Πώς τα ανθρώπινα κύτταρα συντονίζουν την έναρξη της αναπαραγωγής DNA
1.
-Πριν αρχίσει η αντιγραφή του DNA, σχηματίζονται σύμπλοκα προ-αναπαραγωγής (προ-RCs) σε συγκεκριμένες θέσεις που ονομάζονται προέλευση της αναπαραγωγής.
-Τα προ-RC αποτελούνται από διάφορες πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένου του συμπλέγματος αναγνώρισης προέλευσης (ORC), του κύκλου 6 κυτταρικής διαίρεσης (CDC6) και του συγκροτήματος ελικάσης μίνι-χρωμοσωμάτων (MCM).
2. Ενεργοποίηση CDC25 και CDKS:
- Η έναρξη της αντιγραφής του DNA ρυθμίζεται από τα σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου, τα οποία διασφαλίζουν ότι οι συνθήκες είναι ευνοϊκές για την αναπαραγωγή.
- Τα σημεία ελέγχου ενεργοποιούν τις πρωτεϊνικές φωσφατάσες όπως το CDC25, οι οποίες απομακρύνουν τις ανασταλτικές φωσφορικές ομάδες από εξαρτώμενες από κυκλίνη κινάσεις (CDKs).
- Το CDK2 σχηματίζει ένα σύμπλεγμα με κυκλίνη Ε και το CDK1 σχηματίζει ένα σύμπλεγμα με κυκλίνη Α. Αυτά τα σύμπλοκα CDK είναι ζωτικής σημασίας για την προώθηση της μετάβασης στη φάση S και την έναρξη της αντιγραφής του DNA.
3. Δραστηριότητα κινάσης εξαρτώμενη από κυκλίνη:
-Μόλις ενεργοποιηθεί, οι εξαρτώμενες από την κυκλίνη κινάσες φωσφορυλιώνουν διάφορα συστατικά του προ-RC, οδηγώντας στην πρόσληψη πρόσθετων πρωτεϊνών και την αναδιαμόρφωση του προ-RC σε ένα λειτουργικό διχαλωτό.
- Τα συμβάντα φωσφορυλίωσης από CDKs ενεργοποιούν τη φόρτωση της ελικάσης MCM πάνω στο DNA και την εκκαθάριση της διπλής έλικας, επιτρέποντας την έναρξη της αναπαραγωγής.
4.
- Το σύμπλεγμα Helicase MCM εκτοξεύει το διπλό DNA στην προέλευση της αναπαραγωγής, δημιουργώντας μια "φυσαλίδα αναπαραγωγής" όπου τα πιρούνια αναπαραγωγής μπορούν να επεκτείνουν αμφίδρομα.
- Οι τοποϊσομεράσες βοηθούν στην ανακούφιση του στρεπτικού στρες που προκαλείται από την εκκαθάριση του DNA με το σπάσιμο και την επανένταξη των κλώνων DNA, επιτρέποντας την εξέλιξη της ομαλής εκκαθάρισης DNA και της αναπαραγωγής.
5. Παράγοντες αναπαραγωγής και πολυμεράσες ϋΝΑ:
-Παράγοντες αναπαραγωγής, όπως πρωτεΐνες δέσμευσης DNA μονής κλώνης (SSBS) και πρωτεΐνη Α (RPA), βοηθούν στη σταθεροποίηση του ξεχασμένου DNA και αποτρέπουν την πρόωρη επανένταξη.
- Οι πολυμεράσες ϋΝΑ, συμπεριλαμβανομένης της πολυμεράσης ϋΝΑ α, δ και ε, είναι υπεύθυνες για τη σύνθεση νέων κλώνων ϋΝΑ. Προσθέτουν νουκλεοτίδια στις αναπτυσσόμενες αλυσίδες DNA, χρησιμοποιώντας τα γονικά DNA κλώνοι ως πρότυπα.
6. Συντονισμός των πιρούνι αναπαραγωγής:
- Πολλαπλές πιρούνι αναπαραγωγής δημιουργούνται κατά μήκος κάθε χρωμοσώματος κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής του DNA.
- Η πυροδότηση της προέλευσης και η εξέλιξη των πιρουνιών αντιγραφής συντονίζονται για να εξασφαλιστεί ότι ολόκληρο το γονιδίωμα αναπαράγεται αποτελεσματικά. Αυτός ο συντονισμός περιλαμβάνει ρυθμιστικούς παράγοντες και μηχανισμούς για την πρόληψη των συγκρούσεων μεταξύ των πιρούνι αντιγραφής.
Συνολικά, η έναρξη της αντιγραφής του DNA σε ανθρώπινα κύτταρα είναι μια πολύπλοκη και λεπτή ενορχηστρωμένη διαδικασία που βασίζεται στην αλληλεπίδραση πολυάριθμων πρωτεϊνών και ρυθμιστικών οδών. Ο σωστός συντονισμός αυτών των συμβάντων διασφαλίζει ότι η αντιγραφή του DNA είναι ακριβής, αποτελεσματικός και συγχρονισμένος με άλλες κρίσιμες κυτταρικές διεργασίες.
