34.6 : S-Cdk Initiates DNA Replication

U eukariontów replikacja DNA zachodzi podczas fazy S cyklu komórkowego. System kontroli cyklu komórkowego, składający się z sieci białek regulatorowych, reguluje postęp cyklu komórkowego.

Kinaza zależna od cykliny w fazie S lub S-Cdk to kompleksy enzymatyczne biorące udział w kontroli cyklu komórkowego podczas fazy S. Ten system kontroli zapewnia, że każdy nukleotyd w genomie jest kopiowany tylko raz podczas replikacji.

Replikacja DNA rozpoczyna się na początku replikacji, obecnej w wielu miejscach chromosomów. Przed rozpoczęciem replikacji kompleksy wielobiałkowe zwane kompleksami rozpoznawania pochodzenia wiążą się z DNA i służą jako miejsca dokowania dla innych białek.

We wczesnej fazie G1 cyklu komórkowego białka regulatorowe Cdc6 i Cdt1 wiążą się z ORC i pomagają w składaniu zestawu białek zwanych białkami MCM w nieaktywne kompleksy pierścieniowe na sąsiednim DNA, tworząc w ten sposób duże kompleksy wielobiałkowe zwane kompleksami prereplikacyjnymi lub pre-RC. MCM działają jako helikazy DNA do replikacji.

Na początku fazy S aktywowane są S-Cdk i wyzwalają wystrzeliwanie początkowe lub inicjację replikacji DNA poprzez fosforylację określonych białek inicjujących. Fosforylowane białka inicjujące sprzyjają rekrutacji kompleksów aktywatorów helikazy. Kompleksy te aktywują helikazy DNA i rekrutują polimerazę DNA, prowadząc do replikacji.

Pakiety S-Cdk nie tylko inicjują replikację, ale także zapobiegają jej ponownemu wystąpieniu w tym samym źródle.

S-Cdks fosforylują białka Cdc6 i Cdt1, sprzyjając ich uwalnianiu z ORC, prowadząc do degradacji i rozkładu pre-RC.

Po replikacji DNA, gdy helikazy odłączają się od nici DNA, S-Cdks fosforylują helikazy, wywołując ich eksport z jądra.

Ten mechanizm kontroli cyklu komórkowego obejmujący S-Cdks zapobiega ponownej inicjacji replikacji, zapewniając w ten sposób, że replikacja DNA zachodzi tylko raz na cykl komórkowy.