3. Ранний и отложенный ответ на ростовые факторы

Ростовые факторы - в сыворотке для культивирования клеток.

Ранний ответ - от "ранних" генов, например, с-fos и с-jun (вместе формируют AP1 транскрипционный фактор, благодаря чему происходит "ранний ответ"). На данном этапе наблюдается активация транскрипции + активация уже синтезированных, но ранее неактивных белков.

При включении поздних генов (см. далее) ранний ответ спадает.

Отложенный ответ - включение синтеза белков, отвечающих за клеточный цикл, типа циклинов и их киназ, фактора элонгации E2F. При блокировании синтеза белка поздние гены не активируются.

Остановить клеточный цикл можно не всегда; после запуска некоторых процессов прохождение фазы невозможно остановить прежним способом, выключая один и тот же белок (показано на ингибировании циклина D в различные моменты).

Ростовые факторы чаще всего действуют на тирозин-киназный (MAP-киназный) каскад.

RTK->Grb2->SOS->RAS->Raf (MAPKKK)->MEK (MAPKK)->MAPK (ERK)->Fos->регуляция генов

4. Ингибиторы Cdk: Ink Фосфорилирование Cdk киназ по остаткам Thr14 и Tyr15 подавляет их активность. Существует много различных ингибиторов Cdk, называемых CKI. Комплексы содержащие Cdk, Cyclin и ингибиторы циклинов неактивны. Под действием определенных модификаций (фосфорилирование, убиквитинирование и др.) происходит изменение сродства ингибитора к Cdk, освобождение и деградация CKI. Ink4 (другое название - p16) связывается с Cdk около сайта связывания циклинов, т. е. их сайты связывания не перекрываются. Взаимодействие Cdk с Ink4 приводит к аллостерическим изменениям Cdk, которые приводят к резкому снижению эффективности связывания циклинов. Также под действием Ink происходит искажение активного центра Cdk, которое приводит к существенному падению сродства АТФ к Cdk.

5. Ингибиторы Cdk: Cip/Kip

Вообще, существуют два класса ингибиторов CDK — Cip и Ink4. Они различаются стратегией «убийства» киназ. Cip связывается с комплексом циклин-киназа, блокирует деятельность киназы и стабилизирует комплекс (предотвращая,тем самым, диссоциацию и освобождение циклина). Ink4 тупо препятствует активации циклином соответствующей киназы, связываясь с ещё неактивированной киназой.

Наиболее активны фосфорилированные Cdk в комплексе с циклинами. Cip2 (p27) имеет высокое сродство именно к фосфорилированной форме киназы Cdk2-cyclin A.

Также существуют небольшие каскады с участием Kip. Например, ink4 действует на cdk4,6, что приводит к освобождению kip1, который ингибирует циклин Е в комплексе с cdk2.

6. Транскрипционный фактор e2f и его регуляция

Семейство E2F – транскрипционные факторы контролирующие клеточную "судьбу". Они находятся под контролем так называемых покет-белков, конкретно RB (белок ретинобластомы). Первым делом было показано, что эти тф определяют временной профиль экспрессии различных генов, которые определяют переход в S-фазу. E2F могут быть как супрессионными (как правило, модулируют выход из кл цикла и дифференциацию) так и трансактивирующими (запускают пролиферацию). Один из тф E2F1 (а может ещё и №№ 2 и 3) может индуцировать апоптоз, причём за счёт путей, которые либо задействуют р53, либо нет. Предположительно, небольшое повышение концентрации тф стимулирует пролиферацию, а значительное увеличение – индуцирует апоптоз.

Совместно с р53 E2F появляются при различных стрессах, прежде всего повреждении ДНК.

Некоторые вызывающие опухоли вирусы, конкретно SV40 и папилломавирусы человека, для того, чтобы запустить репликацию своей ДНК, различными способами освобождают связанный Rb E2F. Чтобы E2F не запустил апоптоз через р53 вирусы также делают белки, ингибирующие р53. Таким образом, преследуя невинную цель – репликацию собственной ДНК, вири случайно запускают злокачественную трансформацию.

См также "cell cycle proteins.mp4"