Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Regulering av eukaryotisk cellesyklus- Kap. 13 Tor-Henning Iversen Plantebiosenteret, Biologisk Institutt, NTNU, 7491 Trondheim PBS`hjemmeside :www.plantebiosenteret.no e-mail : Tor-Henning.Iversen@chembio.ntnu.no

Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (Del 13.1) Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Emner som gjennomgåes i dette kapittelet Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (Del 13.1) Skjematisk oversikt over syklusen Reguleringsmekanismer i syklus Eksperimenter for påvisning av kontroll-proteiner i syklus Biokjemiske studier av utvikling hos frosk (Del 13.2) Modningsfaktorer (MPF) i oocyter (eggcelle i utvikling) Cyclin B-nivåer og MPF Nedbrytning av cykliner Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller Regulering av MPF kinase aktivitet Molekylære mekanismer for regulering av mitose (Del 13.4) Laminer og nedbrytning av kjernemembranen Start av anafase Fosfatase-aktivitet for gjendanning av kjernemembran og cytokinese

Celle-syklus kontroll i dyreceller (Del 13.6) Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Emner som gjennomgåes i dette kapittelet Genetiske studier av gjærceller (kun overfladisk gjennomgang) (Del 13.5) Saccharomyces cerevisiae Cdc28 G1 cykliner og Cdc28 - start på S-fase Nedbrytning av S-fase inhibitor og DNA-replikasjon Multiple cykliner styrer kinaseaktivitet Celle-syklus kontroll i dyreceller (Del 13.6) Multiple Cdk og cykliner regulerer dyrecellesyklus To gen-klasser og deres uttrykk Passasje gjennom restriksjonspunkter Cyclin A gir DNA-syntese - Cdk1 mitose Cyklin-kinase inhibitorer medvirker i cellesyklus-kontroll Sjekkpunkter i reguleringen av cellesyklus (Del 13.7) Ikke-replikert DNA hindrer mitose Uregelmessig samling av mitotisk spindel stopper anafase Betydning av tumor- og cyklin-kinase hemmere

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (Del 13.1) Innledning Regulering av cellesyklus er kritisk for normal utvikling - manglende kontroll gir kreftcelleutvikling Celle-replikasjon er styrt av riktig timing av kjerne DNA-replikasjon og mitose Hovedkontrollen skjer vha heterodimere protein kinaser -med en regulatorisk og katalytisk underenhet Disse kinasene regulerer aktiviteten av multiple proteiner - som deltar i DNA-replikasjon og mitose - ved forsforylering på bestemte regulatoriske seter.

Skjematisk oversikt over syklusen Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Skjematisk oversikt over syklusen Cellesyklus består av 4 hoveddeler (Figure 13-1) : S-fasen (DNAsyntese og replikasjon av kromosomer) G2-fasen leder til mitose (M) M-fasen (start av mitosen- *profase, **metafase, ***anafase, ****telofase) G1-fasen (perioden før DNA-syntesen starter i S-fasen) Postmitotiske celler kan gå over i en G0-fase - en hvilefase - før de evt. går over i S-fasen *profase : kromosomene kondenseres **metafase :søster-kromatider (DNA-replikasjon under S-fasen) bundet til sentromeren blir plassert i celle-sentrum ***anafase : søster-kromatidene skilles og beveges til motsatte poler (mitotisk apparat) ****telofase:kromosomene dekondenseres, kjernemembranen gjendannes Figure 13.1 M= mitose, G1, S og G2 utgjør interfase -perioden mellom en mitose og neste

Reguleringsmekanismer i syklus Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Reguleringsmekanismer i syklus Cykliner (regulatoriske underenheter) og deres katalytiske underenhet cyklin-avhengige kinaser (Cdk) i de heterodimere protein kinaser er ansvarlige for reguleringen av cellesyklus. (CdkC=Cyclin-dependent kinase Complexes) Tre klasser av Cdk kontrollerer de ulike trinn i syklusen - G1 -, S-fase og mitotiske Cdk-komplekser (Figure 13-2) Detaljer i trinnene 1-10 omfatter - i tillegg til de tre Cdk-klasser - S-fase-inhibitorer, pre-replikasjonskomplekser og anafase-promoterende-komplekser (APC). Figure 13-2 er meget viktig og detaljene må læres. I høyere organismer oppnås kontroll av cellesyklus ved regulering av G1 -Cdk komplekser. Syntesen av disse skjer ved ekstracellulære vekstfaktorer = mitogener. Når den først er aktivisert av mitogenene fortsetter cellesyklus gjennom mitose - selv om mitogene forsvinner. Det kritiske trinnet i sen G1 -fase hvor ikke mitogener lenger trenges , kalles restriksjonspunktet.

Figure 13-2 : Modell av regulering av den eukaryotiske cellesyklus. Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Figure 13-2 : Modell av regulering av den eukaryotiske cellesyklus.

Eksperimenter for påvisning av kontroll-proteiner i syklus Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Oversikt over cellesyklus og dens kontroll (forts.) Eksperimenter for påvisning av kontroll-proteiner i syklus Mikroskopisk lett gjenkjennelige og temperatur-følsomme mutanter av to arter av gjærceller - S. cerevisiae og S. pombe - som respektivt formeres ved knoppskyting og fisjon, har vært av betydning for klarlegging av kritiske reguleringstrinn i cellesyklus. Mutanter av S. cerevisiae med en cellesyklus-defekt kalles cdc(cell-division-cycle)- mutanter (Figure 8-9). Tilsvarende vil S. pombe danne sterkt forlengete cdc- og wee-mutanter som er lett gjenkjennelige pga morcellen sin korte form. I Figure 13-4 er vist den eksperimentelle basis for reguleringstudier av cellesyklus ved transformasjon av cdc-mutanter.Også biokjemiske analyser av celle-ekstrakter av egg og tidlige embryoer av bl.a amfibier, gir mye kunnskap om regulering av cellesyklus. Figure 13-4 Isolering av vill-type celledelingsyklus (CDC)- gener fra S. cerevisiae som bærer temperatur-følsomme mutasjoner i disse gener.

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Biokjemiske studier av utvikling hos frosk Innledning Studier av oocyter dvs. eggceller i utvikling hos frosk og de faktorer som bestemmer inngang til mitose, har vært avgjørende for kunnskap ervervet om cellesyklus-regulering. For å forstå eksperimentene må man ha kunnskap om froskeeggenes utvikling i ovariene via en DNA-arrestert G2-vekstfase , steroid-hormonet progesteron -->meiose I og II, overgangen til egg og etter befruktning med sperm utvikles en diploid zygote hvorfra mitosen starter med utviklingen av tidlig embryogenese (Figure 13-5a). Figure 13-5 Modning av eggceller hos frosk (a) og test av MPF (b).

Modningsfaktorer (MPF) i oocyter Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Biokjemiske studier av utvikling hos frosk (forts.) Modningsfaktorer (MPF) i oocyter In vitro-forsøket vist i Figure 13-5 demonstrerer at progesteron induserer dannelsen av en modningsfaktor (MPF). MPF er vist å ha en nøkkelrolle ved starten av mitose i alle eukaryote celler. MPF-nivået i ulike cellestadier er vist i Figure 13-6. MPF kontrollerer starten av mitosen hos alle somatiske celler - såvel som froskens oocyt-overgang til meiose. MPF kalles derfor også en mitose-promoterende -faktor. MPF er et av de heterodimere komplekser sammensatt av et cyklin og en cyklinavhengig protein-kinase (Cdk) - nå kjent for å regulere cellesyklus (Figure 13-2). Figure 13-6 Oscillasjoner i MPF-aktivitet under meiotiske og mitotiske celle-sykluser i froske-egg og embryoer

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Biokjemiske studier av utvikling hos frosk Cyklin B-nivåer og MPF Proteinet cyklin B syntetiseres kontinuerlig gjennom de embryoniske cellesykluser men forsvinner brått ved starten av anafasen. Påvist eksperimentelt at cyklin B er en underenhet i MPF. På basis av observasjoner av dannelse/oppløsning av kjernemembran og kondensering/dekondensering av kromosomer følges parallelliteten i konsentrasjonen av Cyklin B og MPF-aktiviteten (Figure 13-7). Tilførsel av cycloheximide (protein-syntese hemmer) stoppet syntesen av cyklin B og samtidig økningen i MPF-aktivitet. Figure 13-7 illustrerer også hvordan tilførsel av RNAse, sperm kromatin, WT cyklinB mRNA og og ikke-nedbrytbar cyklinB mRNA påvirker tidlige (blått på figur; kromosom kondensering/oppløsning av kjernemembran) og sene (orange på figur; kromosom-dekondensering og dannelse av kjernemembran) mitotiske hendelser. I sum kan det sies at proteolyse av mitotiske cykliner - som fører til nedsettelse av MPF-aktiviteten - er et krav for avslutningen av mitosen. Figure 13-7

Nedbrytning av cykliner Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Biokjemiske studier av utvikling hos frosk Nedbrytning av cykliner Nedbrytningen av de mitotiske cyklinene (cyklin A og B) skjer i destruksjonsbokser (Figure 13-8) hvor ubiquitin ,tre typer av enzymer (E1-E3) og proteasomer deltar i en prosess kalt polyubiquitinering. Figure 13-8 Polyubiquitinering av mitotiske cykliner

Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller Mer kunnskap om MPF og dens regulering kom fra studier av fisjonsgjærcellene Cdc2 i S. pombe med fenotypiske karakter hvor lange celler skal inn i mitose mens korte celler nettopp har avsluttet cytokinese (Figure 13-10 a og b). Basis for alle forsøkene er bruk av to grupper av mutanter: 1. cdc (ekstremt lange, deler seg ikke) og 2. wee (= cdcD: mindre enn normale celler) - se Figure 13-11. Figure 13-10 Figure 13-11

Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller (forts.) Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller (forts.) En rekke gener er identifisert i begge mutanter; for nomenklatur av villtype-gener (cdc2+ ), reccessive muatsjoner (cdc2- ) og proteiner (Cdc2 = protein kinase) kodet for av spesifikke gener- se boken. Mangel på Cdc2 aktivitet forhindrer at mitose igangsettes - overskudd av Cdc2 gjør at mitosen starter tidligere dvs. Cdc2 er en nøkkelregulator for mitose i S. pombe . Funnet at humant cDNA koder for et protein identisk med Cdc2 dvs. støtte for antakelsen om at mitose styres av proteiner som er konservert gjennom evolusjonen. cdc2-genet koder for en protein-kinase med homologi til cyklin B i sjøpinnsvin og frosk. Cdc2- proteinet som assosieres med et B-type mitotisk cyklin, kodes for av cdc13+-genet og danner en heterodimer som er identisk med MPF. Videre undersøkelser av mutantene har vist at MPF-reguleringen i S. pombe skjer ved fosforylering og defosforylering av spesifikke regulatoriske seter (Y15 og T161) i den katalytiske underenhet. For detaljer om reguleringen ved MPF protein-kinase vises til Figure 13-13 som er en sentral figur når det gjelder regulering ved bruk av MPF. Figure 13-13

Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller (forts.) Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Genetiske studier av gjærceller (Del 13.3) Mutasjoner og modningsfaktorer i gjærceller (forts.) I sum kan det sies at det er to dominerende mekanismer for kontroll av start av mitose : 1. Regulering av konsentrasjonen av mitotiske cykliner (se Figure 13-9) 2. Regulering av aktiviteten av MPF (se Figure 13-13) Figure 13-9

Laminer og nedbrytning av kjernemembranen Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Molekylære mekanismer for regulering av mitose (Del 13.4 Laminer og nedbrytning av kjernemembranen En sentral figur som viser de viktigste trinn i mitosen er Figure 19-34 (s. 824) - kromosom-kondensasjon, dannelse av mitotisk spindel og nedbrytning av kjernemembranen. Disse prosessene skjer ved bruk av proteiner fosforylert av MPF. Figure 19-34

Laminer og nedbrytning av kjernemembranen (forts.) Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Molekylære mekanismer for regulering av mitose (Del 13.4) Laminer og nedbrytning av kjernemembranen (forts.) Den indre kjernemembranen (utvidelse av ER) er støttet av kjernelaminer (A, B og C) - en type cytoskjellett proteiner (Figure 13-15). Kjernemembranen nedbrytes tidlig i mitosen ved depolymerisering av kjernelaminene som en konsekvens av at MPF fosforylerer spesifikke serin-rester i alle tre typer laminer (Figure 13-15b). Også andre mitotiske reaksjoner (f.eks. kromosom-kondensasjon) er styrt av MPF katalyserte fosforyleringer. I denne sammenheng deltar SMC (structural maintenance of chromosomes)-proteiner i større protein-komplekser kalt condensin som har en viktig rolle ved kromosom-kondensasjonen.

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase Gjennom anafasen skal de to søster-kromatidene skilles i to uavhengige kromosomer. Hver inneholder en sentromer som er bundet med spindelfibrer til den polen som den beveger seg mot. Samtidig strekkes cellen og pol-til-pol spindlene. Cytokinesen starter når brytningsfuren( cleavage furrow) kommer til syne (Figure 19-34):

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase Sentralt i starten av anafasen er kinetochoren samlet i sentromeren og multiprotein-komplekser kalt cohesiner som reguleres av anafase-inhibitorer. Ved inaktivering av cohesin-funksjonen vil søsterkromatidene kunne beveges mot polene (Figure 13-18). Figure 13-18

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase Den kompliserte kontrollen av starten av anafasen og utgangen fra mitosen er vist i Figure 13-19 :

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Molekylære mekanismer for regulering av mitose (forts.) Start av anafase Fosfatase-aktivitet kreves for gjendanning av kjernemembran og cytokinese I telofase skal kjernemembranen gjendannes ved repolymerisering av kjerne-laminer. Dette krever spesifikke protein-fosfataser. Figure 13-20 viser skjematisk gjendannelsen av kjernemembranen hvor karyomerer (minikjerner) tilslutt smelter sammen til kjernene i de to dattercellene. Figure 13-20

Saccharomyces cerevisiae Cdc28 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Genetiske studier av gjærceller (Del 13.5) Saccharomyces cerevisiae Cdc28 Avgjørende for om en celle skal dele seg er at den bestemmer seg for å gå inn i S-fasen. Kunnskap om molekylær kontroll av inngang til S-fasen og av DNA-replikasjon kommer fra undersøkelser av S. cerevisiae som formeres ved knoppskyting (Figure 13-22). Sentral i undersøkelsene av S. cerevisiae har vært mutanten Cdc28 - som funksjonelt er lik S. pombe Cdc2. Etter å ha nådd en viss størrelse i G1-fasen (avhenger av næringstilførsel), starter et gen-ekspresjonsprogram i gjærcellen som tilslutt ender med overgang til S-fasen. Etter at kritisk cellestørrelse er nådd kan ikke prosessen reverseres(”the point of no return”) - selv om cellen kommer over på et mindre næringsrikt medium. Figure 13-22

G1 cykliner og Cdc28 - start på S-fase Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Genetiske studier av gjærceller (Del 13.5)-forts. G1 cykliner og Cdc28 - start på S-fase S. cerevisiae vill-type genet (CDC28) uttrykker en enkel cyklin-avhengig protein-kinase (Cdk) som samvirker med ulike cykliner gjennom ulike faser av cellesyklusen (se Figure 13-26). Tre cykliner er aktive i G1-fasen (Cln1, Cln2 og Cln3) og andre B-type cykliner i S-fasen (Clb3-6) med spesifikke oppgaver . DENNE DELEN AV KAP. 13 ER FOR TEKNISK DETALJERT UTEN AT DEN GIR OVERORDNET KUNNSKAP. AV DENNE GRUNN GÅR s. 519-524 UT AV PENSUM.

Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10 Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Celle-syklus kontroll i dyreceller (Del 13.6) Innledning I pattedyr må vi skille mellom ulike celletypers potensiale for å gjenomgå en cellesyklus mer enn en gang. Postmitotiske celler går ut av cellesyklus i G1 - før de differensieres og går over i G0 hvor de blir der resten av sin levetid (se Figure 13-1). Noen differensierte celler (fibroblaster og lymfocytter) kan stimuleres i G0 -fasen til å inngå i cellesyklus på nytt og replikeres. De fleste cellesyklus-studier av dyreceller har vært utført med celler i kultur som krever visse polypeptid-vekstfaktorer (mitogener) som signalmolekyler som bindes til receptorer før start av celledeling. Mitogenene starter en kaskade av fenomener - kalt signal transduksjon - som tilsist påvirker transkripsjon og cellesykluskontroll. Omtales utførlig i Kap. 20. Uten mitogener er cellene i G0 -fasen - når disse tilsettes vil de hvilende (quiescent) cellene passere gjennom restriksjonspunktet (tilsvarer START i gjærceller - se Figure 13-22) og gå inn i S-fasen for siden å fortsette i cellesyklus.Restriksjonspunktet er ”the point of no return”.

Multiple Cdk og cykliner regulerer dyrecellesyklus Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) Multiple Cdk og cykliner regulerer dyrecellesyklus I motsetning til gjærceller- som produserer en enkel cyklin-avhengig kinase (Cdk) - så bruker dyreceller en liten familie av nærbeslektede Cdk (Cdk1, 2,4,6 - Cdk3 og 5 brukes ikke i cellesykluskontroll) til å regulere fremdriften gjennom cellesyklus. I likhet med gjærceller så uttrykker dyreceller multiple cykliner. Alle eukaryote celler har cyklin A og B proteiner - i humane celler finnes også cyklin D og E som uttrykkes i G1. Hvordan og når Cdk-cykliner virker i G0-arresterte dyreceller - etter tilførsel av vekstfaktorer dvs. mitogener - er vist i Figure 13-29. Figure 13-29

To gen-klasser og deres uttrykk Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) To gen-klasser og deres uttrykk Tilførsel av vekstfaktorer induserer transkripsjon av multiple gener ; 1. Tidlig respons-gener og 2. Forsinket respons-gener (Figure 13-30a) . De siste blokkeres av proteinsyntese-inhibitorer (Figure 13-30b) - de første koder for dannelse av transkipsjonsfaktorer (c-Fos, c-Jun) som da er tilstede i G0-celler. Konsentrasjonen av ”Tidlig respons-gener ” (egentlig deres mRNA) faller raskt, men har allerede gitt grunnlag for produksjonen av ” Forsinket respons-gener ”. ” Forsinket respons-gener” koder i sin tur for D-og E-type cykliner og Cdk2,4,6 (se over). Figure 13-30

Passasje gjennom restriksjonspunkter Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) Passasje gjennom restriksjonspunkter Passasje gjennom restriksjonspunkter avhenger av aktivisering av E2F transkripsjonsfaktorer. E2F-faktorene stimulerer transkripsjon av gener som kreves for DNA-replikasjon, DNA-syntese, og syntese av Cdk2, cyklin E og cyklin A. E2F-aktiviteten hemmes ved binding til RB-protein og to nærbeslektede proteiner (p107 og p130). Ved bindingen mellom RB-proteinet og E2F vil E2F gå over fra å være transkripsjonsfaktorer til repressorer. Fosforylering av RB-proteinet hemmer dets represserende evne i midt G1 og sen G1 (Figure 13-31) - først ved Cdk4/6-cyklin D og deretter når ekspressjon av Cdk2-cyklin E er stimulert. Prosessene resulterer i positiv feedback (blå piler på Figure 13-31) som fører til rask økning av både E2f og Cdk2-cyklin E ettersom cellene nærmer seg sen G1 --> S-fasen. Figure 13-31

Cyklin A gir DNA-syntese - Cdk1 leder til mitose Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Celle-syklus kontroll i dyreceller (forts.) Cyklin A gir DNA-syntese - Cdk1 leder til mitose Syntese av cyklin A starter når cellene nærmer seg G1 --> S-fasen. Cyklin A blir umiddelbart transportert til kjernen. Cdk2-cyklin A kreves for DNA-replikasjon og kan være den kinasen som aktiverer pre-replikasjonskompleksene som starter DNA-syntesen. Cyklin B blir først syntetisert i S-fasen, øker i mengde når cellene gjennomgår G2, når en topp i tidlig mitose og faller etter anafase.Cdk1-cyklin B leder inn i mitosen. Cyklin A og B blir polyubiquitinated av anafase-promoting complex (APC) med påfølgende nedbrytning i proteasomene i sen anafase ( se parallel i Figure 13-9). Cyklin-kinase inhibitorer medvirker i cellesyklus-kontroll En cyklin-kinase inhibitor (CKI) er ennå ikke påvist i dyreceller , men man antar at det finnes to klasser ; 1. CIP (Cdk inhibitory protein) og 2. INK4 (inhibitor av kinase 4). Disse to inhibitorene og fosforylering og defosforylering som i S. pombe (se Figure 13-13) medvirker til å regulere aktiviteten av dyrecelle Cdk-cyklin-komplekser.

Ikke-replikert DNA hindrer mitose Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Sjekkpunkter i reguleringen av cellesyklus (Del 13.7) Innledning Medisinske aspekter med katastrofale følger kan komme som en konsekvens av at cellesyklus-reguleringen svikter. Eksempler er når sammensmelting av celler på ulike trinn i syklus finner sted (se boken). Fenomener som opptrer er bl.a. nondisjunction-->Down syndrom (Figure 13-33). For å minimalisere slike mistak i cellesyklus, har cellen 4 sjekkpunkter (Figure 13-34). Ikke-replikert DNA hindrer mitose Celler som ikke replikerer alle kromosomer går ikke inn i mitose.Sjekkpunktkontrollen her er ikke-replikert DNA (S-arrest; Figure 13-34) og hemming av MPF-aktivering. Hvordan denne kontrollen foregår er under utredning ved bruk av gjærcelle-mutanter med defekter i dette sjekkpunktet. Figure 13-33 Figure 13-34

Uregelmessig samling av mitotisk spindel stopper utgang av anafase Forelesninger i BI 316 - Cellebiologi III - 10.september 2002 Sjekkpunkter i reguleringen av cellesyklus Uregelmessig samling av mitotisk spindel stopper utgang av anafase Bruk av colchicine som hemmer av mikrotubuli-polymerisering og derved oppbygging av mitotisk spindel, er et annet sjekkpunkt (M-arrest; Figure 13-34). Cellene når mitose men det stopper opp med kondenserte kromosomer. Mangel på mitotisk spindel registreres og derved hindres APC-polyubiquitination dvs. anafase-inhibitor er fortsatt tilstede og metafase--> anafase uteblir. I sum : MPF-aktivitet forblir høy, kromosomer forblir kondenserte og kjernemembrane gjendannes ikke. Betydning av tumor- og cyklin-kinase hemmere Celler skadet av UV eller røntgen-stråler dvs. DNA-skader , stopper opp i G1- og G2-fasene -inntil skadene er reparert. Medisinske aspekter : Tumor-suppressor-gener er gener hvis inaktivering bidrar til utvikling av en tumor. Kreft i humane celler kan skyldes p53-protein. Dette virker mest i G1-fasen, men også i G2-fasen i sjekkpunkt for DNA-skader. For mer utførlig omtale av p53 vises til forelesninger av Berit Johansen om kreft og Kap. 23 og 24.