34.6 : S-Cdk inicia a replicação do DNA

Em eucariotos, a replicação do DNA ocorre durante a fase S do ciclo celular. O sistema de controle do ciclo celular, que consiste em uma rede de proteínas reguladoras, governa a progressão do ciclo celular.

A quinase dependente de ciclina da fase S, ou S-Cdks, são complexos enzimáticos envolvidos no controle do ciclo celular durante a fase S. Este sistema de controle garante que cada nucleotídeo do genoma seja copiado apenas uma vez durante a replicação.

A replicação do DNA começa nas origens da replicação, presente em vários locais nos cromossomos. Antes do início da replicação, complexos multiproteicos chamados complexos de reconhecimento de origem se ligam ao DNA e servem como locais de ancoragem para outras proteínas.

Durante a fase G1 inicial do ciclo celular, as proteínas reguladoras Cdc6 e Cdt1 se ligam aos ORCs e auxiliam na montagem de um conjunto de proteínas chamadas proteínas MCM em complexos de anéis inativos no DNA adjacente, formando assim grandes complexos multiproteicos chamados complexos pré-replicativos ou pré-RCs. Os MCMs funcionam como DNA helicases para replicação.

No início da fase S, os S-Cdks são ativados e desencadeiam o disparo da origem, ou início da replicação do DNA, fosforilando proteínas iniciadoras específicas. As proteínas iniciadoras fosforiladas promovem o recrutamento de complexos ativadores de helicase. Esses complexos ativam as DNA helicases e recrutam a DNA polimerase, levando à replicação.

Os S-Cdks não apenas iniciam a replicação, mas também impedem que a re-replicação ocorra na mesma origem.

As S-Cdks fosforilam as proteínas Cdc6 e Cdt1, promovendo sua liberação das ORCs, levando à degradação e à desmontagem das pré-RCs.

Após a replicação do DNA, quando as helicases se desprendem da fita de DNA, as S-Cdks fosforilam as helicases, desencadeando sua exportação do núcleo.

Este mecanismo de controle do ciclo celular envolvendo S-Cdks impede o reinício da replicação, garantindo assim que a replicação do DNA ocorra apenas uma vez por ciclo celular.