background image

1

MBK 2013

Cykl komórkowy 

Iwona Grabowska

Edyta Brzóska - Wójtowicz

Zakład Cytologii

źródło: www.msvbiology.com

Cykl komórkowy 

– wprowadzenie

kontrola i regulacja 

CYKLU KOMÓRKOWEGO!!!

• przebieg cyklu komórkowego

• trochę historii nikomu nie zaszkodzi ...

• białka regulatorowe

• punkty kontroli jakości

• sygnały z zewnątrz komórki

Cykl komórkowy 

– wprowadzenie

stan spoczynku

podział

różnicowanie

apoptoza

• Komórki zarodka żaby ~ 30 min.

• Komórki drożdży ~ 1.5 - 3 godz. 

• Komórki nabł. jelita ~ 12 godz.

• Fibroblasty in vitro ~ 20 godz.

• Hepatocyty człowieka ~ 1 rok

Figure 17-1  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Cykl komórkowy 

– wprowadzenie

Podział komórki

eukariotycznej

definicja

Cykl

komórkowy

to

uporządkowana

sekwencja

zdarzeń, w trakcie których

komórka najpierw

podwaja

swoją

zawartość a następnie dzieli się na
dwie

komórki.

Figure 17-2  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

Fazy

cyklu

komórkowego

:

• faza M

– MITOZA, CYTOKINEZA

segregacja

chromosomów

i

podział komórki

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

Fazy

cyklu

komórkowego

:

Figure 17-13  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

• faza M

– MITOZA, CYTOKINEZA

segregacja

chromosomów

i

podział komórki

Figure 17-2  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

Fazy

cyklu

komórkowego

:

• faza M

– MITOZA, CYTOKINEZA

segregacja

chromosomów

i

podział komórki

• faza S

– synteza DNA,

duplikacja

chromosomów;

Jak

się inaczej nazywa ten proces?

U

ssaków trwa 10-12 godzin

To niemal

połowa cyklu komórkowego

Figure 17-2  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

Fazy

cyklu

komórkowego

:

• faza M

– MITOZA, CYTOKINEZA

segregacja

chromosomów

i

podział komórki

• faza S

– synteza DNA,

duplikacja

chromosomów;

Jak

się inaczej nazywa ten proces?

U

ssaków trwa 10-12 godzin

To niemal

połowa cyklu komórkowego

Figure 17-3  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

- wydarzenia 

Fazy

cyklu

komórkowego

:

• faza M

– MITOZA, CYTOKINEZA

segregacja

chromosomów i podział komórki – zazwyczaj trwają krótko

w

porównaniu z resztą cyklu komórkowego

• Interfaza – większość komórek potrzebuje bardzo dużo czasu i

wielu kontroli w trakcie replikacji DNA i

podziałów m. in. niektórych

organelli

komórkowych

faza S, G1 (Gap 1) i G2 (Gap 2).

background image

2

Faza M

– podział jądra komórkowego 

(kariokineza)  i cytoplazmy  (cytokineza) 

Interfaza

G1 

– przerwa  1 (gap 1)

– synteza  DNA jądrowego 

G2 

– przerwa  2 (gap 2) 

Interfaza ludzkich komórek 
rosnących w hodowli może 
trwać nawet 23 godz. 
a sama mitoza 1 godz.

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

– 4 FAZY 

Figure 17-4  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

– INTERFAZA

Interfaza

G1 

– przerwa 1 (gap 1)

– synteza DNA jądrowego 

G2 

– przerwa 2 (gap 2) 

Fazy G1 i G2 pozwalają  komórce na monitorowanie  środowiska  zewnętrznego  i 
przygotowanie  komórki  do następnej  fazy 

cyklu komórkowego.

Jeśli w trakcie fazy G1 np. warunki zewnętrzne okażą niekorzystne komórka 
może „przejść” w specjalny stan nazywany 

G0 - stan spoczynku.

W stanie spoczynku komórka może trwać kilka lat, albo do końca życia 
organizmu.

Jeśli w środowisku znajdują się czynniki indukujące podziały komórek 
komórka może przejść do cyklu komórkowego i podzielić się.

Warunek! punkt  restrykcyjny  START!

Figure 17-4  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

G0

Figure 17-14  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Punkty kontrolne 

cyklu komórkowego

Kontrola cyklu komórkowego  u wszystkich 
Eucaryota jest bardzo podobna! 

3

najważniejsze punkty kontrolne:

1. punkt restrykcyjny START (G1)

2. punkt kontrolny G2/M

3. punkt kontrolny wrzeciona

Białka odpowiedzialne  za kontrolę cyklu 
komórkowego są konserwowane ewolucyjnie.

Pozwala to na badanie przebiegu i regulacji cyklu 
komórkowego u różnorodnych organizmów, które 
mają unikalne cechy.

Kariotyp komórki pozbawionej 
odpowiedzialnego  za zapobieganie 
rereplikacji zreplikowanych  nici  DNA.

Płytka metafazowa komórki, w której 

nieprawidłowo funkcjonowała kontrola 

prawidłowego przebieg podziału  -
monosomia chromosomu 1 (żółty)

i chromosomu 6 (różowy).

Eukariotyczny 

cykl komórkowy 

– brak kontroli

N

o

rm
a

ln

y

k

ari
oty

en
doredu

pli
k

acj

A nowotwory? cz.II

Układ kontroli 

cyklu komórkowego

Figure 17-15  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

• kontrola 

cyklu komórkowego 

opiera się na kinazach 

białkowych 

Cdk

(ang. cyclin dependent kinase) 

• kinazy serynowo-treoninowe

• Cdk 

są aktywowane w specyficznych fazach cyklu

• aktywność 

Cdk 

jest regulowana przez 

cykliny

Trochę historii nikomu nie zaszkodzi ...

Yoshio

Masui

1971 - Masui i Markert 

– MPF 

(Maturation Promoting Factor, 
M-phase Promoting Factor)

Rana 
pipiens

profaza       metafaza II         profaza I

1977 

– Hanna Bałakier i Renata Czołowska, UW 

wykazały,  że MPF istnieje także w oocytach myszy

Układ kontroli 

cyklu komórkowego

Trochę historii nikomu nie zaszkodzi ...

Yoshio

Masui

Lee 

Hartwell

Paul

Nurse

1971 - Masui i Markert

– MPF 

(Maturation Promoting Factor, 
M-phase Promoting Factor)

Rana 
pipiens

Saccharomyces 
cerevisiae
drożdże piwne

CDC28 

Schizosaccharomyces 
pombe
drożdże rozszczepkowe

cdc2

CDK1 (p34

cdc2

Układ kontroli 

cyklu komórkowego

Badanie mutacji u drożdży  -
odkrycie 

cell - division - cycle 

genes 

-

czyli genów 

Cdc

Trochę historii nikomu nie zaszkodzi ...

Lee 

Hartwell

Paul

Nurse

2001 - Nagroda Nobla (Fizjologia i Medycyna) 

Tim

Hunt

Arbacia  sp.

1982

cykliny

Schizosaccharomyces 
pombe
drożdże rozszczepkowe

cdc2

CDK1 (p34

cdc2

Saccharomyces 
cerevisiae
drożdże piwne

CDC28 

Układ kontroli 

cyklu komórkowego

Trochę historii nikomu nie zaszkodzi ...

Figure 17-16  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Układ kontroli 

cyklu komórkowego

Cykliczne zmiany w aktywności Cdk są kontrolowane przez zespół enzymów i 
innych białek. 

Najważniejsze z nich to 

cykliny

które ulegają cyklicznie syntezie i degradacji.

Białka Cdk są obecne w komórkach na stałym poziomie, ale ich działanie jest 
zależne od 

cyklin

.

MPF

background image

3

Figure 17-16  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Układ kontroli 

cyklu komórkowego

W komórkach eukariotycznych występują 4 klasy cyklin

1. cykliny G1/S -

aktywujące Cdk w późnej fazie G1, przejście przez START i 

wejście w fazę S. Ich poziom spada w fazie S

2. cykliny S -

wiążą i aktywują Cdk tuż po przejściu przez Start i stymulują 

duplikację chromosomów. Ich poziom jest wysoki w trakcie mitozy i kontrolują 
również niektóre wczesne etapy mitozy

3. cykliny M -

aktywują Cdk indukujące wejście w mitozę, działają w punkcie 

kontrolnym G2/M. Ulegają degradacji w trakcie mitozy.

4. cykliny G1 -

u większości komórek biorą udział w kontroli aktywności cyklin G1/S.

MPF

Table 17-1  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja aktywności kinaz cdk -

cyklina

dla utrudnienia....

U ssaków kinaza mitotyczna 

CDK1

o masie 

p34 

jest kodowana przez gen 

cdc2

Cyklina E

Cyklina A

Cyklina B

G1                S                 G2                M

mitoza

mitoza

mitoza

poziom

cykliny B

interfaza

interfaza

interfaza

Regulacja aktywności kinaz cdk -

cyklina

Cyklina D

G1                S                 G2                M

mitoza

mitoza

mitoza

poziom

cykliny B

interfaza

interfaza

interfaza

Regulacja aktywności kinaz cdk -

cyklina

cyklina D jest obecna w komórkach w cyklu komórkowym

Figure 17-17  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja aktywności kinaz cdk -

aktywacja

1. synteza cyklin

2. utworzenie 

kompleksu

CDK z cykliną

3. ufosforylowanie  tyrozyny 161 -

kinaza CAK 

(CDK7-cyklina  H-MAT1)

4. defosforylacja treoniny  14 i tyrozny 15 -

fosfatazy z rodziny CDC25

5. 

ufosforylowanie  cykliny

6. odłączenie 

inhibitorów CKI 

(INK4, CIP/KIP)

CDK + Cyklina

związanie z cykilną powoduje

przemieszczenie pętli T

Zmiany konformacji wywołane przez fosforylację CDK

pętla T blokuje 

dostęp substratu

do enzymu

wolny CDK

fosforylacja T161

fosforylacja powoduje

dalsze przemieszczenie

pętli T

Regulacja aktywności kinaz cdk -

aktywacja

FOSFORYLACJA  TYROZYNY  161

CDK7

MAT1

H

CAK

z ang. CDK Activating  Kinase

ale także składnik czynnika transkrypcyjnego

TFIIH

fosforylacja tyrozyny 161 (CDK1) lub 160 (CDK2)

konieczna do pełnej aktywacji CDK

Regulacja aktywności kinaz cdk -

aktywacja

Figure 17-17  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja aktywności kinaz cdk -

aktywacja

DEFOSFORYLACJA Y14 I T15

fosfatazy z rodziny CDC25 

CDC25A
CDC25B
CDC25C

w CDK1 usuwają grupy fosforanowe z treoniny 14 
i tyrozyny 15, które blokują miejsce oddziaływania
z ATP

background image

4

Figure 17-19  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja aktywności kinaz cdk –

inhibitory  Cdk

CKI 

– CDK inhibitor

INK -

p16

INKa

p15

INKb

p18

INKc

p19

INKd

blokują aktywność 
kinaz CDK4 i CDK6 (faza G1)

CKI

CKI

CDK4

D

CDK6

D

p16

p16

Figure 17-19  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja aktywności kinaz cdk –

inhibitory  Cdk

CKI

CDK2

E

CDK2

A

CDK1

A

CDK1

B

INK -

p16

INKa

KIP/CIP 

– p27

KIP1

p15

INKb

p57

KIP2

p18

INKc

p21

CIP1

p19

INKd

CDK4

D

CDK6

D

p16

p16

p27

p27

p27

p27

CDK4

D

CDK6

D

p27

p27

aktywna kinaza

Figure 17-20a  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja cyklu - proteoliza

APC/C -

kompleks promujący anafazę

ligaza ubikwitynowa

sekuryna 

– chromatydy siostrzane

o roli degradacji białek 
w cyklu kom. więcej w cz. II

Figure 17-20b  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Regulacja cyklu - proteoliza

kompleks - SCF

ligaza ubikwitynowa

ubikwitynylacja CKI 

– późna faza G1, kontrola aktywności kinaz Cdk 

aktywnych w fazie S i podczas replikacji  DNA

Figure 17-21  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Cdk1 cyk B

Cdk1 cyk A

Cdk2 cyk E

Cdk4/6 cyk D

Sieć regulacji 

cyklu komórkowego

Molecular Biology of the Cell

Chapter 17

The Cell Cycle

Copyright © Garland Science 2008

Alberts • Johnson • Lewis • Raff • Roberts • Walter

https://www.youtube.com/watch?v=wqnO2XdDxDY

za chwilę część druga wykładu

dr Edyta Brzóska-Wójtowicz

Cykl komórkowy

Faza M

Stanisław Wyspiański 

Figure 17-4  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-3  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

background image

5

Cykl komórkowy – punkty kontrolne

Figure 17-14  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-21  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Mitoza -PROFAZA

zanik otoczki jądrowej – depolimeryzacja lamin (filamenty pośrednie)

– chromosomy zostają uwolnione z jądra

zmiany w organizacji cytoszkieletu mikrotubularnego 

– formowane jest wrzeciono

zmiany w organizacji filamentów i mikrofilamentów – komórka zaokrągla się

zmiany w stopniu kondensacji chromatyny

Figure 17-16  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

CDK2

A

REGULACJA AKTYWNOŚCI KINAZ CDK-

CYKLINA

CDK1

B

faza M

CDK4

D

CDK6

D

CDK2

E

faza G1

CDK1

A

MPF

Figure 17-25  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

REGULACJA AKTYWNOŚCI KINAZY CDK1-CYKLINA B = 

MPF

= MITOSIS PROMOTING FACTOR

1. synteza
2. utworzenie kompleksu CDK z cykliną
3. ufosforylowanie tyrozyny 161 - kinaza CAK (CDK7-cyklina H-MAT1)
4. defosforylacja treoniny 14 i tyrozny 15 - fosfatazy z rodziny CDC25
5. odłączenie inhibitorów CKI (CIP/KIP)

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

Funkcje MPF

CDK1-cyklina A

konieczna do rozpoczęcia profazy

CDK1-cyklina B

depolimeryzacja lamin

otoczki jądrowej

kondensacja chromosomów

utworzenie wrzeciona podziałowego

reorganizacja aparatu Golgiego

Mitoza -PROFAZA

kondensacja chromatyny
histony są fosforylowane przez MPF (CDK1-cyklinaB)
ale także przez kinazę o nazwie Aurora B 
fosforylacja histonu H1 (?)
fosforylacja histonu H3

ufosforylowany H3

Mitoza

kondensacja chromatyny
kondensyny

Mitoza - PROFAZA

zanik otoczki jądrowej – depolimeryzacja lamin

otoczka jądrowa  – dwie błony 
błona wewnętrzna  związana  z białkami  – lamina  jądrowa  zbudowana  z białek 
– lamin A/C i laminy  B

background image

6

Mitoza

zanik otoczki jądrowej – depolimeryzacja lamin

laminy jądrowe  – MPF (CDK1-cyklina B) fosforyluje laminy  jądrowe
depolimeryzacja  lamin
rozpad błony jądrowej  na pęcherzyki  związane  z laminami   

otoczka jądrowa  – dwie błony 
błona wewnętrzna  związana  z białkami  – lamina  jądrowa  zbudowana  z białek 
– lamin A/C i laminy  B

lamina B

pozostaje 

związana  z pęcherzykami
błonowymi

laminy A/C

w postaci 

monomerów  w cytoplazmie

Mitoza - PROFAZA

centrosom 

– zbudowany z dwóch centrioli – otoczony gamma tubuliną 

duplikacja w cyklu komórkowym – faza S
konieczna aby mogły powstać dwa bieguny wrzeciona podziałowego

Mitoza

centrosom 

– zbudowany z dwóch centrioli – otoczony gamma tubuliną 

duplikacja w cyklu komórkowym – faza S
konieczna aby mogły powstać dwa bieguny wrzeciona podziałowego

Figure 17-31  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Mitoza

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

Figure 17-30  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Mitoza - ANAFAZA

Mitoza - PROMETAFAZA

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

Figure 17-38  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-36a,b  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

background image

7

Figure 17-39  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-28  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Mitoza - METAFAZA

Figure 17-43  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Mitoza - ANAFAZA

Figure 17-46  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-37  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-40  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-42b  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Nigg, 2001

uszkodzenia DNA

nieukończona 

replikacja

DNA

zaburzenia 

replikacji

centrosomów?

kinetochory nie-

związane

z mikrotubulami

nieprawidłowo 

ułożone

chromosomy

SAC

nieprawidłowo

położone

wrzeciono 

podziałowe

profaza

metafaza

anafaza

telofaza

cytokineza

Punkty kontrolne

46 chromosomów

(dwie chromatydy) 

46 chromatyd

46 chromatyd

Figure 17-16  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

CDK2

A

REGULACJA AKTYWNOŚCI KINAZ CDK-

CYKLINA

CDK1

B

faza M

CDK4

D

CDK6

D

CDK2

E

faza G1

CDK1

A

MPF

background image

8

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

Funkcje MPF

CDK1-cyklina A

konieczna do rozpoczęcia profazy

degradacja cykliny A

poprzedza degradację cykliny B

degradacja cykliny A

jest niezbędna do ukończenia fazy M

CDK1-cyklina B

depolimeryzacja lamin

otoczki jądrowej

kondensacja chromosomów

utworzenie wrzeciona podziałowego

reorganizacja aparatu Golgiego

degradacja cykliny B

niezbędna do ukończenia podziału

MPF

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

MPF

syneza

poli-

ubikwitynacja

degradacja

pre-MPF       aktywny MPF                     inaktywacja MPF

kompleks
inicjujący

anafazę

Figure 17-20a  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

murray 2004

(Skp1/Cullin/F-box)

substrat musi być ufosforylowany 

APC musi być ufosforylowane

oraz musi związać  się z Cdc20 

Figure 17-44  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

Punkt kontrolny  wrzeciona  podziałowego  (SAC)

SPINDLE ASSEMBLY CHECKPOINT

Punkt kontrolny  wrzeciona  podziałowego  (SAC)

SAC active

SAC inactive

tubulin

Mad2

chromatin

fot. marta sikora-polaczek (mgr 2004)

Punkt kontrolny  wrzeciona  podziałowego  (SAC)

Cdc20

APC

degradacja 

kohezyn

degradacja

cykliny B

inaktywacja

MPF

degradacja

sekuryny

aktywacja

separazy

aktywator

APC

Figure 17-49a  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

background image

9

Mitoza - TELOFAZA

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

ODTWORZENIE OTOCZKI
DEKONDENSACJA CHROMOSOMÓW
REKONSTRUKCJA  APARATU GOLGIEGO

INAKTYWOWANY MPF

Figure 17-50a  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

CYTOKINEZA

interfaza                   profaza       prometafaza     metafaza      anafaza       telofaza          cytokineza  

Figure 17-60  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

przekazywanie sygnałów

stan spoczynku

podział

różnicowanie

apoptoza

Figure 17-66c  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-66a  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-66b  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Melamud  et al., 2006

mutacje w obrębie prążka q14 chromosomu  13
guz złośliwy pochodzenia  neuroektodermalnego

także: 

ektopowy siatkówczak wewnątrzczaszkowy
guzy złośliwe 

przerzuty do kości czaszki, kończyn, wątroby,  rdzenia kręgowego

biały odblask z dna oka

zez

inaktywacja produktu genu

retinoblastoma (pRb)

Siatkówczak – retinoblastoma

1/15 000 – 20 000 urodzonych dzieci

background image

10

pRB

E2F

pRB

E2F

P

P

P

P

pRB

E2F

CDK4

D

transkrypcja

translacja

inaktywacja  produktu genu retinoblastoma (pRb)

CDK4/6/cyklina D

CDK4

D

CDK2

E

replikacja 

DNA

G0

G1

S

inaktywacja  produktu genu retinoblastoma (pRb)

CDK4/6/cyklina D

pRB

E2F

P

P

P

P

pRB

E2F

P

P

P

pRB

P

E2F

mitogeny

E

Figure 17-62  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-63  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

Figure 17-65  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

nowotworzenie

proto-onkogeny

geny, których produkty regulują podziały komórkowe

mutacje mogą prowadzić do niekontrolowanych podziałów komórek

(c-myc, ras)

geny supresorowe nowotworów

geny, których produkty ograniczają podziały komórkowe

ich utrata lub inaktywacja w drodze mutacji 

powoduje niekontrolowane podziały komórki

uniemożliwiają rozwój nowotworów – geny supresorowe nowotworów

(pRb, p53)

pojedyncza mutacja powoduje powstanie onkogenu 

normalna

komórka

aktywowany onkogen

stymuluje

podziały komórkowe

protoonkogen

pojedyncza mutacja powoduje powstanie onkogenu 

normalna

komórka

normalna

komórka

mutacja inaktywuje

jedną kopię

genu supresorowego

nowotworów

aktywowany onkogen

stymuluje

podziały komórkowe

brak efektu

inaktywacji jednej

kopii genu

protoonkogen

funkcjonalny gen

background image

11

pojedyncza mutacja powoduje powstanie onkogenu 

normalna

komórka

normalna

komórka

mutacja inaktywuje

jedną kopię

genu supresorowego

nowotworów

druga mutacja 

inaktywuje

drugą kopię

genu supresorowego

nowotworów

aktywowany onkogen

stymuluje

podziały komórkowe

brak efektu

inaktywacji jednej

kopii genu

inaktywacja obu

kopii genu prowadzi do 

niekontrolowanych

podziałów komórkowych

funkcjonalny gen

protoonkogen

Figure 20-33  Molecular Biology of the Cell

(© Garland Science  2008)

M

G2

S

G1

Cykliny D

CDK 4 & 6

Cykliny E

CDK 2

Cykliny A&E

CDK 2

Cyklina A

CDC 2

Cyklina B

CDC 2

CDK – to kinazy białkowe czyli enzymy fosforylujące inne białka

ich aktywacja wymaga połączenia z cyklinami

Geny odpowiedzialne za regulacje cyklu komórkowego

pRB

aktywnie

blokuje

transkrypcję

M

G2

S

G1

pRb 

produkt

genu supresorowego

retinoblastomy

Geny odpowiedzialne za regulacje cyklu komórkowego

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

aktywnie

blokuje

transkrypcję

M

G2

S

G1

Cykliny D

CDK 4 & 6

pobudzenie podziałów

czynniki wzrostu, hormony

Geny odpowiedzialne za regulacje cyklu komórkowego

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

aktywnie

blokuje

transkrypcję

M

G2

S

G1

Cykliny D

CDK 4 & 6

Cykliny E

CDK 2

Cykliny A&E

CDK 2

Cyklina A

CDC 2

Cyklina B

CDC 2

pobudzenie podziałów

czynniki wzrostu, hormony

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

P P P P

inactive

pRB

P P P P

nieaktywna

pRB

aktywnie

blokuje

transkrypcję

M

G2

S

G1

Cykliny D

CDK 4 & 6

Cykliny E

CDK 2

Cykliny A&E

CDK 2

Cyklina A

CDC 2

Cyklina B

CDC 2

p16

p27

pobudzenie podziałów

czynniki wzrostu, hormony

czerniak, rak przełyku, trzustki, 

dróg żółciowych okrężnicy

czerniak, mięsaki, rak okrężnicy, 

rak sutka, i inne

czerniak, mięsaki, glioma i inne

retinoblastoma, kostniakomięsak, 

rak pęcherza moczowego i inne

zmiany obserwowane w nowotworach

(mutacje punktowe, delecje, amplifikacje i inne)

Dimova & Dyson, 2005

CDK4

D1

p16

pRB

Nowotworzenie

glioma/blastoma >80%

rak sutka >80%

rak płuc >90%

rak trzuski >80%

rak przewodu pokarmowego >80%

endometrium macicy >80%

rak pęcherza >70%

szpik kostny (białaczki) >90%

głowa/szyja >90%

limfoma >90%

czerniak >20%

rak wątroby >90%

rak prostaty >70%

jądra/jajniki >90%

kość (osteosarkoma) >80%

inne sarkomy >90%

przysadka >80%

Czynniki zaangażowane w regulację fazy G1 komórkowego: 

cykliny, CDK, inhibitory z rodziny INK, retinoblastoma,  p107, p130