Cyclin/Cdk complexes: their involvement in cell cycle progression and mitotic division

Replikacja DNA i mitoza są zależne od aktywności enzymów kinazy białkowej zależnej od cykliny (CDK), które są heterodimerami podjednostki katalitycznej z podjednostką cykliny. Uważa się, że wi±zanie cyklin z konkretnymi białkami osobniczymi dostarcza potencjalnych substratów dla CDK. Wiązanie białek przez cykliny jest oceniane pod względem mechanizmów i znaczenia biologicznego, z wykorzystaniem dowodów pochodzących z różnych organizmów, w tym specyficzno¶ci substratowej w zwierzęcych enzymach Cdk zawieraj±cych cykliny typu D, A i B oraz rozległych manipulacji genami cyklin u drożdży. Zwrócono uwagę na tworzenie kompleksów białkowych z cykliną/Cdk oraz udokumentowano zdolność podjednostki kinazy zależnej od cyklin – Cks, w takim kompleksie, do rozszerzania zakresu substratów Cdk i omówiono ją w kontekście regulacji cyklu komórkowego. Progresja cyklu komórkowego obejmuje zmienn± obfito¶ć poszczególnych cyklin, wynikaj±c± ze zmiennego tempa ich transkrypcji lub proteolizy, co w konsekwencji prowadzi do zmian substratów CDK w cyklu komórkowym. Pewne nakładanie się funkcji poszczególnych cyklin in vivo zostało zidentyfikowane przez delecje cyklin i sugeruje się, że jest to zgodne z wzorcem, w którym cykliny mogą powszechnie zakończyć funkcje zapoczątkowane przez poprzedzające je cykliny wystarczająco dobrze, aby zachować żywotność, gdy grupy cyklin są usuwane przez proteolizę. Akumulacja cyklin jest szczególnie ważna w zakończeniu fazy G1, kiedy to podnoszą aktywność CDK i rozpoczynają procesy prowadzące do replikacji DNA. Sugeruje się, że rośliny podzielają ten mechanizm. Rozmieszczenie cyklin i Cdk w komórkach wierzchołka korzenia kukurydzy podczas mitozy i cytokinezy wskazuje na obecność Cdk1 (Cdc2a) i cykliny CycB1zm;2 w dojrzałym i rozpadaj±cym się paśmie preprofazy oraz obecność CycB1zm;2 przy kondensujących i skondensowanych chromosomach. Obie obserwacje korelują z wcześniej opisywaną zdolnością wstrzykniętej cykliny/CDK do przyspieszania demontażu pasma preprofazowego i kondensacji chromosomów oraz z obserwacjami lokalizacji Cdk i cyklin w innych laboratoriach. Dodatkowo CycB1zm;2 jest widoczny na otoczce jądrowej podczas jej rozpadu, co koreluje z przyspieszeniem tego procesu przez wstrzykniętą cyklinę B/CDK w metafazie. Zjawiskiem prawdopodobnie unikalnym dla królestwa roślin jest utrzymywanie się cyklin mitotycznych po anafazie. Na udział cyklin w cytokinezie wskazuje stężenie mitotycznej cykliny CycA1;zm;1 w fragmoplaście. Sugeruje się, że cykliny maj± ogóln± funkcję przestrzennego ogniskowania aktywno¶ci Cdk i że w komórce ro¶linnej stężenia cyklin s± ważnymi mediatorami aktywno¶ci CDK w cytoszkielecie, chromosomach, wrzecionie, otoczce j±drowej i fragmopla¶cie.