Ch18 - The Cell-Devision Cycle Flashcards
Wat zijn de 4 fasen van de celcyclus?
- M fase
- Interfase
- G1 fase
- S fase
- G2 fase
De duur van een celdeling is afhankelijk van ..
het type weefsel en organisme
Celcyclus controle systeem -
Waar is het voor en waar zitten de checkpoints
Zorgt ervoor dat de processen in een bepaalde volgorde verlopen en dat het ene proces klaar is voor het volgende proces begint .
Checkpoints
- G1 naar S –> zijn de omstandigheden goed?
- G2 naar M –> is al het DNA gerepliceerd en is het DNA onbeschadigd?
- M –> zijn alle chromosomen aan spoeldraden gekoppeld?
Celcycluscontrolesysteem -
2 typen machinerie
- de ene produceert nieuwe componenten voor de cellen en de ander zorgt ervoor dat deze componenten op de juiste plek terecht komen.
- Het celcycluscontrolesysteem schakelt deze aan en uit op de juiste tijdstoppen mbv cyclin-dependant protein kinases (=Cdks)
- de processen worden gereguleerd dmv fosforylering en defosforylering van de eiwitten die bij de processen betrokken ijn (aan en uit zetten van de activiteit van de eiwitten)
- het aan en uitzetten is afhankelijk van cyclines –> moeten binden aan de kinases zodat ze actief kunnen worden en eiwitten kunnen (de)fosforyleren
Celcycluscontrolesysteem -
Cyclines
cyclines hebben zelf geen enzymatische activiteit maar binden aan de kinase zodat deze geactiveerd wordt
- cyclines heten zo omdat ze cyclisch aanwezig zijn tijdens de celcyclus. De cyclines worden meer tijdens de interfase (het complex wordt actief) en bij de mitose wordt het weer afgebroken.
De kinase concentratie blijft stabiel.
Celcycluscontrolesysteem -
soorten cyclines en Cdks
- M-cyclins vormen met Cdk het M-Cdk complex –> M fase activeert (=mitose induceren)
- S-cyclins vormen een S-Cdk complex –> S fase activeert (=start van de replicatie initieren)
- G1/S-cyclins vormen een G1/S-Cdk complex
Celcycluscontrolesysteem -
Cyclines op- en afbouw
M fase
Chromosomen zijn niet goed vastgemaakt aan de spoeldraden:
- Remmen van de APC/C activatie vertraagd de exit van mitose naar de G1 fase
- Cyclines worden op gebouwd door transcriptie en translatie
- Worden abrupt afgebroken door anaphase promoting complex of cyclosome (APC/C)
- APC/C markeert (=ubiquitineerd) het eiwit voor vernietiging –> eiwit wordt afgebroken en Cdk wordt inactief
Celcycluscontrolesysteem -
Activiteit complexen
G2 naar M fase
DNA replicatie niet voltooid / DNA beschadigd:
- Remming van het activerende phosphatase Cdc25 blokkeert de overgang naar mitose
- Complexen worden meestal actief voor een korte tijd tijd
- Complex wordt geinhibeerd door remmende fosfaatgroepen = inactief M-Cdk complex
- Fosfatasen worden verwijderd door activering van Cdc25 phosphatase –> complex wordt actief
Celcycluscontrolesysteem -
Activiteit blokkeren
G1 naar S fase
Omgeving is niet gunstig:
- Cdk remmers blokkeren overgang naar S fase
- De activiteit van de complexen kan geblokkeerd worden door de aanhechting van een Cdk-inhibitor (=p27) –> hechting voorkomt dat de Cdk eiwitten gaat fosforyleren die nodig zijn om van de G1 fase naar de S fase te gaan –> cel heeft meer tijd om te groeien of te wachten tot de condities gunstiger zijn
Interfase - G1 fase -
algemeen
Belangrijke fase –> aantal opties voor de cel:
- nog een keer delen
- tijdelijk pauzeren
- terugtrekken uit de celcyclus –> tijdelijk in de G0 fase (=verlengde van G1) of permanent als gedifferentieerde cel (=niet meer delen)
Om ervoor te zorgen dat de cellen na de M-fase niet gelijk weer gaan delen worden de cyclin-Cdks geinactiveerd –> cyclines worden afgebroken, er worden geen nieuwe gemaakt maar wel inhibitors
- cyclines worden afgebroken door de ubiquitylatie van cyclines door APC/C
Interfase - G1 fase -
Mitogens
Mitogens (stimulerende stof) worden geproduceerd door andere cellen en stimuleren zoogdiercellen tot delen.
- Wanneer cellen deze stimuli niet krijgen kunnen ze zich terugtrekken uit de celdeling
- Mitogens zorgen ervoor dat G1 en G1/S cyclines worden aangemaakt –> zodat er uiteindelijk genoeg cycline is om naar de S-fase te gaan
- Dit doen ze door het Rb eiwit te remmen
Interfase - G1 fase -
Rb eiwit
- Bij de afwezigheid van mitogens houdt gedefosforyleerd Rb de transcriptieregulatoren inactief door hier aan te binden
- Bij aanwezigheid van de mitogens leidt dit tot de activering van actief G1-Cdk en G1/S-Cdk –> deze fosforyleren en inactiveren het Rb eiwit –> transcriptieregulatoren komen vrij –> transcriptie van genen die nodig zijn om de S fase binnen te gaan worden actief
Interfase - G1-fase -
DNA damage
Bij DNA schade kan de celcyclus stoppen in de G1 fase om het te repareren
- p53 wordt gefosforyleerd en geactiveerd –> bindt op het p21 gen dat codeert voor het Cdk-remmer-eiwit –> ondergaat transcriptie en translatie –> p21 deactiveert G1/S-Cdk en S-Cdk –> celcyclus stop t in G1
Interfase - S fase -
Wat gebeurt er
S-Cdk initieerd DNA replicatie en blokkeerd re-replication
- DNA verdubbeling
- Op de chromosomen zijn specifieke plekken aanwezig waar de replicatie begint –> origins of replication
- De ORIs worden herkend door eiwitcomplexen –> origin recognition complex = ORC
- Cdc6 eiwit bindt aan ORC
- Helicase bindt aan het ORC en Cdc6 laat los
- Helicases worden geactiveerd door S-Cdk
- ORC wordt gefosforyleerd
Interfase - S fase -
Incomplete replication
kan de celcyclus vertragen in G2
- De M-Cdks worden gefosforyleerd door de kinase Wee1, deze houdt het M-Cdk inactief.
- Voor de activatie van M-Cdk is Cdc25 nodig, deze zorgt ervoor dat de fosfaten worden afgebroken en het M-Cdk actief wordt.
- Wanneer DNA replicatie stopt of vertraagd is wordt Cdc25 geinactiveerd –> oponthoud van de celcyclus in de S fase tot de replicatie is voltooid