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DerZellzyklus将hauptsachlichdurch zwei Arten von Proteinen reguliert: dieZyklin-abhängigen Kinasen (CDK)undZyklinselbst. CDKs sind Proteinkinasen. Proteinkinasen sind Enzyme, die Proteine durch Phosphorylierung aktivieren oder inaktivieren können. Um aktiv zu sein, muss eine CDK einen Komplex mit dem richtigen Zyklin eingehen.

Ein Zyklin-CDK-Komplex, MPF ( “Mitose-Promoting-Faktor” oder “Maturation-Promoting-Faktor”) erlaubt der Zelle vom G2-Checkpoint在细胞有丝分裂uberzugehen。我克2-Checkpoint wird MPF eine Anzahl an Proteinen phosphorylieren, was dieMitoseauslöst.

The vertical line on a graph indicates the concentration of a cycling, the horizontal line indicates the phase of the cell cycle. The phases are separated from each other on a graph by thick, horizontal lines. Concentration of cyclin C, shown in green, starts to increase at the beginning of G1 phase and rises through the S phase, to decrease at the border between S and G2 phase to reach concentration of 0 at the end of mitosis. Concentration of cyclin E, shown in purple, starts to rise in the middle of the G1 phase, reaches its peak at the border between G1 and S phase, and decreases again to reach the value of 0 in the middle of the S phase. Concentration of cyclin A, shown in red, starts to increase at the end of G1 phase and slowly increases through S phase to reach its peak at the beginning of G2 phase, and then it decreases rapidly to reach the value of 0 at the beginning of mitosis. Concentration of cyclin B, shown in blue, starts to increase at the beginning of S phase, slowly rises through S and G2 phase to reach its peak at the border between G2 and mitosis phase, then rapidly decreases at the end of mitosis.

Abbildung 1. Zykline und CDKs im Zellzyklus.

Tierische Zellen besitzen mindestens vier Arten von Zyklinen:G1-Phase Zyklin, G1/S-Phase Zyklin, S-Phase Zyklin und M-Phase Zyklin.Diese Zykline werden CDK-Komplexe eingehen. Zum Beispiel wird das S-Phase Zyklin an seine CDK binden und S-CDK bilden. Die CDKs werden konstant während des Zellzyklus exprimiert. Im Gegensatz dazu, wird Zyklin in verschiedenen Zellzyklus-Phasen unterschiedlich exprimiert und abgebaut. Der Anstieg und Abstieg der Zykline bestimmt die Schwankungen des Zyklin-CDK-Komplexes.

Die Schwankungen der unterschiedlichen Zyklin-CDK-Komplexe ist wichtig für die Kontrolle aller Phasen des Zellzyklus.

Jeder Zyklin-CDK-Komplex phosphoryliert unterschiedliche Proteine. S-CDK wird die Phosphorylierung des Proteins katalysieren, das die DNA-Replikation einleitet. M-CDK phosphoryliert kondensierende Proteine, die wichtig für die Chromosomen-Kondensation sind. Ebenfalls phosphoryliert es Lamin-Proteine, die für die Bildung der Membran zuständig sind. M-CDK stimuliert auch die mitotische Spindel, indem sie die Proteine für die Mikrotubuli phosphoryliert.

Neben dem Zyklin-CDK-Komplex regulieren auch andere extrazelluläre Signale die Zellgröße und -anzahl. Sie können in drei Hauptklassen eingeteilt werden:

  • Mitogene: stimulieren die Zellteilung, indem sie G1/S-CDK aktivieren.

  • Wachstumsfaktoren: fördern zum Zellwachstum, indem sie die Proteinsynthese und andere Makromoleküle aktivieren und deren Abbau verhindern.

  • Überlebensfaktoren: fördern das Überleben der Zelle, indem die Apoptose (programmierter Zelltod) unterdrückt wird.

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