Back to chapter

10.7:

Moléculas Reguladoras Positivas

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Positive Regulator Molecules

Languages

Share

O ciclo de uma célula é regulado positivamente, promovendo o progresso através dos estágios por meio da interação de duas classes de proteínas encontradas no citoplasma, as ciclinas e as quinases dependentes de ciclina, ou CDK. Por padrão, as CDKs estão sempre presentes em uma célula em uma forma inativada. Elas devem se ligar a uma ciclina específica para serem ativadas.Quando este complexo se forma, a CDK pode fosforilar uma proteína alvo que altera sua função e inicia a célula para avançar para a próxima fase. Na maioria dos casos, quando uma ciclina é degradada, a CDK é inativada, sinalizando o fim de uma determinada fase. Por exemplo, durante o G1, quando um tipo de ciclina, denominado D é sintetizado e se liga a uma CDK, a célula faz a transição para a fase S, à medida que outra ciclina, E, atinge o pico e forma um complexo com CDK para promover a replicação do DNA.E é então degradada por enzimas citoplasmáticas e as concentrações de ciclina A aumentam ao longo da fase S e permanecem altas em G2 para promover a entrada na fase M quando em um complexo ativo. Depois que A é degradada, as concentrações de ciclina B atingem o pico na fase M, e o complexo irá ativar os diferentes estágios da mitose. Quando os níveis de B caem, a célula sai da mitose e se divide.Assim, os níveis das quatro ciclinas diferentes variam em padrões previsíveis e se combinam com as CDKs consistentes em pontos específicos para atingir o impulso para frente.

10.7:

Moléculas Reguladoras Positivas

Para produzir consistentemente células saudáveis, o ciclo celular—o processo que gera células filhas—deve ser regulado com precisão.

Os pontos de controlo internos da regulação garantem que o tamanho da célula, as reservas de energia e a qualidade e plenitude do DNA são suficientes para avançar no ciclo celular. Nesses pontos de controlo, reguladores positivos e negativos promovem ou inibem a continuação de uma célula através do ciclo celular.

Os reguladores positivos incluem dois grupos proteicos que permitem que as células passem por pontos de controlo regulatórios: ciclinas e quinases dependentes de ciclinas (CDKs). Essas proteínas estão presentes em eucariotas, desde leveduras a humanos.

As ciclinas podem ser categorizadas como ciclinas G1, G1/S, S ou M com base na fase do ciclo celular ou transição em que estão mais envolvidas. Geralmente, os níveis de uma determinada ciclina são baixos durante a maior parte do ciclo celular, mas aumentam abruptamente no ponto de controlo para que mais contribuem (ciclinas G1 são uma excepção, pois são necessárias ao longo do ciclo celular). A ciclina é então degradada por enzimas no citoplasma e os seus níveis diminuem. Enquanto isso, as ciclinas necessárias para os pontos de controlo seguintes acumulam-se.

Para regular o ciclo celular, as ciclinas devem estar ligadas a uma Quinase dependente de ciclinas (CDK)—um tipo de enzima que liga um grupo fosfato para modificar a atividade de uma proteína-alvo. A CDK só está ativa quando ligada a uma ciclina. Dependendo da ciclina a que estão ligadas, as CDKs são direcionadas para diferentes proteínas-alvo que são necessárias para avançar para uma fase específica do ciclo celular.

Em comparação com as ciclinas, as CDKs permanecem em níveis relativamente constantes durante todo o ciclo celular. No entanto, a sua atividade e as suas proteínas-alvo mudam de acordo com diferentes níveis de ciclinas ao longo do ciclo celular.

Suggested Reading

Bai, Jingwen, Yaochen Li, and Guojun Zhang. “Cell Cycle Regulation and Anticancer Drug Discovery.” Cancer Biology & Medicine 14, no. 4 (November 2017): 348–62. [Source]

Laphanuwat, Phatthamon, and Siwanon Jirawatnotai. “Immunomodulatory Roles of Cell Cycle Regulators.” Frontiers in Cell and Developmental Biology 7 (2019). [Source]