[생물 임용 노트]세포 주기 - 3) 세포 주기 조절 : M기 조절

M-cdk의 활성 조절

• S기 직후 M-cyclin 합성이 시작되고 그 농도가 높아져 M-cdk가 축적되면 M기로의 진행이 이루어진다.
• 하지만 처음 M-cdk 생성 시 M-cdk는 불활성화 상태이고, G₂기 끝에 활성을 얻는 cdc25에 의해 억제 인산기가 제거되면서 활성화된다. 활성화된 M-cdk는 억제 인산화 효소 Wee1을 억제하면서 양성 피드백을 일으킨다.
• M-cdk의 M-Cyclin은 cdc20에 의해 활성화되는 APC에 의해 M기의 후기에 유비퀴틴화되어 분해되고 유사분열이 완성된다.

M-cdk와 M-cyclin 활성 변화

M기의 확인 지점

중기 억류 

방추사가 동원체에 붙으면서 생기는 자매 동원체의 장력은 방추사의 염색체 부착 신호가 된다. 만일, 모든 DNA가 방추사에 정상적으로 결합되어 있지 않으면 Mad2가 형성되어 cdc20-APC 활성을 억제한다. 이는 secruin의 분해를 억제하기에 자매 염색체의 분리가 일어나지 않게 된다.

cdc20-APC 복합체

• M-cdk는 유사분열 진행 후 APC를 cdc20과 결합시켜 복합체를 형성시킨다. cdc20-APC 복합체는 Mad2가 없으면 활성화되어 secruin의 분해를 유도하고 secruin이 제거된 seperase는 코헤신을 분해시켜 자매 염색체의 분리를 일으킨다.
• M-cdk는 condensin이 소단위체를 인산화시켜 DNA 상에 condensin 복합체를 조립시켜 염색체 응축을 촉진한다.

추가 세포주기 관련 내용

DNA 손상 확인점

G₁, S기 : S기의 전, 후에 존재하며 S기의 시작과 끝을 조절한다.

G₂기 : M기로 들어서는 것을 막는다.

1. G₁기 확인점 기작

• DNA 손상 → p53 활성화와 농도 증가 → p21이라는 cdk 저해 단백질 유전자의 전사를 촉진 → p21이 S-cdk, G1/S-cdk에 결합하여 활성을 억제 → G₁ 세포주기 중지 →  손상 복구 시간을 제공
• 만일 DNA 손상이 너무 심하면 p53은 세포 사멸을 유도한다.

2. M기 확인점 기작

DNA 손상 → M-cdk 탈인산화 효소가 스스로 불활성화 → M-cdk 활성 억제

배아 세포와 체세포의 세포주기가 다른 이유

M-cdk에 의해 Hct1은 인산화 되어 Hct1-APC 형성이 억제된다. M기 말 cdc20-APC 복합체에 의해 M-cyclin 농도가 감소하면 Hct1-APC 농도가 증가하여 M-cdk 활성을 저해해 M기의 재시작을 억제하고 G₁기로 유도한다.