Рис.1. | Regulated loading and unloading of Mcm2–7 during the cell cycle.
Рис.. | Crystal structure of the N terminus of the Methanobacter thermoautotrophicum MCM.
Рис.3. | Model for SV40 T antigen function at replication initiation.
Рис.4. | Stepwise assembly of pre-replicative complex proteins during origin licensing.
Рис.5. | Cell-cycle regulation of the licensing system in yeasts and metazoans.
Рис.6. | Structure of a geminin–Cdt1 complex.
Рис.7. | The possible role of cyclin E in promoting re-licensing of DNA on exit from G0.
| To ensure its duplication, chromosomal DNA must be precisely duplicated in each cell cycle, with no sections left unreplicated, and no sections replicated more than once. Eukaryotic cells achieve this by dividing replication into two non-overlapping phases. During late mitosis and G1, replication origins are 'licensed' for replication by loading the minichromosome maintenance (Mcm) 2–7 proteins to form a pre-replicative complex. Mcm2–7 proteins are then essential for initiating and elongating replication forks during S phase. Recent data have provided biochemical and structural insight into the process of replication licensing and the mechanisms that regulate it during the cell cycle.
Чтобы гарантировать точность удвоения хромосомной ДНК, источники репликации д.б. 'licensed' в отношении репликации во время позднего митоза и в ранней G1 фазе посредством загрузки комплексов из Mcm2-7 белков. Лицензионная система выключается во время S фазы и G2, гарантируя тем самым, что источников репликации не может быть запущено более. чем одного в одного клеточного цикла.
Недавние структурные исследования показали, что Mcm2-7 белки формируют гексамерное кольцо, которое может в принципе окружать двунитчатую ДНК. Способность Mcm2-7 формировать манжетку вокруг ДНК может объяснить, почему лицензированное состояние может стабильно поддерживаться в течение длительных периодов времени. Структура Mcm2-7 напоминает таковую, которая есть у SV40 T антигена, который является replicative helicase, это согласуется с идеей, что Mcm2-7 функционируют в качестве репликативной геликазы.
Недавние доказательства показали, что лицензионная система регулируется разными способами у разных организмов. У дрожжей высокая активность CDK с поздней G1 фазы вплоть до конца митоза ингибирует разные компоненты лицензионной системы с помощью разных путей. У metazoans, однако, компонент Cdt1 лицензионной системы, по-видимому, является основным компонентом, который подавляется в конце клеточного цикла. При переходе в S фазу, metazoan Cdt1 деградирует, а Cdt1 ингибитор, называемый geminin становится активным. Если metazoans избыточно экспрессируют Cdt1 в S фазе или лишены geminin, то происходит повторная репликация ДНК.
В клетках, которые неспособны подавлять лицензионную систему в S фазе и G2, происходит посторная репликация ДНК. Metazoan клетки отвечают на это активацией ряда разных checkpoint путей, которые вызывают арест клеточного цикла или апоптоз.
Когда клетки выходят из клеточного цикла, то Mcm2-7 и др. компоненты лицензионной системы деградируют. Это потенциально создаёт барьер, препятствующий несоответствующей пролиферации таких клеток. Для повторного вступления в клеточный цикл покоящиеся клетки д. сначала re-license свою ДНК. Недавние исследования показали, что эмбрионы мышей, лишенные cyclins E1 и E2 не способны re-license свою ДНК, чтобы выйти из покоящегося состояния. Сyclin E-нулевые эмбрионы неспособны также продуцировать некоторые типы клеток, которые обычно полиплоидны. Эти результаты указывают на то, что cyclin E играет центральную роль в активации licensing system.
|