Whi5 - Whi5
Whi5 jest regulatorem transkrypcji w cyklu komórkowym pączkujących drożdży, zwłaszcza w fazie G1 . Jest inhibitorem SBF, który bierze udział w transkrypcji genów specyficznych dla G1. Cln3 promuje rozłączenie Whi5 z SBF, a wyniki dysocjacji w transkrypcji genów potrzebnych do wejść fazę S .
Role w progresji cyklu komórkowego
Początek punktów kontrolnych w cyklu komórkowym, który pozwala komórce wejść w fazę S z późnego G1 i ma odpowiedź „wszystko albo nic” na bodziec z komórki. Punkt kontrolny umożliwia komórce wejście w fazę G0 lub G1, a warunki komórki muszą być wystarczające, aby wejść w cykl komórkowy; na przykład, jeśli komórka głoduje lub występuje ubytek składników odżywczych, zatrzyma progresję w cyklu komórkowym. Jeśli jednak początkowy punkt kontrolny jest spełniony, komórka może rozpocząć replikację DNA i komórka przestanie rosnąć. W kaskadzie zdarzeń, która prowadzi do transkrypcji genów specyficznych dla G1, Whi5 bierze udział w regulacji transkrypcji.
Według Davida Morgana czynnik wiążący SCB (SBF) i czynnik wiążący MCB (MBF) są czynnikami transkrypcyjnymi, które wiążą się odpowiednio z SCB i MCB. SCB i MCB znajdują się w regionach promotorowych przed kluczowymi genami wyrażającymi białka specyficzne dla G1, które sygnalizują przejście z fazy G1 do S. Czynnikami transkrypcyjnymi są heterodimery , które zawierają jednostkę wiążącą DNA (Swi4 i Mbp1) oraz podjednostkę regulatorową (Swi6). SCB zawierają Swi4 i Swi6, podczas gdy MCB zawierają Mbp1 i Swi6. Dlatego aktywacja SBF i MBF spowoduje transkrypcję genów specyficznych dla G1.
Interakcje z SBF
W badaniu przeprowadzonym przez Robertusa de Bruin et al. (2004) naukowcy odkryli, że Whi5 jest ważnym białkiem regulatorowym, które wiąże się z SBF. Dlatego geny kontrolowane przez SCB specyficzne dla G1 są regulowane w górę przez Whi5, hamując ich transkrypcję. Jest to trwale związane białko, które wiąże się z promotorami poprzez SBF we wczesnej fazie G1 i przed aktywacją transkrypcji Whi5 dysocjuje od SBF. Tak więc jego aktywność potwierdza biologiczną definicję Whi5 jako inhibitora genów kontrolowanych przez SBF. Dodatkowo, inne badanie przeprowadzone przez Michaela Costanzo i in. (2004) wyjaśnia, że SBF jest potrzebny do rekrutacji Whi5 do promotora G1/S, ponieważ ich interakcja jest stabilna.
Rozporządzenie Whi5
Według Davida Morgana Cln3/Cdk1, kompleks cyklina-CDK, promuje dysocjację Whi5 od SBF poprzez hamującą hiperfosforylację . Dodatkowo, według de Bruina, uważa się, że Cdc28 CDK bierze udział w fosforylacji Whi5. Cdc28 jest aktywowany przez Cln 1, Cln2 i Cln 3 i jest ważną częścią progresji cyklu komórkowego. Po aktywacji asocjacja Whi5 i jej ostateczna dysocjacja od SBF powoduje aktywację przejścia do fazy S. Jest fosforylowana w wielu pozycjach w G1, podobnie jak białko śródbłoniaka siatkówczaka (Rb), ale tylko niektóre pozostałości fosforu korelują z przejściem z fazy G1 do fazy S. Ponadto de Bruin wyjaśnia, że fosforylacja Whi5 determinuje czas aktywacji transkrypcji zależnej od SBF i progresji cyklu komórkowego. Na przykład w mutancie cln3Δ i whi5Δ komórki wejdą w fazę S szybciej, ponieważ brak whi5 omija potrzebę aktywacji Cln3. Dlatego w komórce cln3Δ i whi5Δ czas progresji cyklu komórkowego nie jest regulowany przez hamującą fosforylację przez Cln3/Cdk1 i inne cykliny, co skutkuje mniejszym rozmiarem komórki. Zatem Cln3/Cdk1 jest ważne dla dysocjacji Whi5 i czasu, kiedy powinna się dysocjować. Samo Whi5 nie może określić prawidłowego czasu wystąpienia zdarzeń cyklu komórkowego, ale ma wpływ na początek przejścia.
Według Costanzo i in. (2004) Uważa się, że Whi5 zmienia swoją lokalizację w zależności od fosforylacji CDK Whi5. Podobnie jak czynniki transkrypcyjne, lokalizuje się w jądrze lub poza jądrem. Kiedy CDK jest aktywne i łączy się z Whi5, wtedy Whi5 oddzieli się od SBF i opuści jądro. Jednakże, gdy CDK nie jest obecne lub aktywne, Whi5 zlokalizuje się z powrotem do jądra. Whi5 znajduje się w jądrze w późnej mitozie i fazie G1. Po aktywacji mitotycznej sieci wyjścia i zmniejszeniu aktywności CDK, Whi5 wchodzi do jądra. A kiedy Cln3 aktywuje CDK, spowoduje to dysocjację Whi5 i towarzyszące jej wyjście z jądra.
Rozcieńczenie Whi5 i Cln3
Badanie przeprowadzone przez Kurta Schmollera i in. (2015) pokazuje, że wraz ze wzrostem stężenia Cln3 zwiększa się również wielkość komórek. Dlatego też całkowite stężenie Cln3 jest stałe aż do osiągnięcia przed Startem G1. Dodatkowo pod tym samym względem ilość Whi5 nie wzrasta ani nie maleje, ale wraz ze wzrostem wielkości komórek całkowite stężenie Whi5 maleje. Tak więc, gdy całkowite stężenie Whi5 spada, a całkowite stężenie Cln3 pozostaje stałe, rozcieńczenie Whi5 poprzez wzrost komórek powoduje kontrolę proliferacji. Naukowcy odkryli, że w fazach S/G2/M Whi5 jest syntetyzowany w sposób zależny od rozmiaru. Kiedy rodzi się komórka potomna, mała komórka ma wysokie stężenie Whi5, co utrzymuje komórkę w fazie przed startem. Wraz ze wzrostem wielkości komórek wstępna ilość Whi5 zostanie rozcieńczona w większej objętości cytozolu, a stałe stężenie Cln3 będzie większe niż stężenie inhibitora Whi5. Dlatego stężenie Whi5 i Cln3 może wyjaśniać, dlaczego istnieją standardy czasowe określające, kiedy komórka wejdzie w fazę S. Zatem inhibitor Whi5 i jego koordynacja z Cln3 są kluczowymi białkami kontrolującymi wielkość komórki.
Geny kontrolowane przez SBF
Po oddzieleniu Whi5 od genów kontrolowanych przez SBF następuje transkrypcja głównych genów, które umożliwiają komórce wejście w fazę S. Te geny obejmują cykliny G1/S i S, które są kluczowe dla rozpoczęcia następnej fazy. Według Vishwanatha Iyera i in. (2001), geny kontrolowane przez SBF są ważne dla pączkowania oraz biosyntezy błon i ścian komórkowych. Dlatego Whi5 jest ważnym regulatorem ewentualnych zdarzeń cyklu komórkowego.