Жасуша циклінің S фазасы: ДНК көшірмесі және нуклеосома құрастыруы
S phase
Жасуша циклінің S фазасы: ДНК көшірмесі, G1 және G2 фазалары арасында жүзеге асады. Бұл фаза жасуша бөліну үшін маңызды, Whi5 репрессорының инактивациясымен реттеледі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Г1 және Г2 фазалары арасындағы жасуша циклының ДНҚ репликация фазасы.
DNA replication phase of the cell cycle, between G1 and G2 phase
S фазасы (синтез фазасы) – ДНҚ репликацияланатын, G1 және G2 фазалары арасында жүзеге асатын жасуша циклының фазасы. Геномның дәл көшірілуі жасушаның сәтті бөлінуі үшін маңызды болғандықтан, S фазасындағы процестер қатаң түрде реттеледі және кеңінен сақталған.
S phase (Synthesis phase) is the phase of the cell cycle in which DNA is replicated, occurring between G1 phase and G2 phase. Since accurate duplication of the genome is critical to successful cell division, the processes that occur during S phase are tightly regulated and widely conserved.
Реттеу
S фазасына өту G1 шектеу нүктесі (R) арқылы реттеледі, егер жеткілікті мөлшерде қоректік заттар мен өсу сигналдары болса, жасушалар жасуша циклының қалған бөлігіне өтеді. Бұл өту процесі көбінесе қайтымсыз болады; шектеу нүктесінен өткеннен кейін, қоршаған ортаның жағдайлары нашарласа да, жасуша S фазасынан өтеді. Cln3 CDK2 кешені Whi5 транскрипциялық репрессорды белсенділіксіздендіру арқылы S фазасының гендерінің транскрипциясын күшейтеді. S фазасы кезінде жасуша алдын ала РК-ларды (pre-RCs) белсенді репликациялық жіптерге айналдырып, ДНК репликациясын бастайды. Қосымша басталу тегі ДНК репликациясының икемділігін арттырады, жасушаларға ДНК синтезінің жылдамдығын бақылауға және репликациялық стресске жауап беруге мүмкіндік береді. NPAT фосфорилирлену арқылы белсендіріледі және гистон гендерінің промоторларына Tip60 хроматин қайта құрылымдау кешенін тартады. SLBP байланысы гистон мРНҚ-ның тиімді өңделуі, экспортталуы және аудармасы үшін қажет, бұл оған өте сезімтал биохимиялық "ауыртқыш" ретінде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл гистон өндірісін дереу тоқтатады және еркін гистонның зиянды жиналуын болдырмайды.
Entry into S phase is controlled by the G1 restriction point (R), which commits cells to the remainder of the cell cycle if there is adequate nutrients and growth signaling. This transition is essentially irreversible; after passing the restriction point, the cell will progress through S phase even if environmental conditions become unfavorable. The Cln3 CDK2 complex promotes transcription of S phase genes by inactivating the transcriptional repressor Whi5. During S phase, the cell converts pre RCs into active replication forks to initiate DNA replication. Redundant origins may increase the flexibility of DNA replication, allowing cells to control the rate of DNA synthesis and respond to replication stress. NPAT is activated by phosphorylation and recruits the Tip60 chromatin remodeling complex to the promoters of histone genes. SLBP binding is required for efficient processing, export, and translation of histone mRNAs, allowing it to function as a highly sensitive biochemical "switch". This immediately halts histone production and prevents a toxic buildup of free histones.
Нуклеосомалық репликация
S фазасы кезінде жасушада түзілген еркін гистондар жаңа нуклеосомалар құрамына жылдам енгізіледі. Бұл процесс репликация шанышқысымен тығыз байланысты, ол репликация кешенінің алдында және артында дереу жүзеге асады. Алдыңғы тізбектегі MCM геликазасының транслокациясы ата-аналық нуклеосома октамерлерін бұзады, нәтижесінде H3 H4 және H2A H2B суббірліктері босатылады. Репликация шанышқысының артында нуклеосомалардың қайта құрастырылуын хроматин құрастыру факторлары (ХҚФ) жүзеге асырады, олар репликациялық ақуыздармен бос байланыста болады. Толыққанды түсіндірілмегенімен, қайта құрастыру ДНК репликациясында байқалатын жартылай консервативті схеманы пайдаланбайды. Репликация бақылау бекеті RPA, ATR өзара әрекеттесетін ақуыз (ATRIP) және RAD17 сигналдарын интеграциялау арқылы тоқтап қалған репликация шанышқыларын анықтайды. Бұл канондық бақылау бекеттеріне қоса, соңғы деректер гистон қорының жетіспеушілігі мен нуклеосома құрастырылуындағы бұзылыстар S фазасының прогрессиясын өзгерте алатынын көрсетеді. Drosophila жасушаларындағы еркін гистондардың азаюы S фазасын айтарлықтай ұзартады және G2 фазасындағы тұрақты тоқтауға әкеледі. Бұл ерекше тоқтау фенотипі канондық ДНК зақымдану жолдарының белсендірілуімен байланысты емес, бұл нуклеосома құрастырылуы мен гистон қорына жаңа S фазалық бақылау бекетімен бақылау жүргізілуі мүмкін екенін көрсетеді.
Free histones produced by the cell during S phase are rapidly incorporated into new nucleosomes. This process is closely tied to the replication fork, occurring immediately in “front” and “behind” the replication complex. Translocation of MCM helicase along the leading strand disrupts parental nucleosome octamers, resulting in the release of H3 H4 and H2A H2B subunits. Reassembly of nucleosomes behind the replication fork is mediated by chromatin assembly factors (CAFs) that are loosely associated with replication proteins. Though not fully understood, the reassembly does not appear to utilize the semi conservative scheme seen in DNA replication. The Replication Checkpoint detects stalled replication forks by integrating signals from RPA, ATR Interacting Protein (ATRIP), and RAD17. In addition to these canonical checkpoints, recent evidence suggests that abnormalities in histone supply and nucleosome assembly can also alter S phase progression. Depletion of free histones in Drosophila cells dramatically prolongs S phase and causes permanent arrest in G2 phase. This unique arrest phenotype is not associated with activation of canonical DNA damage pathways, indicating that nucleosome assembly and histone supply may be scrutinized by a novel S phase checkpoint.