34.6 : S-Cdk Initiates DNA Replication

Ökaryotlarda DNA replikasyonu, hücre döngüsünün S fazı sırasında gerçekleşir. Düzenleyici proteinlerden oluşan bir ağdan oluşan hücre döngüsü kontrol sistemi, hücre döngüsünün ilerlemesini yönetir.

S-fazı sikline bağımlı kinaz veya S-Cdks, S-fazı sırasında hücre döngüsü kontrolünde yer alan enzim kompleksleridir. Bu kontrol sistemi, genomdaki her nükleotidin replikasyon sırasında yalnızca bir kez kopyalanmasını sağlar.

DNA replikasyonu, kromozomlarda birden fazla yerde bulunan replikasyonun kökeninde başlar. Replikasyonun başlamasından önce, köken tanıma kompleksleri olarak adlandırılan multiprotein kompleksleri DNA'ya bağlanır ve diğer proteinler için kenetlenme bölgeleri olarak hizmet eder.

Hücre döngüsünün erken G1 fazı sırasında, düzenleyici proteinler Cdc6 ve Cdt1 ORC'lere bağlanır ve MCM proteinleri adı verilen bir dizi proteinin bitişik DNA üzerinde aktif olmayan halka komplekslerine birleştirilmesine yardımcı olur, böylece büyük multiprotein kompleksleri oluşturur. MCM'ler, replikasyon için DNA sarmalları olarak işlev görür.

S fazının başlangıcında, S-Cdk'ler aktive edilir ve spesifik başlatıcı proteinleri fosforile ederek orijin ateşlemesini veya DNA replikasyonunun başlatılmasını tetikler. Fosforile başlatıcı proteinler, helikaz aktivatör komplekslerinin işe alınmasını teşvik eder. Bu kompleksler DNA helikazlarını aktive eder ve DNA polimerazı işe alarak replikasyona yol açar.

S-CDK'ler yalnızca çoğaltmayı başlatmakla kalmaz, aynı zamanda yeniden çoğaltmanın aynı kaynakta gerçekleşmesini de engeller.

S-Cdk'ler, Cdc6 ve Cdt1 proteinlerini fosforile ederek, ORC'lerden salınmalarını teşvik eder, bozunmaya ve pre-RC'lerin sökülmesine yol açar.

DNA replikasyonundan sonra, helikazlar DNA zincirinden ayrıldığında, S-Cdk'ler helikazları fosforile ederek çekirdekten dışa aktarılmalarını tetikler.

S-Cdk'leri içeren bu hücre döngüsü kontrol mekanizması, replikasyonun yeniden başlatılmasını önler, böylece DNA replikasyonunun hücre döngüsü başına yalnızca bir kez gerçekleşmesini sağlar.