Πώς τα ανθρώπινα κύτταρα συντονίζουν την έναρξη της αναπαραγωγής DNA
1. Συναρμολόγηση συμπλόκου αναστολής (προ-RC):Κατά την προετοιμασία για την αντιγραφή του DNA, τα σύμπλοκα προ-επαναλάσεως (προ-RCs) συναρμολογούνται σε συγκεκριμένες περιοχές του DNA που ονομάζεται Origins of Replication (ORIS). Αυτά τα σύμπλοκα αποτελούνται από διάφορες πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένου του συμπλέγματος αναγνώρισης προέλευσης (ORC), CDC6, CDT1 και της ελικάσης συντήρησης minichromosome (MCM). Ο σχηματισμός του Pre-RCS σηματοδοτεί τις πιθανές θέσεις εκκίνησης για αναπαραγωγή.
2. Ρύθμιση του σχηματισμού προ-RC:Ο σχηματισμός των προ-RCs ρυθμίζεται αυστηρά για να αποφευχθεί η μη προγραμματισμένη αντιγραφή. Τα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου, όπως το σημείο ελέγχου G1/S, βεβαιωθείτε ότι το συγκρότημα προ-RC συμβαίνει μόνο όταν το κύτταρο είναι έτοιμο να εισέλθει στη φάση S του κυτταρικού κύκλου. Οι εξαρτώμενες από την κυκλίνη κινάσες (CDKs) και άλλες ρυθμιστικές πρωτεΐνες διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον έλεγχο του χρόνου του σχηματισμού προ-RC.
3.DNA Helicase Loading:Μόλις συναρμολογηθούν οι προ-RCs, η ελικόση MCM πρέπει να φορτωθεί στο DNA για να αρχίσει να ξετυλίγει τη διπλή έλικα και να δημιουργεί πιρούνια αναπαραγωγής. Αυτή η διαδικασία ρυθμίζεται από δύο παράγοντες:το σύμπλοκο CDC45-MCM-GINS (CMG) και τον παράγοντα αδειοδότησης DNA (RLF). Το σύμπλεγμα CMG βοηθά στη φόρτωση της ελικάσης MCM στο DNA, ενώ το RLF εξασφαλίζει ότι κάθε προέλευση έχει άδεια μόνο μία φορά ανά κυτταρικό κύκλο.
4. Σχηματισμός πιρούνι πυροδότησης και αναπαραγωγής:Η πραγματική έναρξη της αντιγραφής του DNA, γνωστή ως πυροδότηση προέλευσης, εμφανίζεται όταν ενεργοποιηθεί η ελικόση CMG. Δύο ελικάσες CMG συνδέονται με την προέλευση και αρχίζουν να χαλαρώνουν το DNA, σχηματίζοντας πιρούνια αναπαραγωγής. Αυτή η διαδικασία εκκαθάρισης εκθέτει το μονόκλωνο πρότυπο DNA, επιτρέποντας στις πολυμεράσες DNA να δεσμεύουν και να αρχίσουν να συνθέτουν νέους κλώνους DNA.
5. Μηχανισμοί ελέγχου σημείων:Σε όλη τη διαδικασία εκκίνησης της αναπαραγωγής, διάφοροι μηχανισμοί ελέγχου σημείων ελέγχου παρακολουθούν την πιστότητα και την εξέλιξη της αντιγραφής του DNA. Τα σημεία ελέγχου Intra-S και G2/M εξασφαλίζουν ότι η αναπαραγωγή του DNA ολοκληρώνεται με ακρίβεια πριν το κύτταρο προχωρήσει στο επόμενο στάδιο του κυτταρικού κύκλου. Αυτά τα σημεία ελέγχου μπορούν να σταματήσουν την έναρξη της αντιγραφής ή τη σύλληψη της εξέλιξης του κυτταρικού κύκλου εάν ανιχνευθούν προβλήματα ή βλάβη του DNA.
Συντονίζοντας την έναρξη της αντιγραφής του DNA μέσω αυτών των περίπλοκων ρυθμιστικών μηχανισμών, τα ανθρώπινα κύτταρα μπορούν να εξασφαλίσουν την ακριβή επικάλυψη του γενετικού τους υλικού και να διατηρήσουν τη γονιδιωματική σταθερότητα, η οποία είναι απαραίτητη για την κατάλληλη κυτταρική λειτουργία και ανάπτυξη.
