Ciclina

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Le cicline sono una famiglia di proteine che regolano la progressione del ciclo cellulare. Una ciclina forma un complesso con l'enzima CDK (chinasi ciclina-dipendente), la formazione di questo avvia l'attivazione delle Cdk che viene completata dalla successiva fosforilazione. Le cicline sono così chiamate in quanto la loro concentrazione varia ciclicamente durante il ciclo cellulare; la loro produzione e degradazione è necessaria per dirigere la progressione dei differenti stadi del ciclo. La variazione della loro concentrazione dipende dall'espressione genica e dalla degradazione. A basse concentrazioni le cicline tendono a dissociarsi dalle chinasi ciclino-dipendenti e ad assumere una conformazione 'inattiva' in cui il sito attivo è reso indisponibile.

Ci sono diverse cicline - attivate in momenti differenti del ciclo cellulare - che permettono a CDK (anch'essi numerosi) di fosforilare particolari substrati. Tuttavia, ci sono anche cicline cosiddette orfane che non vengono riconosciute da una CDK complementare. Per esempio la ciclina F è una ciclina orfana, ciononostante essenziale al passaggio da G2 a M.

Espressione (concentrazione, in ordinata) delle varie cicline durante le fasi del ciclo cellulare: rosso=Ciclina D; verde=Ciclina E; blue=Ciclina A; giallo=Ciclina B

I tre complessi principali di ciclina-Cdk sono G1/S-Cdk, formato dalla ciclina G1/s o E e dalla proteinchinasi Cdk2, S-Cdk formato dalla ciclina S o A e da Cdk2, e M-Cdk formato dalla ciclina M o B e dalla proteinchinasi Cdk.

La ciclina D legata alle CDK4 e 6, durante la fase G1, una volta attivata dal segnale di un fattore di crescita via Ras, va a fosforilare, nel nucleo, la Rb, che prima inibiva il fattore di trascrizione E2F. Quest'ultimo, liberato dagli effetti inibitori della proteina Rb, può quindi avviare la trascrizione di geni che mettono capo alla sintesi di altre proteine coinvolte nella progressione del ciclo cellulare, tra cui la ciclina E; anch'essa, attraverso il legame con CDK2, parteciperà alla foforilazione di Rb.

In modi paralleli agisce la ciclina A, unita a CDK2, per far procedere la fase S, che a sua volta indurrà la produzione di Ciclina B.

La ciclina B è altresì nota come "ciclina mitotica". La sua concentrazione e l'attivazione del complesso CDK1-ciclina B cresceranno fortemente a partire dalla fine della fase S per tutto G2 fino all'inizio della mitosi (fase M), quando calerà drasticamente a causa della degradazione. Il complesso di CDK e Ciclina B è chiamato Mitosis promoting factor (MPF) ovvero fattore che promuove la mitosi.

Tutte le cicline sono degradate dai proteosomi grazie al processo ubiquitinazione.

Nel 2001 a Leland H. Hartwell, R. Timothy Hunt, e Paul M. Nurse fu assegnato il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina per la scoperta delle cicline e delle chinasi ciclina-dipendenti, come molecole fondamentale della regolazione del ciclo cellulare

Struttura dei domini[modifica | modifica wikitesto]

Le cicline sono generalmente molto diverse tra loro per quanto concerne la struttura primaria , o sequenza aminoacidica . Si pensa che tutte le cicline contengano due domini compatti con struttura terziaria similie costituiti da 5 α eliche; il primo situato all’estremità N -terminale e il secondo all’estremità C -terminale.In tutte le cicline il dominio N-terminale ha una sequenza molto conservata di circa 100 aminoacidi che costituisce la “ciclina box” .Ad esempio, le regioni amino-terminale delle cicline S e M contengono brevi motivi di distruzione del box che guidano queste proteine verso la proteolisi durante la mitosi .

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  1. Bai C, Richman R, Elledge SJ. (1994) Human cyclin F. EMBO Journal. 13(24):6087-98.
  2. Kong M, Barnes EA, Ollendorff V, Donoghue DJ. (2000) Cyclin F regulates the nuclear localization of cyclin B1 through a cyclin-cyclin interaction. EMBO Journal. 19(6):1378-88. riassunto
  3. Fung, T. K. and Poon R.Y.C. (2005). A roller coaster ride with the mitotic cyclins. Seminars in Cell & Developmental Biology. 16 (3):335-342. riassunto
  4. Karp G. (2005). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments, Fourth ed, pp. 148, 165-170, and 624-664. John Wiley and Sons, Hoboken, NJ.
  5. Ettore Olmo, Biologia della Cellula, edi-ermes, 2007.

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