Apa itu Siklin dan kinase bergantung-siklin? — Biologi

Definisi 10.1 Biologi Universitas — Tahun 3 · Bab 10 — Kendali Daur Sel dan Kematian Sel Terprogram

Daur sel — G1, S (replikasi), G2, M (mitosis) — digerakkan sebuah famili kinase protein, yaitu kinase bergantung-siklin (CDK), yang subunit katalitiknya hadir sepanjang daurnya tetapi hanya aktif ketika terikat pada sebuah siklin, yakni subunit pengatur yang kepekatannya naik lalu turun menurut urutan yang tetap: siklin D bersama Cdk4/6 pada G1 sebagai tanggapan atas faktor pertumbuhan, siklin E bersama Cdk2 pada peralihan G1/S, siklin A bersama Cdk2 sepanjang S, dan siklin B bersama Cdk1 saat masuk mitosis. Tiap siklin–CDK memfosforilasi protein fasenya — titik asal replikasi, lamin, kondensin, enzim perakitan gelendong — dan masing-masing dimatikan oleh pemusnahan siklinnya: ligase ubikuitin (SCF pada G1/S, kompleks pemacu anafase, APC/C, pada mitosis) menandai siklinnya bagi proteasom. Keaktifan Cdk1 selanjutnya digerbangi sebuah fosforilasi penghambat yang dipasang kinase Wee1 lalu dibuang fosfatase Cdc25, dan digerbangi protein penghambat kecil (p21, p27, p16) yang mengikat kompleksnya. Daurnya dengan demikian merupakan runtunan gelombang kinase yang teratur, dan tiap gelombangnya berakhir pada proteolisis apa yang menghasilkannya.

Daurnya sebagai runtunan gelombang siklin–CDK, dan tiap gelombangnya diakhiri pemusnahan siklinnya, dengan ketiga titik periksanya (batang merah) tempat selnya bertanya apakah akan melanjut.

Kiri: bidang fase osilatornya. Kurva berbentuk S itu adalah keadaan tunak cepat Cdk1 bagi tiap kadar siklin; gelung merahnya adalah daurnya — penumpukan lambat sepanjang cabang rendahnya, sebuah lompatan pada C_2, penguraian cepat sepanjang cabang tingginya, dan lompatan kembali pada C_1. Kanan: perjalanan waktu yang dihasilkannya, yakni gigi gergaji siklin dan gelombang kotak kinasenya. — Kiri: bidang fase osilatornya. Kurva berbentuk S itu adalah keadaan tunak cepat Cdk1 bagi tiap kadar siklin; gelung merahnya adalah daurnya — penumpukan lambat sepanjang cabang rendahnya, sebuah lompatan pada $C_{2}$ , penguraian cepat sepanjang cabang tingginya, dan lompatan kembali pada $C_{1}$ . Kanan: perjalanan waktu yang dihasilkannya, yakni gigi gergaji siklin dan gelombang kotak kinasenya.

Contoh

Contoh 10.3 (Mengapa telur katak adalah sebuah jam)

Sebutir telur katak yang telah dibuahi membelah dua belas kali dalam enam jam tanpa pertumbuhan, tanpa transkripsi, dan tanpa titik periksa, pada selang $30\,\mathrm{min}$ : itulah osilator teoremanya yang berjalan telanjang, dan sebuah ekstrak sitoplasmanya di dalam tabung reaksi terus berdaur, dengan siklinnya naik dan turun, tanpa apa pun yang dibelah. Menambahkan siklin B yang tak dapat diuraikan mengunci ekstraknya di dalam mitosis, karena $C$ tak pernah dapat turun di bawah $C_{1}$ ; menghalangi sintesis siklinnya menguncinya di dalam interfase. Di dalam sel somatik, mesin yang sama terbungkus kendali bagian berikutnya, yang menahannya pada ambangnya sampai syaratnya terpenuhi, sehingga periodenya menjadi sehari alih-alih setengah jam dan dapat panjang tanpa batas.

Baca dalam konteks →