HIGH HALF-LIFE

نیمه عمر LOW در C-terminal خود پروتئینی به نام PEST BOX دارند که تحت تاثیر سرتونین کیناز ها قرار گرفته، فسفریله شده و باعث degradation برای PEST BOX می شوند.

برای تخریب نیمه عمر بالا در N-terminal ترمینال خود یک destruction box وجود دارد که این هم تحت تاثیر پروتئاز ها قرار و در degradation سیکلین ها نقش دارد. اما (PEST BOX) سریع تر تحت تاثیر degradation قرار می گیرد.

در مقابل CDK ها پروتئین های پایدار دارند زمانی که سیلکین ها وجود ندارند توسط یک inhibitor مهار می شوند تا سیکلین حاضر شود و کمپلکس شکل بگیرد تا progression cycle اتفاق بیفتد.

بررسی چرخه سلولی و سیکل سلولی
کمپلکس های مختلف سیکلین CDK فازهای چرخه سلولی را شروع و کنترل می کنند

مرحله G0 در چرخه سلولی

مسیر سیگنالینگ علی رغم حضور فاکتور رشد القا (induce) نمی شود. GF به سطح سلول G0 متصل و به مرحله G1 در ادامه translate می شود.

بنابریان برای ,S, G1 G0 به Cyclin نیاز می باشد. پس GF باعث انتقال Cyclin D ناپایدار می شود تا CDK4/6 توسط مهارکننده INK یا cyclin-dependent kinase inhibitors (CKIs) مهار شده است. وقتی Cyclin D حاضر شد، CDK4/6 وابستگی خود را به INK از دست داده و کمپلکس (Cyclin D/CDK4) را تشکیل و به فرم فسفریله تبدیل می شود.

اگر DNA damage داشته باشیم باعث فعال شدن P53 شده که خود فعالیت translation factor را دارد و باعث Transcription پروتئین P21 می گردد و P21 مهار (Cyclin D/CDK4) را انجام می دهد.

نکنه: بنابراین در صورت بروز DNA damage نگران کننده نیست چون P21 این کمپلکس را مهار می کند و سلول به G0  بر می گردد. P53 همزمان پروتئین (MPM2) را فعال می کند که translate می شود. خود MPM2 باعث مهار P53 می گردد. در نتیجه MPM2 به خودی خود یک negative factor ایجاد می کند.

TGFB باعث فعال شدن ۲ پروتئین به نام های P15 و P27 شده که هر دو باعث کمپلکس (Cyclin D/CDK4 / 6 ) می شوند. نکته بسیار مهم این است که، سیکل سلولی یا چرخه سلول فرآیند شدیدا کنترل شده است که اگر این کنترل بر هم بخورد باعث proliferation apoptosis می شود. در صورت اختلال یا جهش در هر کدام از این روند ها سلول به سمت سرطانی شدن می رود.

بررسی چرخه سلولی و سیکل سلولی
امواج بیان و تخریب سیکلین باعث پیشرفت منظم چرخه سلولی می شود.

مرحله G1 در چرخه سلولی

با تبدیل مرحله G1 به مرحله S ، که برای آن CDK2 پایدار مورد نیاز است که توسط مهار کننده CIP/KIP The CIP/KIP (CDK interacting protein/Kinase inhibitory protein) مهار شود.

برای این که Cyclin E وارد شود فاکتور E2F نیاز داریم که می تواند Cyclin E را وارد چرخه سلولی کند. E2F توسط پروتئین به نام retinoblastoma (Rbprotein مهار می گردد. بنابراین باید protein RB از E2F جدا شود تا Cyclin E توسط E2F فعال شود. از طرفی کمپلکس (Cyclin D/CDK4 / 6 ) باعث فسفریله شدن پروتیئن های RB می شوند. RB فسفریله از E2F جدا و E2F آزاد شده و Cyclin E را فعال می کند. در این حالت، زمانی که Cyclin E فعال شد CDK2 آزاد و در نتیجه کمپلکس (CYCLINE/CDK2) فسفریله شده که این امر برای تبدیل به مرحله G1 نیاز می باشد.

  • نکته ۱: کمپلکس (Cyclin E / CDK2) می تواند protein RB را فسفریله کرده و باعث فعال شدن E2F گردد که در ادامه E2F و CYCLIN E فعال و ایجاد positive feedback شود.
  • نکته ۲:گفته می شود خود کمپلکس (Cyclin D/CDK4 / 6 ) به تنهایی باعث فعال شدن E2F و نهایتا ایجاد کمپلکس (Cyclin E / CDK2) شود.
  • نکته ۳: کمپلکس به نام CH/CDK7 نیز وجود دارد که می تواند باعث فعال شدن کمپلکس (Cyclin E / CDK2)
  • شود.

مرحله G2 در چرخه سلولی

تبدیل S به G2 نیز از همین طریق فعال است چون E2F یک translation factor می باشد. E2F هم وقتی فعال شده Cyclin A نیز فعال می شود و Cyclin A با CDK2 کمپلکس برقرار کرده و باعث تبدیل مرحله S چرخه سلولی به مرحله G2 می شود.

مرحله M در چرخه سلولی

برای تبدیل مرحله G2 به مرحله M چرخه سلولی، به CKB نیاز می باشد که بتواند با (CDK) کمپلکس دهد. از جمله عوامل این فعالیت (CH/CDK7) می باشد. عامل دیگر که باعث فعال شدن این کمپلکس می شود CDK25 است.

اگر DNA damage رخ دهد دو پروتئین به نام ATM و ATP  نیز فعال می شود که ATM یک CHECK POINT KIONS را فعال می کند که باعث فعال شدن P53 می شود. P53 نیز باعث تبدیل به پروتئین مهاری P21 می گردد.

P53 باعث فعال شدن پروتئینی به نام (gadd45) شده که نهایتا کمپلکس (Cyclin D/CDK4 / 6 ) را مهار می کند. از طرفی P53 باعث فعال شدن پروتئین به نام (۱۴-۳-۳-δ) می شود که این نیز باعث مهار  (Cyclin D/CDK4 / 6 ) می گردد.

مطالب مرتبط: بررسی چرخه‌ سلولی یا سیکل سلولیعوامل تاثیر گذار بر سلول‌های کشت داده شدهتمایز پیری سلولی و اجزای محیط کشت
خدمات مرتبط: خدمات سلولیمحیط های کشت تمایزیداربست های مهندسی بافت

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

8 − هشت =

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا