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Ilciclo cellulareè regolato principalmente da due tipi di proteine:la chinasi ciclina dipendente (CDK)ela ciclina. Le CDK sono delle protein-chinasi. Le protein-chinasi sono enzimi che attivano o disattivano altre proteine fosforilandole. Per poter essere attiva, una CDK deve formare un complesso con la ciclina corretta.

Un tipo di complesso ciclina-CDK, MPF (acronimo che sta per "fattore di promozione mitotico" o "fattore promuovente la maturazione"), consente alla cellula di passare dal检查点G2alla mitosi. Nel checkpoint G2, l'MPF sottoporrà a fosforilazione una varietà di proteine scatenando così lamitosi.

La linea verticale su di un grafico indica la concentrazione di un ciclo, la linea orizzontale indica la fase del ciclo cellulare. Le fasi sono separate l'una dall'altra su un grafico da spesse linee orizzontali. La concentrazione della ciclina C, mostrata in verde, inizia ad aumentare all'inizio della fase G1 e sale attraverso la fase S, per diminuire al confine tra la fase S e G2 per raggiungere la concentrazione di 0 alla fine della mitosi. La concentrazione della ciclina E, mostrata in viola, inizia a salire a metà della fase G1, raggiunge il suo picco al confine tra la fase G1 e la fase S, e diminuisce nuovamente fino a raggiungere il valore di 0 a metà della fase S. La concentrazione della ciclina A, indicata in rosso, inizia ad aumentare alla fine della fase G1 e aumenta lentamente attraverso la fase S fino a raggiungere il suo picco all'inizio della fase G2, per poi diminuire rapidamente fino a raggiungere il valore 0 all'inizio della mitosi. La concentrazione della ciclina B, mostrata in blu, inizia ad aumentare all'inizio della fase S, sale lentamente attraverso la fase S e G2 per raggiungere il suo picco al confine tra la fase G2 e la fase mitotica, quindi diminuisce rapidamente alla fine della mitosi.

Figura 1. La ciclina e le CDK attraverso tutto il ciclo cellulare.

Le cellule animali possiedono almeno quattro tipi di cicline:G1-fase della ciclina , G1/S-fase della ciclina, S-fase della ciclina e M-fase della ciclina.Ad esempio, nella fase S la ciclina si legherà ai suoi CDK specifici per formare un S-CDK. I CDK vengono espressi costantemente durante l'intera durata del ciclo. Al contrario, la ciclina viene prodotta e distrutta a diverse velocità in diverse fasi del ciclo cellulare. La formazione e la distruzione della ciclina determina la fluttuazione del complesso ciclina-CDK. Le attività di fluttuazione dei diversi complessi ciclina-CDK sono di grande importanza per il controllo di tutti gli stadi dei cicli cellulari.

Ogni complesso ciclina-CDK fosforila un insieme di proteine diverse. Il complesso S-CDK catalizzerà la fosforilazione della proteina che inizia la replicazione del DNA. Il complesso M-CDK fosforila le proteine di condensazione, essenziali per la condensazione dei cromosomi, così come le proteine lamina, responsabili della rete di membrane nucleari. M-CDK stimola anche l'assemblaggio del fuso mitotico fosforilando la proteina per i microtubuli.

Oltre al complesso ciclina-CDK, altri segnali extracellulari regolano il numero e la dimensione della cellula. Essi possono essere divisi in tre classi principali:

  • Mitogenesia: stimola la divisione cellulare innescando G1/S-CDK.

  • Fattore di crescita: promuove la crescita cellulare innescando la sintesi proteica e altre macromolecole, oltre che prevenire la loro degradazione.

  • Fattore di sopravvivenza: promuove la sopravvivenza della cellula sopprimendo l'apoptosi ( la morte programmata della cellula).

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