1 / 30

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Regulering av eukaryotisk cellesyklus- Kap. 13

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Regulering av eukaryotisk cellesyklus- Kap. 13. Tor-Henning Iversen Plantebiosenteret, Biologisk Institutt, NTNU, 7491 Trondheim PBS`hjemmeside :www.plantebiosenteret.no e-mail : Tor-Henning.Iversen@chembio.ntnu.no.

addo
Download Presentation

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Regulering av eukaryotisk cellesyklus- Kap. 13

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Regulering av eukaryotisk cellesyklus- Kap. 13 Tor-Henning Iversen Plantebiosenteret, Biologisk Institutt, NTNU, 7491 Trondheim • PBS`hjemmeside :www.plantebiosenteret.no • e-mail : Tor-Henning.Iversen@chembio.ntnu.no

  2. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Emner som gjennomgåes i dette kapittelet • Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (Del 13.1) • Skjematisk oversikt over syklusen • Reguleringsmekanismer i syklus • Eksperimenter for påvisning av kontroll-proteiner i syklus • Biokjemiske studier av utvikling hos frosk (Del 13.2) • Modningsfaktorer (MPF) i oocyter (eggcelle i utvikling) • Cyclin B-nivåer og MPF • Nedbrytning av cykliner • Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) • Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller • Regulering av MPF kinase aktivitet • Molekylære mekanismer for regulering av mitose (Del 13.4) • Laminer og nedbrytning av kjernemembranen • Start av anafase • Fosfatase-aktivitet for gjendanning av kjernemembran og cytokinese

  3. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Emner som gjennomgåes i dette kapittelet • Genetiske studier av gjærceller (kun overfladisk gjennomgang) (Del 13.5) • Saccharomyces cerevisiae Cdc28 • G1 cykliner og Cdc28 - start på S-fase • Nedbrytning av S-fase inhibitor og DNA-replikasjon • Multiple cykliner styrer kinaseaktivitet • Celle-syklus kontroll i dyreceller (Del 13.6) • Multiple Cdk og cykliner regulerer dyrecellesyklus • To gen-klasser og deres uttrykk • Passasje gjennom restriksjonspunkter • Cyclin A gir DNA-syntese - Cdk1 mitose • Cyklin-kinase inhibitorer medvirker i cellesyklus-kontroll • Sjekkpunkter i reguleringen av cellesyklus (Del 13.7) • Ikke-replikert DNA hindrer mitose • Uregelmessig samling av mitotisk spindel stopper anafase • Betydning av tumor- og cyklin-kinase hemmere

  4. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (Del 13.1) Innledning • Regulering av cellesyklus er kritisk for normal utvikling - manglende kontroll gir kreftcelleutvikling • Celle-replikasjon er styrt av riktig timing av kjerne DNA-replikasjon og mitose • Hovedkontrollen skjer vha heterodimere protein kinaser -med en regulatorisk og katalytisk underenhet • Disse kinasene regulerer aktiviteten av multiple proteiner - som deltar i DNA-replikasjon og mitose - ved forsforylering på bestemte regulatoriske seter.

  5. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Skjematisk oversikt over syklusen • Cellesyklus består av 4 hoveddeler (Figure 13-1) : • S-fasen (DNAsyntese og replikasjon av kromosomer) • G2-fasen leder til mitose (M) • M-fasen (start av mitosen- *profase, **metafase, ***anafase, ****telofase) • G1-fasen (perioden før DNA-syntesen starter i S-fasen) • Postmitotiske celler kan gå over i en G0-fase - en hvilefase - før de evt. går over i S-fasen • *profase : kromosomene kondenseres • **metafase :søster-kromatider (DNA-replikasjon under S-fasen) bundet til sentromeren blir plassert i celle-sentrum • ***anafase : søster-kromatidene skilles og beveges til motsatte poler (mitotisk apparat) • ****telofase:kromosomene dekondenseres, kjernemembranen gjendannes Figure 13.1 M= mitose, G1, S og G2 utgjør interfase -perioden mellom en mitose og neste

  6. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Reguleringsmekanismer i syklus • Cykliner (regulatoriske underenheter) og deres katalytiske underenhet cyklin-avhengige kinaser (Cdk) i de heterodimere protein kinaser er ansvarlige for reguleringen av cellesyklus. (CdkC=Cyclin-dependent kinase Complexes) • Tre klasser av Cdk kontrollerer de ulike trinn i syklusen - G1 -, S-fase og mitotiske Cdk-komplekser (Figure 13-2) • Detaljer i trinnene 1-10 omfatter - i tillegg til de tre Cdk-klasser - S-fase-inhibitorer, pre-replikasjonskomplekser og anafase-promoterende-komplekser (APC). • Figure 13-2 er meget viktig og detaljene må læres. • I høyere organismer oppnås kontroll av cellesyklus ved regulering av G1 -Cdk komplekser. • Syntesen av disse skjer ved ekstracellulære vekstfaktorer = mitogener. • Når den først er aktivisert av mitogenene fortsetter cellesyklus gjennom mitose - selv om mitogene forsvinner. Det kritiske trinnet i sen G1 -fase hvor ikke mitogener lenger trenges , kalles restriksjonspunktet.

  7. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Figure 13-2 : Modell av regulering av den eukaryotiske cellesyklus.

  8. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Eksperimenter for påvisning av kontroll-proteiner i syklus • Mikroskopisk lett gjenkjennelige og temperatur-følsomme mutanter av to arter av gjærceller - S. cerevisiae og S. pombe - som respektivt formeres ved knoppskyting og fisjon, har vært av betydning for klarlegging av kritiske reguleringstrinn i cellesyklus. • Mutanter av S. cerevisiae med en cellesyklus-defekt kalles cdc(cell-division-cycle)- mutanter (Figure 8-9). Tilsvarende vil S. pombe danne sterkt forlengete cdc- og wee-mutanter som er lett gjenkjennelige pga morcellen sin korte form. • I Figure 13-4 er vist den eksperimentelle basis for reguleringstudier av cellesyklus ved transformasjon av cdc-mutanter.Også biokjemiske analyser av celle-ekstrakter av egg og tidlige embryoer av bl.a amfibier, gir mye kunnskap om regulering av cellesyklus. Figure 13-4 Isolering av vill-type celledelingsyklus (CDC)- gener fra S. cerevisiae som bærer temperatur-følsomme mutasjoner i disse gener.

  9. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Biokjemiske studier av utvikling hos frosk Innledning • Studier av oocyter dvs. eggceller i utvikling hos frosk og de faktorer som bestemmer inngang til mitose, har vært avgjørende for kunnskap ervervet om cellesyklus-regulering. • For å forstå eksperimentene må man ha kunnskap om froskeeggenes utvikling i ovariene via en DNA-arrestert G2-vekstfase , steroid-hormonet progesteron -->meiose I og II, overgangen til egg og etter befruktning med sperm utvikles en diploid zygote hvorfra mitosen starter med utviklingen av tidlig embryogenese (Figure 13-5a). Figure 13-5 Modning av eggceller hos frosk (a) og test av MPF (b).

  10. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Biokjemiske studier av utvikling hos frosk (forts.) Modningsfaktorer (MPF) i oocyter • In vitro-forsøket vist i Figure 13-5 demonstrerer at progesteron induserer dannelsen av en modningsfaktor (MPF). MPF er vist å ha en nøkkelrolle ved starten av mitose i alle eukaryote celler. MPF-nivået i ulike cellestadier er vist i Figure 13-6. • MPF kontrollerer starten av mitosen hos alle somatiske celler - såvel som froskens oocyt-overgang til meiose. • MPF kalles derfor også en mitose-promoterende -faktor. MPF er et av de heterodimere komplekser sammensatt av et cyklin og en cyklinavhengig protein-kinase (Cdk) - nå kjent for å regulere cellesyklus (Figure 13-2). Figure 13-6 Oscillasjoner i MPF-aktivitet under meiotiske og mitotiske celle-sykluser i froske-egg og embryoer

  11. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Biokjemiske studier av utvikling hos frosk Cyklin B-nivåer og MPF • Proteinet cyklin B syntetiseres kontinuerlig gjennom de embryoniske cellesykluser men forsvinner brått ved starten av anafasen. Påvist eksperimentelt at cyklin B er en underenhet i MPF. • På basis av observasjoner av dannelse/oppløsning av kjernemembran og kondensering/dekondensering av kromosomer følges parallelliteten i konsentrasjonen av Cyklin B og MPF-aktiviteten (Figure 13-7). Tilførsel av cycloheximide (protein-syntese hemmer) stoppet syntesen av cyklin B og samtidig økningen i MPF-aktivitet. • Figure 13-7 illustrerer også hvordan tilførsel av RNAse, sperm kromatin, WT cyklinB mRNA og og ikke-nedbrytbar cyklinB mRNA påvirker tidlige (blått på figur; kromosom kondensering/oppløsning av kjernemembran) og sene (orange på figur; kromosom-dekondensering og dannelse av kjernemembran) mitotiske hendelser. • I sum kan det sies at proteolyse av mitotiske cykliner - som fører til nedsettelse av MPF-aktiviteten - er et krav for avslutningen av mitosen. Figure 13-7

  12. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Biokjemiske studier av utvikling hos frosk Nedbrytning av cykliner • Nedbrytningen av de mitotiske cyklinene (cyklin A og B) skjer i destruksjonsbokser (Figure 13-8) hvor ubiquitin ,tre typer av enzymer (E1-E3) og proteasomer deltar i en prosess kalt polyubiquitinering. Figure 13-8 Polyubiquitinering av mitotiske cykliner

  13. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller • Mer kunnskap om MPF og dens regulering kom fra studier av fisjonsgjærcellene Cdc2 i S. pombe med fenotypiske karakter hvor lange celler skal inn i mitose mens korte celler nettopp har avsluttet cytokinese (Figure 13-10 a og b). • Basis for alle forsøkene er bruk av to grupper av mutanter: 1. cdc (ekstremt lange, deler seg ikke) og 2. wee (= cdcD: mindre enn normale celler) - se Figure 13-11. Figure 13-10 Figure 13-11

  14. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Figure 13-13 Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller (forts.) • En rekke gener er identifisert i begge mutanter; for nomenklatur av villtype-gener (cdc2+ ), reccessive muatsjoner (cdc2- ) og proteiner (Cdc2 = protein kinase) kodet for av spesifikke gener- se boken. • Mangel på Cdc2 aktivitet forhindrer at mitose igangsettes - overskudd av Cdc2 gjør at mitosen starter tidligere dvs. Cdc2 er en nøkkelregulator for mitose i S. pombe . • Funnet at humant cDNA koder for et protein identisk med Cdc2 dvs. støtte for antakelsen om at mitose styres av proteiner som er konservert gjennom evolusjonen. • cdc2-genet koder for en protein-kinase med homologi til cyklin B i sjøpinnsvin og frosk. Cdc2- proteinet som assosieres med et B-type mitotisk cyklin, kodes for av cdc13+-genet og danner en heterodimer som er identisk med MPF. • Videre undersøkelser av mutantene har vist at MPF-reguleringen i S. pombe skjer ved fosforylering og defosforylering av spesifikke regulatoriske seter (Y15 og T161) i den katalytiske underenhet. For detaljer om reguleringen ved MPF protein-kinase vises til Figure 13-13 som er en sentral figur når det gjelder regulering ved bruk av MPF.

  15. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Figure 13-9 Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller (forts.) • I sum kan det sies at det er to dominerende mekanismer for kontroll av start av mitose : • 1. Regulering av konsentrasjonen av mitotiske cykliner (se Figure 13-9) • 2. Regulering av aktiviteten av MPF (se Figure 13-13)

  16. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Molekylære mekanismer for regulering av mitose (Del 13.4 Laminer og nedbrytning av kjernemembranen • En sentral figur som viser de viktigste trinn i mitosen er Figure 19-34 (s. 824) - kromosom-kondensasjon, dannelse av mitotisk spindel og nedbrytning av kjernemembranen. Disse prosessene skjer ved bruk av proteiner fosforylert av MPF. Figure 19-34

  17. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Molekylære mekanismer for regulering av mitose (Del 13.4) Laminer og nedbrytning av kjernemembranen (forts.) • Den indre kjernemembranen (utvidelse av ER) er støttet av kjernelaminer (A, B og C) - en type cytoskjellett proteiner (Figure 13-15). • Kjernemembranen nedbrytes tidlig i mitosen ved depolymerisering av kjernelaminene som en konsekvens av at MPF fosforylerer spesifikke serin-rester i alle tre typer laminer (Figure 13-15b). • Også andre mitotiske reaksjoner (f.eks. kromosom-kondensasjon) er styrt av MPF katalyserte fosforyleringer. I denne sammenheng deltar SMC (structural maintenance of chromosomes)-proteiner i større protein-komplekser kalt condensin som har en viktig rolle ved kromosom-kondensasjonen.

  18. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase • Gjennom anafasen skalde to søster-kromatidene skilles i to uavhengige kromosomer. Hver inneholder en sentromer som er bundet med spindelfibrer til den polen som den beveger seg mot. Samtidig strekkes cellen og pol-til-pol spindlene. Cytokinesen starter når brytningsfuren( cleavage furrow) kommer til syne (Figure 19-34):

  19. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase • Sentralt i starten av anafasen er kinetochoren samlet i sentromeren og multiprotein-komplekser kalt cohesiner som reguleres av anafase-inhibitorer. Ved inaktivering av cohesin-funksjonen vil søsterkromatidene kunne beveges mot polene (Figure 13-18). Figure 13-18

  20. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase • Den kompliserte kontrollen av starten av anafasen og utgangen fra mitosen er vist i Figure 13-19 :

  21. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase Fosfatase-aktivitet kreves for gjendanning av kjernemembran og cytokinese • I telofase skal kjernemembranen gjendannes ved repolymerisering av kjerne-laminer. Dette krever spesifikke protein-fosfataser. Figure 13-20 viser skjematisk gjendannelsen av kjernemembranen hvor karyomerer (minikjerner) tilslutt smelter sammen til kjernene i de to dattercellene. Figure 13-20

  22. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Genetiske studier av gjærceller (Del 13.5) Saccharomyces cerevisiae Cdc28 • Avgjørende for om en celle skal dele seg er at den bestemmer seg for å gå inn i S-fasen. Kunnskap om molekylær kontroll av inngang til S-fasen og av DNA-replikasjon kommer fra undersøkelser av S. cerevisiae som formeres ved knoppskyting (Figure 13-22). • Sentral i undersøkelsene av S. cerevisiae har vært mutanten Cdc28 - som funksjonelt er lik S. pombe Cdc2. • Etter å ha nådd en viss størrelse i G1-fasen (avhenger av næringstilførsel), starter et gen-ekspresjonsprogram i gjærcellen som tilslutt ender med overgang til S-fasen. • Etter at kritisk cellestørrelse er nådd kan ikke prosessen reverseres(”the point of no return”) - selv om cellen kommer over på et mindre næringsrikt medium. Figure 13-22

  23. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Genetiske studier av gjærceller (Del 13.5)-forts. G1 cykliner og Cdc28 - start på S-fase • S. cerevisiae vill-type genet (CDC28) uttrykker en enkel cyklin-avhengig protein-kinase (Cdk) som samvirker med ulike cykliner gjennom ulike faser av cellesyklusen (se Figure 13-26). • Tre cykliner er aktive i G1-fasen (Cln1, Cln2 og Cln3) og andre B-type cykliner i S-fasen (Clb3-6) med spesifikke oppgaver . DENNE DELEN AV KAP. 13 ER FOR TEKNISK DETALJERT UTEN AT DEN GIR OVERORDNET KUNNSKAP. AV DENNE GRUNN GÅR s. 519-524 UT AV PENSUM.

  24. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Celle-syklus kontroll i dyreceller (Del 13.6) Innledning • I pattedyr må vi skille mellom ulike celletypers potensiale for å gjenomgå en cellesyklus mer enn en gang. Postmitotiske celler går ut av cellesyklus i G1 - før de differensieres og går over i G0 hvor de blir der resten av sin levetid (se Figure 13-1). • Noen differensierte celler (fibroblaster og lymfocytter) kan stimuleres i G0 -fasen til å inngå i cellesyklus på nytt og replikeres. • De fleste cellesyklus-studier av dyreceller har vært utført med celler i kultur som krever visse polypeptid-vekstfaktorer (mitogener) som signalmolekyler som bindes til receptorer før start av celledeling. • Mitogenene starter en kaskade av fenomener - kalt signal transduksjon - som tilsist påvirker transkripsjon og cellesykluskontroll. Omtales utførlig i Kap. 20. • Uten mitogener er cellene i G0 -fasen - når disse tilsettes vil de hvilende (quiescent) cellene passere gjennom restriksjonspunktet (tilsvarer START i gjærceller - se Figure 13-22) og gå inn i S-fasen for siden å fortsette i cellesyklus.Restriksjonspunktet er ”the point of no return”.

  25. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) Multiple Cdk og cykliner regulerer dyrecellesyklus • I motsetning til gjærceller- som produserer en enkel cyklin-avhengig kinase (Cdk) - så bruker dyreceller en liten familie av nærbeslektede Cdk (Cdk1, 2,4,6 - Cdk3 og 5 brukes ikke i cellesykluskontroll) til å regulere fremdriften gjennom cellesyklus. • I likhet med gjærceller så uttrykker dyreceller multiple cykliner. Alle eukaryote celler har cyklin A og B proteiner - i humane celler finnes også cyklin D og E som uttrykkes i G1. • Hvordan og når Cdk-cykliner virker i G0-arresterte dyreceller - etter tilførsel av vekstfaktorer dvs. mitogener - er vist i Figure 13-29. Figure 13-29

  26. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) To gen-klasser og deres uttrykk • Tilførsel av vekstfaktorer induserer transkripsjon av multiple gener ; 1. Tidlig respons-gener og 2. Forsinket respons-gener (Figure 13-30a) . De siste blokkeres av proteinsyntese-inhibitorer (Figure 13-30b) - de første koder for dannelse av transkipsjonsfaktorer (c-Fos, c-Jun) som da er tilstede i G0-celler. • Konsentrasjonen av ”Tidlig respons-gener ” (egentlig deres mRNA) faller raskt, men har allerede gitt grunnlag for produksjonen av ” Forsinket respons-gener ”. • ” Forsinket respons-gener” koder i sin tur for D-og E-type cykliner og Cdk2,4,6 (se over). Figure 13-30

  27. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) Passasje gjennom restriksjonspunkter • Passasje gjennom restriksjonspunkter avhenger av aktivisering av E2F transkripsjonsfaktorer. E2F-faktorene stimulerer transkripsjon av gener som kreves for DNA-replikasjon, DNA-syntese, og syntese av Cdk2, cyklin E og cyklin A. • E2F-aktiviteten hemmes ved binding til RB-protein og to nærbeslektede proteiner (p107 og p130). Ved bindingen mellom RB-proteinet og E2F vil E2F gå over fra å være transkripsjonsfaktorer til repressorer. • Fosforylering av RB-proteinet hemmer dets represserende evne i midt G1 og sen G1 (Figure 13-31) - først ved Cdk4/6-cyklin D og deretter når ekspressjon av Cdk2-cyklin E er stimulert. Prosessene resulterer i positiv feedback (blå piler på Figure 13-31) som fører til rask økning av både E2f og Cdk2-cyklin E ettersom cellene nærmer seg sen G1 --> S-fasen. Figure 13-31

  28. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) • Cyklin A gir DNA-syntese - Cdk1 leder til mitose • Syntese av cyklin A starter når cellene nærmer seg G1 --> S-fasen. Cyklin A blir umiddelbart transportert til kjernen. • Cdk2-cyklin A kreves for DNA-replikasjon og kan være den kinasen som aktiverer pre-replikasjonskompleksene som starter DNA-syntesen. • Cyklin B blir først syntetisert i S-fasen, øker i mengde når cellene gjennomgår G2, når en topp i tidlig mitose og faller etter anafase.Cdk1-cyklin B leder inn i mitosen. • Cyklin A og B blir polyubiquitinated av anafase-promoting complex (APC) med påfølgende nedbrytning i proteasomene i sen anafase ( se parallel i Figure 13-9). • Cyklin-kinase inhibitorer medvirker i cellesyklus-kontroll • En cyklin-kinase inhibitor (CKI) er ennå ikke påvist i dyreceller , men man antar at det finnes to klasser ; 1. CIP (Cdk inhibitory protein) og 2. INK4 (inhibitor av kinase 4). • Disse to inhibitorene og fosforylering og defosforylering som i S. pombe (se Figure 13-13) medvirker til å regulere aktiviteten av dyrecelle Cdk-cyklin-komplekser.

  29. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Sjekkpunkter i reguleringen av cellesyklus (Del 13.7) Innledning • Medisinske aspekter med katastrofale følger kan komme som en konsekvens av at cellesyklus-reguleringen svikter. Eksempler er når sammensmelting av celler på ulike trinn i syklus finner sted (se boken). Fenomener som opptrer er bl.a. nondisjunction-->Down syndrom (Figure 13-33). • For å minimalisere slike mistak i cellesyklus, har cellen 4 sjekkpunkter (Figure 13-34). Ikke-replikert DNA hindrer mitose • Celler som ikke replikerer alle kromosomer går ikke inn i mitose.Sjekkpunktkontrollen her er ikke-replikert DNA (S-arrest; Figure 13-34) og hemming av MPF-aktivering. • Hvordan denne kontrollen foregår er under utredning ved bruk av gjærcelle-mutanter med defekter i dette sjekkpunktet. Figure 13-33 Figure 13-34

  30. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002Sjekkpunkter i reguleringen av cellesyklus Uregelmessig samling av mitotisk spindel stopper utgang av anafase • Bruk av colchicine som hemmer av mikrotubuli-polymerisering og derved oppbygging av mitotisk spindel, er et annet sjekkpunkt (M-arrest; Figure 13-34). Cellene når mitose men det stopper opp med kondenserte kromosomer. • Mangel på mitotisk spindel registreres og derved hindres APC-polyubiquitination dvs. anafase-inhibitor er fortsatt tilstede og metafase--> anafase uteblir. I sum : MPF-aktivitet forblir høy, kromosomer forblir kondenserte og kjernemembrane gjendannes ikke. Betydning av tumor- og cyklin-kinase hemmere • Celler skadet av UV eller røntgen-stråler dvs. DNA-skader , stopper opp i G1- og G2-fasene -inntil skadene er reparert. • Medisinske aspekter : Tumor-suppressor-gener er gener hvis inaktivering bidrar til utvikling av en tumor. Kreft i humane celler kan skyldes p53-protein. Dette virker mest i G1-fasen, men også i G2-fasen i sjekkpunkt for DNA-skader. For mer utførlig omtale av p53 vises til forelesninger av Berit Johansen om kreft og Kap. 23 og 24.

More Related