Vecka 6 - Cellcykeln

Question 1

Vad är early response?

Hur lång tid tar det att nå early response?

Answer 1

Initiala förändringar vid signalering av tillväxtfaktorer –> transkription av early response gener Fos Jun och Myk.

1 timme innan denna process kommer igång.

Question 2

Vilka signalvägar ger upphov till early response?

Bara nämn dem

Answer 2

Tillväxtfaktorreceptor tyrosinkinas startar.

1. STAT-vägen
2. MAP-kinasvägen
3. Fosfolipas-gamma

Question 3

Hur många CDK/CKI finns det, vilka?

Answer 3

1. G1 CC - uppregleras pga sena G1-gener
2. G1/S CC- kring restriciton point
3. S-CC
   - fosforylerar preinitieringskomplexet
4. M-CC
   - sen G2 och M-fas

CC = Cyklin/CDK

Question 4

Beskruv hur MAP-k vägen agerar i G1 fasen.

Answer 4

1. Raf –> Mek –> Map kinas.
2. MAPK kommer fosforylera p90 kinas i cyoplasman.

• P90 kinas fosforylerar SKF
• MAPK fosforylerar TCF, MYC

Question 5

Vilka transkriptionsfaktorer kommer ge delayed response?

Beskriv vilka transkriptionsfaktorer som ger upphov till vilka gener som transkiberas.

Answer 5

SRF, MYC, TCF.

SRF –> Fos Jun
Myc –> Myc

Question 6

Beskriv hur STAT vägen påverkar early response.

Answer 6

Tyrosinkinasreceptor med JAK dimer. JAK fosforylerar STAT-proteiner.

STAT dimeriserar och går in i cellkärnan och är själv en transkriptionsfaktor som sätter sig på Fos Jun och Myk gener

Question 7

Beskriv hur PCL-gamma leder till early response.

Answer 7

1. PCL-gamma aktiveras
2. Spjälkar PIP2 –> IP3 och DAG
3. DAG och IP3 kommer aktivera Proteinkinas C som fosforylerar Raf. En konvergerad signalväg av tyrosinkinas och PCL-gamma är nödvändig för tilräcklig fosforylering av Raf.
4. Raf (MAPKKK) tillhör MAP-kinasvägen

Question 8

Beskriv vad vilka proteiner som kommer ge upphov till delayed response? Sena G1-fasgener

Nyckelord proteiner, komplex, förbereda

Answer 8

När enhancers som TCF, Myk och SRF satt sig på efter fosforylering, kommer dem ge

• Fos
• Jun
• Myk

Fos/Jun bildar komplex i cytoplasman –> AP1

Myc går ihop med ett cytoplasmatiskt protein som heter Max. Går in i cellkärnan och ger sena G1-fasgener.

AP1 och Myc/Max uppreglerar gener inför S-fasen

• T.ex. replikationskomplex proteiner
• Ökad syntes organeller.
• Till sist transkription av G1-cykliner

Question 9

Vad händer i delayed response gällande cellens translation?

Answer 9

Under delayed response kommer Ap1 komplex och Myc/Max förutom att uppreglera t.ex. proteiner och organeller inför celldelningen

Men för snabbare translation kommer även ribosomens aktivitet uppregleras av signalvägen PI3 kinas samtidigt.

Detta sker genom PI3 kinas som aktiverar Akt som i vissa steg kommer leda till att S6-kinas fosforyleras.

S6 fosforylerar ribosomala proteiner och ökar ribosomens aktivitet.
- speciellt mRNA med pyrimidiner.

Question 10

Vad är speciellt för pyrimidinrika mRNA gällande cellcykeln?

Answer 10

Pyrimidinrika mRNA sammanfaller ofta för att koda för proteiner som ingår i cellcykeln.

Ribosomen translaterar särskilt dessa i en ökad omfattning efter aktivering genom S6-kinas som fosforylerar Ribosomala proteiner.

Question 11

Vad gör G1-CDK.

Nyckelord kinas

Answer 11

I den sena fasen av G1 så kommer G1-CC att transkiberas. Dessa ökar i koncentration pga delayed response.

G1 CDK - Cykline dependent kinase, är ett kinas som kommer fosforylera proteinet

• CDH1 i cytosolen.
• ERB i cellkärnan.

ERB är en hämmare av Ef2 som är en transkriptionsfaktor.

Question 12

Vad är ERB- vad gör den, hur regleras den och i vilken fas är vi i nu? Beskriv fasen.

Answer 12

Vi närmar oss restriction point.

ERB är ett negativt reglerande protein som hämmar transkriptionsfaktorn Ef2.

G1 CDK kommer fosforylera ERB så den släpper från Ef2.

1. Ef2 blir aktiv och uppreglerar
   - mer Ef2
   - G1/S CC.
2. G1/S CC som bildas kommer fosforylera ERB –_> ökad aktivitet av Ef2.

Mer Ef2 bildas, därav mer gener som transkiberas.

Detta är alltså en positiv feedback.

Slutet av restriciton point - Allt RB har lossnat från Ef2

1. Med mycket fosforylering av Ef2, kommer vi få stor aktivitet. Nu uppregleras även S- CC och S-fasgener.

Question 13

Vid restriction point bildas två st Cyklin/CDK. Den sista av dem som bildas, vilken aktivitet har denna? Reglering?

Answer 13

S-CC kommer vara inaktiv!

• Wee1 kinas som finns redan i cellen kommer sätta på en negativ fosfat på S-CDK under restriction point.
• Det finns även CKI som hämmar hela komplexet som kommer hämma om det finns DNA skada.

Question 14

Hur regleras S-CKI?

Answer 14

En timme efter restriction point kommer G1 och G1/S-cykliner att fosforylera denna vilket leder till att denna bryts ner. Fosfaten som sätts på lockar till sig SCF ligaset –> proteasom.

Då blir S-CDK och Cyklin fri från denna. Men fortfarande kommer Wee1 att fosforylera med negativt på CDK!

Question 15

Vad är definitionen på att S-fasen börjar?

Answer 15

Sker ca en timme efter RP

• S-CDK har bildats.
• S-CKI har brutits ner pga G1/S-cyklin som bildas under restriction point.
• Wee1 inaktiverar S-CDK fortfarande.

Question 16

Vilken funktion har S-cyklin CDK?

Answer 16

När denna är aktiv kommer CDK att fosforylera proteiner som fosforylerar
- DNA-helikas

S-CDK fosforylerar även

• Cdc6
• ORC

Geminin har även bildats nu under tidig S-fas. Inte pga S-cyklin dock. Geminin kommer att binda Cdt1

S-CC aktiverar dessutom faktorerna i replikationskomplexet.

Question 17

Hur regleras geminin?

Answer 17

Geminin transkiberas och finns i cytosolen hela tiden (?)

Men pga Cdh1 i cytosolen, som binder till APCC, kommer APCC ubiquitinylera Geminin som bryts ner.

När G1- cyklin bildats pga delayed response, kommer denna fosforylera Cdh1. Därmed inaktiveras denna adaptor och APCC blir inaktiv.

Då ackumuleras geminin i cytosolen.

Question 18

Vilka är våra laddningsfaktorer i pre-replikationskomplexet?

Hur regleras dem?

Answer 18

• Orc - kommer att inaktiveras av S-cyklin
• Cdt1 - inaktiveras av Geminin
• Cdc6 - inaktiveras av S-cyklin

Question 19

Hur länge pågår replikation?

Answer 19

Replikationen pågår 7-10 timmar, pga S-CDK

Question 20

Vilken fas går vi in i när replikation är slut?

Answer 20

Från S till G2. G2 är fasen då DNA är färdigreplikerat och väntar på M.

Question 21

Vad måste till för att M-fasen ska starta?

Answer 21

Allt DNA måste ha replikerats korrekt.

Question 22

Hur regleras checkpointen från G2 till M?

Answer 22

M-cyklin CDK i cytosolen är den som kommer vid aktivt tillstånd att aktivera M-fasen.

Men för att M-CDK ska bli inaktivt får inte DNA vara skadat eller ej färdigreplikerat.

Question 23

Hur regleras M-cyklin?

Answer 23

Om DNA är skadat eller inte färdigt kommer
- Atm
- Atr
känna av detta.

Dessa kinaser fosforylerar Chk 1 och 2. Chk 1/2 kommer fosforylera fosfataset cdc25 som plockar bort den negativt reglerande fosfaten på M-CDK. Därmed kommer Wee1 att få övertaget (som ger en negativt fosfat).

Question 24

Hur regleras Wee1 under M-fasen?

Answer 24

När DNA är färdigreplikerat kommer inte cdc25 att inhiberas av Chk1 och 2.

Därmed kommer denna att i högre utsträckning plocka bort den neg fosfaten som Wee1 sätter till M-CDK.

När detta sker, kommer M- CDK vara aktiv. Genom en positiv feedback kommer Wee1 att fosforyleras av M-CDK –> Wee1 inaktiveras.

M-CDK fosforylerar även Cdc25 och höjer istället dennas aktivitet.

Question 25

När bildar M-cyklin under cellcykeln?

Answer 25

Under G2-fasen.

Question 26

Vad aktiverar M-cyklin för proteiner? Vad leder denna fosforylering av dessa till?

Answer 26

Aurorakinaser och polokinas kommer aktiveras. Dessa kommer aktivera mitotiska processer 1. Kondensation 2. Kärnmembranets uppläsning 3. MTOC bildas (spolkroppen)

Question 27

När är cellen redo att gå från M till A? Hur känns detta av från cellen? Nämn bara vilka proteiner som känner av detta. Nämn hur ett specifikt kinas reglerar.

Answer 27

1. Spolkropp färdig, dessa mikrotubuli måste bundit till var sin systerkromatid. 2. Aster måste vara färdig som drar centromeren mot plasmamebranet. När kinetokormikrotubuli har fäst sin systerkromatid kommer det ske en spänning i kinetokorerna som Aurorakinas B känner av. Om inte det sker en spänning --> detta leder till att kinetokor MT släpper och börjar om att bilda en ny spolkropp. Mad2 är ett protein som känner av när spolkroppen är klar.

Question 28

Spolkroppen är klar och binder till varsin systerkromatid Vilket protein kommer nu att känna av detta? Nyckelord flera proteiner, separering.

Answer 28

Mad2, denna hämmar cdc20 när spolkroppen inte är färdig. Cdc20 kommer nu inte hämmas. Denna kommer då att binda ett ligas, APC/C. APC/C kan få ubiquitinylera komplexet Sekurin/Separas. Den Ubikvitnylerar Sekurin som hämmar separas. Därmed släpps Separas fri och denna kommer klyva kohesinringarna som sitter runt systerkromatiderna vid centromeren. Nu kan går vi in i Anafas - separation.

Question 29

I slutet av M-A fasen, ska cellcykeln avslutas. Vilka proteiner är med och styr här?

Answer 29

När kromatiderna vandrat klart. Cdh1 som fosforylerats för att låta Geminin ackumuleras vid RP (fosforylerades av G1-CDK), kommer nu att bli aktiv igen. Fosfatas aktiverar denna nu och då går denna ihop igen med APC/C. APC/C är ett ligas. Denna är nu aktiv och kommer att degradera M-cykliner. --> Snörp, dekondensation, återbildande av kärnmembran.

Question 30

Vilka cyklininhibitorer har vi (CKI)? Hur aktiveras dem?

Answer 30

P21 och P27 reglerar S-cyklin CDK. P21 - P53 transkriptionsfaktor kommer aktiveras av DNA-skada. Detta leder till att Atm Atr känner av detta --> CHk1/2 fosforylerar P53 som då släpper från inhibitor Mdm2 --> transkription av P21 P27 - Om cellen känner att det blir trångt kommer Tgf-beta utsöndras och därmed kommer transkription av P27 som hämmar Cyklin/CDK

Question 31

P53 transkriptionsfaktor aktiveras av DNA-skada pga Chk1 och 2. Vilka cellulära svar ger detta och vad beror dem olika svaren på trots samma transkriptionsfaktor?

Answer 31

Under en längre tid med aktivering kommer proapoptotiska gener transkiberas vilket leder till apoptos. Den längre tiden ges för att cellen ska ha en chans att reparera DNA. Om en kortare tid, DNA repareras, leder det således endast till att cellcykeln avstannar en tid tills att DNA är reparerat.