Cellcykeln

Question 1

Hur definerar du cellcykeln?

Answer 1

Den process en cell löper för att dela sig till 2 nya celler

Question 2

Vilka faser har en cellcykel?

Answer 2

G1, S, G2 (interfas) och M-fas (mitos)

Question 3

Kan längden av en cellcykel samt dess faser variera?

Answer 3

Ja, beroende på organism eller syfte.

Question 4

Vad är de som genrellt står för registrering av cellcykeln och ser till att den sker felfritt?

Answer 4

Nätverk av proteiner som reglerar tidtagning och samordning av händelser I cellcykel att säkerställa felfri celldelning.

Question 5

Vilka faser består mitosen av?

Answer 5

1. Interfas
2. Profas
3. Pro-metafas
4. Metafas
5. Anafas
6. Telofas
7. (Cytokines)

Question 6

Vilka proteiner regleras cellcykeln av?

Answer 6

CDK: Cyclin beroende kinas

Familj av proteiner som fosforylerar andra proteiner vid specifik aminosyror (Serin, Tyrosin, Treonin) och därmed ändrar deras struktur och function.

Cyclin: Binder och bidrar till CDK aktivitetet

Question 7

Hur leds övergångar i cellcykeln i rätt riktning?

Answer 7

Periodiska förändringar I aktivitetet av olika Cdk/Cyklin komplexer

Question 8

På vilka sätt Cdk aktivitet kan regleras?

Answer 8

• Cykliners periodisk syntes och interaktioner med motsvarande Cdk.
• Nedbrytning av cyklin.
• Fosforylering /defosforylering av Cdk.
• Interaktion med CDK-inhibitorer (e.g p21)

Question 9

Celler går inte alltid igenom cellcykeln, ge exempel

Answer 9

• Många celldelningar under embryonal utveckling.
• Mycket mindre och tätt kontrollerade celldelningar i en vuxen mänsklig kropp. Många differentierade, fungerande celler.
• Celler startar eller stoppar cellcykeln vid specifika punkter och som svar på specifika stimuli.

Question 10

Berätta om reglering av cellcyckeln (G0/G1 to S övergång) med Cdk

Answer 10

1. Extracelleulära tillväxtfaktorer (RAS/RAF/MAPK)
2. Cyclin D och CDK 4 bildar komplex
3. Checkpoint p16
4. Aktivering av E2F-responsiva gener via fosforylering och deaktivering av RB
5. Cyclin E
6. cyclin E-CDK2
7. p27 checkpoint
8. G1/S checkpoint

Question 11

Beskriv tvåstegsaktivering i G0/G1/S övergågen

Answer 11

Transkriptionell aktivering av cellcykel gener -> Aktivering av replikation origin.

Transkriptionell aktivering av cellcykel-gener:

• CDK4/6 och Cyklin D fosforylerar Rb och inaktiverar den
• Rb inhiberar normalt E2F, som är en transkriptionsfaktor, men nu sker ingen inhibering
• Istället uttrycks viktiga målgener vid replikation

Aktivering av replikationsorigin:

• När målgenerna uttrycks, kan replikationsorigin aktiveras
• Detta sker med hjälp av Cyklin E och CDK2

1. Ökad cyclin e syntes
2. degradering av p27
3. aktivering av mcm helikas
4. fosforylering av proteiner i orgin
5. -> s-fas

Question 12

Beskriv reglering av G2 / M övergången.

Answer 12

Huvudrollen har Cdk1 / CyclinB komplexet (MPF).

CyclinB mängd ökar gradvis genom G2 fas,

Cdk1- aktivitet snabbt ökar precis inom mitos.

* Reglering med fosforylering / defosforylering också

Tyr15 fosforylering görs med Wee1 kinas – hämmar Cdk1 aktivitetet

Defosforylering görs med Cdc25 fosfatas –ökar Cdk1 aktivitetet

Question 13

• Vilka kontrollpunkter (Checkpoints) finns i Cellcykeln?
• Varför finns dem?
• Övervaka processerna och stoppa cellcykeln. Hur?
• Vad kontrolleras?

Answer 13

Kontrolpunkter ser till att ingen cellcykelprogression är möjlig om en tidigare process inte är klar som den borde.

Övervaka processerna och stoppa cellcykeln. Hur? Ändrar Cdk-aktivitet.

Kontroller:

G1: cellstorlek, nutrients, tillväxtfaktorer, DNA skada

G2:Cell storlek, DNA replikation

mitosen: Kollar att kromosom attach to spindle

Question 14

DNA skada I S fas eller G2, vad sker?

Answer 14

• Om vi har single-stranded eller icke-replikerat DNA aktiveras Chk1 av ATR
• Om vi har en double-strand break i DNA:t aktiveras Chk2 av ATM

1. CDC 25 fosforyleras
2. CDK1 och CDK2 aktiveras ej (fosforylerade)
3. cellen stannar i G2

Question 15

DNA skada i G1 fas, vad sker?

Answer 15

1. Chk2 aktiveras av ATM
2. p53 blir stabilt (fosforylerat)
3. Nivåerna av p53 ökar, pågrund av ATM + Chk2 aktiviteten
4. p53 bildar p21 mRNA, som inhiberar CDK2/Cyklin E
5. Detta resulterar i att origins of replication i S-fasen inte aktiveras
6. p53 har även förmågan att få cellen i apoptos istället, beror på mängden skada

Question 16

Vad avgör om en cancer blir benign eller malign?

Answer 16

Effekten som cellernas mutationer får

Question 17

2. Cyklinberoende kinas aktivitet kan regleras på tre olika sätt under Cellcykel processen. Beskriv dessa sätt med tre exempel. (3p)

Answer 17

Kan regleras med Cyklin bindning, med fosforylering och med Cdk inhibitor proteiner.

1. För G1/S övergång behövs bland annat en ökning i Cyklin D nivå, och dess gen då aktiveras efter tillväxfaktorsignalering. Cyklin D binder till Cdk4 eller Cdk6 och därmed ökar Cdk4,6 aktivitet vilket senare leder till en ökning av Cyklin E nivå genom transkriptionell aktivering via E2F transkription faktor. Cyklin E binder till Cdk2 och komplexet fosforylerar vissa protiener i replikationskomplexet och därmed aktiverar DNA replikation och S fas börjar.
2. I G2/M övergång Cdk1/Cyklin B aktivitet regleras med fosforylering. Wee1 fosforyerar Cdk1 på Y15 och inhibiterar dess aktivitet redan i början av cellcykeln. CyklinB/Cdk1 komplex aktivitet därmed inte kan öka och kan då celler inte börjar mitos innan den är ”redo” för mitos, då Cdc25 protein defosforylerar Y15 och därmed aktvierar Cdk1/Cyklin B komplex som då fosforylerar sina målproteiner och mitos börjar.
3. I G1 fas när Cdk2/CyklinE aktivitet stiger och S fas skulle börja, DNA skada checkpoint hämmar CDk2/CyklinE aktivetet genom att en Cdk inhibitor, p21, binder till komplexet. P21 nivå ökning är en resultat av p53 beroende signalering.