3.4 Celcyclus en Gevolgen van Foutieve Celcyclus Regulatie Flashcards
Wat zijn de fasen van de celcyclus?
G1 fase:
- Fysieke groei van de cel
- Restrictiepunt: Besluit om replicatie te starten
S-fase:
- Duplicatie van de chromosomen
G2 fase:
- Voorbereiding op de celdeling
M-fase:
- Celdeling
Celcyclus duurt ongeveer 24 uur
Wat zijn de genen van de celcyclus?
- Cyclines
- Cycline afhankelijke kinases (CDKs)
- Cycline afhankelijke kinase remmers (CKIs)
Welke Cycline hoort bij fase G1 en wat doet het?
Cycline D
Activatie van de celcyclus in G1 (Na groeisignaal)
Wat doet Cycline E?
Overgang naar en voortgang van S-fase
Welke Cycline hoort bij fase S en wat doet het?
Cycline A
Progressie door de S-fase (DNA duplicatie)
Welke Cycline hoort bij fase G2 en wat doet het?
Cycline B
Overgang van G2 naar de M-fase
Wat doen Cyclines?
Ze controleren de voortgang van de celcyclus door activering van Cyclin-Dependent Kinase (CDK) enzymen
Cycline D verloopt gedurende alle fases wel een beetje
Cycline E heeft een piek in de S-fase (Ook deels G1)
Cycline A heeft een piek tijdens G2 (Ook deels S)
Cycline B heeft een piek tijdens de M-fase (Ook deels G2)
Wat zijn CDKs?
Ze fosforyleren eiwitten die nodig zijn voor de celcyclus progressie
Ze zijn continu aanwezig en alleen actief in complex met cyclines (Fasering)
Welke CDK activeert Cycline D en welke Cycline E en A?
Cycline D activeert CDK4
Cycline E en A activeren CDK2
Cycline B activeren CDK1
Welke CKIs zijn er en wat remmen ze?
CKI: p16ink4a
- Remt Cycline D en CDK4
CKI: p21
- Remt Cycline E en CDK2
CKIs zorgen dat de cel de kans heeft DNA schade te herstellen (rust moment)
Wat doen CKIs?
- Binden aan Cycline/CDK complexen
- Remmen kinase activiteit
- Voornamelijk in G1-fase of na signalen van buiten de cel of na DNA schade
Welke 5 celcyclus checkpoints zijn er?
1) Restrictiepunt (G1): Wel/niet meer delen? Specialiseren?
2) G1/S: DNA schade?
3) Intra-S: DNA schade?
4) G2/M: DNA schade? Replicatie volledig?
5) Anafase: Chromosomen goed gerangschikt?
Welke eiwitten zijn van belang bij de verschillende checkpoints?
- Restrictie punt: RB
- G1/S: p53
- Intra-S: ATM
- Anafase: BUB1
Hoe wordt ervoor gezorgd dat een cel gaat delen?
Groeifactor bindt aan een receptor (Celmembraan). Er worden signalen doorgegeven naar de kern (Cytoplasma -> Kern). Genen die betrokken zijn bij de celdeling worden geactiveerd
Wat is een voorbeeld van een restrictiepunt?
Groeisignaal EGF bindt aan de receptor.
RAS eiwit geeft het signaal door. Het niveau van Cycline D gaat omhoog waardoor Cycline D/CDK4 actief wordt
E2F is inactief als het gebonden is aan pRB. Cycline D/CDK4 fosforyleert RB waardoor transcriptiefactor E2F actief wordt
E2F is nodig voor regulatie van expressie van de genen die nodig zijn in de S-fase
E2F schakelt Cycline E aan die nodig is voor de overgang naar de S-fase. Het schakelt ook p16 aan (CKI) wat Cycline D/CDK4 remt
Hoe werkt checkpoint G1/S?
Als er bij een normale cel DNA schade komt gaat p53 (transcriptiefactor) eiwit niveau omhoog
p21 gen (CKI) wordt afgeschreven waardoor Cycline E/CDK2 geremd wordt en er een G1/S arrest is wat de cel de tijd geeft om de schade te herstellen
Hoe gaat het G1/S checkpoint als er een mutant p53 cel is (Bij kanker bijvoorbeeld)?
Er is schade. p53 eiwit niveau gaat nu niet omhoog.
Er wordt nu geen p21 geproduceerd waardoor Cycline E/CDK2 niet geremd worden. Er is nu geen G1/S arrest waardoor de schade niet verholpen kan worden en er replicatie is van beschadigd DNA -> Mutaties
Hoe gaat het Intra-S checkpoint?
In een normale cel zal bij DNA schade ATM gen geactiveerd worden. Hierdoor zal CHK2 geactiveerd worden wat zorgt voor Cycline A/CDK2 inactivatie
Hierdoor is er een remming van DNA synthese in S-fase van de cellen
Hoe ziet de Intra-S checkpoint eruit bij een mutant ATM cel?
Er is nu na DNA schade geen ATM kinase
Er is geen CHK2 activatie waardoor Cycline A en CDK2 actief zal blijven. Er zal replicatie zijn van beschadigd DNA en mutaties kunnen ontstaan
Er ontstaat Radioresistente DNA Synthese (RDS) fenotype
Wat is Ataxia Telangiectasia (AT)?
Mensen met een defect ATM gen
Zijn overgevoelig voor:
- Röntgenstralen
- Kanker predispositie
- Progressieve Ataxia
Hoe kan een Intra-S checkpoint defect gemeten worden?
Via Radioresistente DNA Synthese (RDS)
In de normale situatie als er schade is, is er remming van de DNA synthese. Thymidine is een radioactieve bouwsteen en zal dus laag zijn bij schade
Bij AT patiënten (Bijvoorbeeld defect ATM), is de radioactieve Thymidine hoog omdat de DNA synthese niet is gestopt
Hoe gaat de anafase checkpoint?
Microtubuli binden aan de centromeer (Kinetochore) en aan een centrosoom. Er wordt een mitotische spindle gevormd
De centrosomen trekken de chromosomen uit elkaar
In de kinetochoor zitten spanningsgevoelige eiwitten welke detecteren of de microtubuli gebonden zijn en of er spanning op staat.
Als de microtubuli niet goed gebonden zijn moet de mitose gestopt worden (Anafase checkpoint)
Wat zijn voorbeelden van spanningsgevoelige eiwitten?
- MAD1
- BUB1
Wat gebeurd er bij een anafase checkpoint defect?
Bijvoorbeeld een BUB1 defect (Spanningsgevoelige eiwit)
Leidt tot Aneuploidie: 1 cel krijgt dan meer chromosomen en de andere minder
