Les 5: Celcyclus
- Verdubbeling genetisch materiaal moedercel
- Verdeling van 2 kopijen over 2 dochtercellen
De celcylus omvat 4 fases
• G1 (GAP 1)
o Groei en checkpoint control
• S fase
o DNA verdubbeling
• G2 fase (GAP 2)
o Groei en checkpoint control
G1 + S + G2 = interfase (ca. 23u)
• M fase
o DNA wordt verdeeld over 2 dochtercellen = mitose
▪ Profase
▪ Prometafase
▪ Metafase
▪ Anafase
▪ telofase
o Afsplitsing van dochtercellen = cytokinese
o Ca. 1u
Duurt in totaal 24u
1
,De M-fase kun je zien onder de microscoop
De GAP fases
• Celgroei
• Monitoring van interne en externe omgeving (bv. door groeifactorreceptoren)
o Enkel als condities OK zal cel M of S fase ondergaan
De G0 fase: een (tijdelijke) exit uit de celcyclus
• Reversibele G0 fase (quiescence)
o Cel wacht op juiste signaal om terug te gaan in G1
• Irreversibele G0 fase
o Terminale differentiatie (bv. neuronen)
o Senescentie (respons op bv. DNA schade: telomeerverkorting, ROS,
oncogenactivatie)
Celcyclus controle: 3 belangrijke checkpoints
• Tijdens G1/S
o Voor start van DNA synthese
➢ Is de omgeving van de cel gunstig voor deling: zijn er signalen aanwezig die
de cel aanzetten tot mitose (mitogenen)?
➢ Is DNA kwaliteit ok?
• G2/M (1)
Na de DNA verdubbeling
o Voorafgaand aan mitose is er ook een sterke rem
➢ Is alle DNA verdubbeld? op verdere DNA
➢ Is DNA kwaliteit ok? synthese (zie later)
• Metafase-anafase transitie
o Voorafgaand aan de scheiding van zusterchromatiden
➢ Controleren of zusterchromatiden verbonden zijn met microtubuli
spoelfiguur
Cycline dependent kinases: Cdks
• Serine-threonine kinasen
• Gereguleerd door cyclines (kleine eiwitjes)
• G1/S en G2/M checkpoints worden gereguleerd door Cdks
o Activatie S-Cdk -> start van S fase
o Activatie M-Cdk -> start M fase
<-> APC/C bij metafase/anafase transitie (zie verder)
2
, Fosforylatie door Cdk activerend kinase (CAK) is nodig voor volledige activatie van het Cdk
• cycline bindt T-loop van Cdk → conformatieverandering T-loop van Cdk → Cdk deels actief
• CAK fosforyleert T-loop van Cdk → activerend fosfaat → bijkomende
conformatieverandering → Cdk volledig actief
Cdk inhibitie wordt gereguleerd door fosforylatie en defosforylatie
• Wee1 kinase fosforyleert Cdk → inhiberend fosfaat → inactief Cdk
• Cdc25 fosfatase defosforyleert Cdk → actief Cdk
Voornamelijk van belang voor regulatie M-Cdk
Een Cdk/cycline complex kan worden geïnhibeerd door Cdk inhibitor proteïnen (CKI)
• Cdk inhiberende eiwitten (CKI) binden
o rechtstreeks in actieve site en interfereren met ATP binding (bv. p27)
o of binden elders en interfereren met substraatbinding
Voornamelijk van belang voor regulatie G1/S en S Cdk
ZIE OOK PAGINA 11 !!!
3
- Verdubbeling genetisch materiaal moedercel
- Verdeling van 2 kopijen over 2 dochtercellen
De celcylus omvat 4 fases
• G1 (GAP 1)
o Groei en checkpoint control
• S fase
o DNA verdubbeling
• G2 fase (GAP 2)
o Groei en checkpoint control
G1 + S + G2 = interfase (ca. 23u)
• M fase
o DNA wordt verdeeld over 2 dochtercellen = mitose
▪ Profase
▪ Prometafase
▪ Metafase
▪ Anafase
▪ telofase
o Afsplitsing van dochtercellen = cytokinese
o Ca. 1u
Duurt in totaal 24u
1
,De M-fase kun je zien onder de microscoop
De GAP fases
• Celgroei
• Monitoring van interne en externe omgeving (bv. door groeifactorreceptoren)
o Enkel als condities OK zal cel M of S fase ondergaan
De G0 fase: een (tijdelijke) exit uit de celcyclus
• Reversibele G0 fase (quiescence)
o Cel wacht op juiste signaal om terug te gaan in G1
• Irreversibele G0 fase
o Terminale differentiatie (bv. neuronen)
o Senescentie (respons op bv. DNA schade: telomeerverkorting, ROS,
oncogenactivatie)
Celcyclus controle: 3 belangrijke checkpoints
• Tijdens G1/S
o Voor start van DNA synthese
➢ Is de omgeving van de cel gunstig voor deling: zijn er signalen aanwezig die
de cel aanzetten tot mitose (mitogenen)?
➢ Is DNA kwaliteit ok?
• G2/M (1)
Na de DNA verdubbeling
o Voorafgaand aan mitose is er ook een sterke rem
➢ Is alle DNA verdubbeld? op verdere DNA
➢ Is DNA kwaliteit ok? synthese (zie later)
• Metafase-anafase transitie
o Voorafgaand aan de scheiding van zusterchromatiden
➢ Controleren of zusterchromatiden verbonden zijn met microtubuli
spoelfiguur
Cycline dependent kinases: Cdks
• Serine-threonine kinasen
• Gereguleerd door cyclines (kleine eiwitjes)
• G1/S en G2/M checkpoints worden gereguleerd door Cdks
o Activatie S-Cdk -> start van S fase
o Activatie M-Cdk -> start M fase
<-> APC/C bij metafase/anafase transitie (zie verder)
2
, Fosforylatie door Cdk activerend kinase (CAK) is nodig voor volledige activatie van het Cdk
• cycline bindt T-loop van Cdk → conformatieverandering T-loop van Cdk → Cdk deels actief
• CAK fosforyleert T-loop van Cdk → activerend fosfaat → bijkomende
conformatieverandering → Cdk volledig actief
Cdk inhibitie wordt gereguleerd door fosforylatie en defosforylatie
• Wee1 kinase fosforyleert Cdk → inhiberend fosfaat → inactief Cdk
• Cdc25 fosfatase defosforyleert Cdk → actief Cdk
Voornamelijk van belang voor regulatie M-Cdk
Een Cdk/cycline complex kan worden geïnhibeerd door Cdk inhibitor proteïnen (CKI)
• Cdk inhiberende eiwitten (CKI) binden
o rechtstreeks in actieve site en interfereren met ATP binding (bv. p27)
o of binden elders en interfereren met substraatbinding
Voornamelijk van belang voor regulatie G1/S en S Cdk
ZIE OOK PAGINA 11 !!!
3
