ما معنى السيكلينات والكينازات المعتمدة على السيكلين؟ — الأحياء

تعريف 10.1 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 10 — التحكم في دورة الخلية والموت الخلوي المبرمج

دورة الخلية — G1، وS (التضاعف)، وG2، وM (الانقسام الفتيلي) — يقودها طقم من كينازات البروتين، هي الكينازات المعتمدة على السيكلين (CDK)، ووحداتها الحفّازة حاضرة طوال الدورة لكنها لا تنشط إلا حين ترتبط بوحدة سيكلين، وهو وحدة تنظيمية يرتفع تركيزها ويهبط بترتيب ثابت: فالسيكلين D مع Cdk4/6 في G1 استجابةً لعوامل النمو، والسيكلين E مع Cdk2 عند انتقال G1/S، والسيكلين A مع Cdk2 خلال S، والسيكلين B مع Cdk1 عند الدخول في الانقسام الفتيلي. ويفسفر كل زوج سيكلين–CDK بروتينات طوره — مناشئ التضاعف، واللامينات، والمكثِّفات، وإنزيمات تجميع المغزل — ويُطفأ كل منها بهدم سيكلينه: إذ توسم ليغازات اليوبيكويتين (SCF في G1/S، ومعقّد تعزيز الطور الانفصالي، APC/C، في الانقسام الفتيلي) السيكلينات للبروتيازوم. و نشاط Cdk1 تحكمه فوق ذلك فسفرة مثبطة يضعها الكيناز Wee1 ويزيلها الفوسفاتاز Cdc25، وبروتينات مثبطة صغيرة (p21 وp27 وp16) ترتبط بالمعقّدات. و الدورة إذن تسلسل منتظم من موجات الكينازات، تنتهي كل موجة بتحلل ما أنتجها.

الدورة متتاليةً من موجات السيكلين–CDK، تنهي كلًا منها هدمُ سيكلينها، مع نقاط التفتيش الثلاث (الأشرطة الحمراء) التي تسأل عندها الخلية هل تمضي.

يسارًا: مستوي طور المذبذب. المنحني الذي على شكل S هو الحالة المستقرة السريعة لكيناز Cdk1 عند كل مستوى من السيكلين؛ والعروة الحمراء هي الدورة — تراكم بطيء على الفرع المنخفض، وقفزة عند C_2، وتحلل سريع على الفرع المرتفع، وقفزة عودة عند C_1. يمينًا: السير الزمني الناتج، سنّ منشار من السيكلين وموجة مربعة من الكيناز. — يسارًا: مستوي طور المذبذب. المنحني الذي على شكل S هو الحالة المستقرة السريعة لكيناز Cdk1 عند كل مستوى من السيكلين؛ والعروة الحمراء هي الدورة — تراكم بطيء على الفرع المنخفض، وقفزة عند $C_{2}$ ، وتحلل سريع على الفرع المرتفع، وقفزة عودة عند $C_{1}$ . يمينًا: السير الزمني الناتج، سنّ منشار من السيكلين وموجة مربعة من الكيناز.

أمثلة

مثال 10.3 (لماذا تكون بيضة الضفدع ساعة)

بيضة ضفدع ملقحة تنقسم اثنتي عشرة مرة في ست ساعات بلا نمو ولا استنساخ ولا نقاط تفتيش، على فترات قدرها $30\,\mathrm{min}$ : فهي مذبذب المبرهنة يعمل عاريًا، ومستخلص من هيولاها في أنبوب اختبار يظل يدور، والسيكلين يرتفع ويهبط، بلا شيء ينقسم. وإضافة سيكلين B غير قابل للتحلل تحبس المستخلص في الانقسام الفتيلي، إذ لا تستطيع $C$ أن تهبط دون $C_{1}$ ؛ وحجب تركيب السيكلين يحبسه في الطور البيني. وفي الخلية الجسدية يُغلَّف المحرّك نفسه بضوابط القسم التالي، التي تمسكه عند العتبات حتى تُستوفى الشروط، فيصير الدور يومًا لا نصف ساعة ويمكن أن يطول بلا حد.

اقرأ في الفصل ←