Topics:

• The EAE model of MS
• The IGF-1 network
• funny science cartoons
• Cell cycle control (noch  in deutsch)
• Heat shock and cell cycle (noch in deutsch)

Cell cycle control

Der mitotische Zellzyklus wird in vier Abschnitte, die G1-, S-, G2- und M-Phase unterteilt. In der S- und M-Phase erfolgen die beiden grundlegenden Prozesse der Zellpro­liferation, die DNA-Synthese (Replikation) und die Kernteilung (Mitose). In den dazwischen­liegenden Phasen laufen biochemisch schwerer zu charakterisierende, vorbereitende Prozesse ab; daher wurden diese Zeiträume gap-Phasen (engl. Lücke, Pause) genannt (zur Geschichte der Zellzykluserforschung siehe Masui, 1992; Dorée und Galas, 1994). Bereits 1978 postulierte Hartwell, daß der eukaryotische Zellzyklus ein „abhängiger Zellzyklus“ sei, indem verschiedene Phaseneintritte nur dann erfolgen, wenn die vorherigen Prozesse vollständig und korrekt abgeschlossen sind. Dieses Konzept wurde später durch zahlreiche Studien bestätigt, die zeigen konnten, daß alle eukaryotischen Zellen durch externe und interne Einflüsse an mehreren Punkten im Zellzyklus arretiert werden können. Diese Arretierungspunkte werden heute Kontrollpunkte genannt und mit den verantwortlichen Zellzyklusregulatoren im Kontrollpunktmodell zusammengefaßt (Peeper et al., 1994; Elledge, 1996).

Vom Beginn bis in die späte G1-Phase ist das Voranschreiten des Zellzyklus (Zellzykluspro­gression) vom Vorhandensein extrazellulärer Wachstumsfaktoren und (bei nicht hematopoieti­schen Zellen) Zell-Zell- bzw. Zell-Matrix-Kontakten abhängig. Ist einer oder mehrere dieser Faktoren nicht gegeben, so wird die Zellzyklusprogression blockiert (G1-Arrest oder G1/S-Blockade). Längerer Entzug von Wachstumsfaktoren führt zum reversiblen Austritt aus dem Teilungszyklus und dem Eintritt in die G0-Phase oder Quieszenz. Diese ist durch die Expression sogenannter Markerproteine wie Statin und Gas-Proteine (growth arrest specific) gekennzeichnet (Gustincich und Schneider, 1993; Sandig et al., 1994). Hiervon zu Unter­scheiden sind die nicht reversible terminale Differenzierung und die Seneszenz (Zellalterung) (Müller et al., 1993). Mit dem Überschreiten des R-Punkts (restriction point) sind diese Faktoren nicht mehr limitierend und der S-Phaseeintritt erfolgt dann auch unter Serummangel­bedingungen (Planas-Silva und Weinberg, 1997).

Abb.: Zellzyklusphasen und Kontrollpunkte eukaryotischer Zellen
Der Zellzyklus wird in vier aufeinanderfolgende Phasen, die G1, S-, G2- und M-Phase unterteilt. Vereinfachend dargestellt wird vor jedem Eintritt in die nächste Phase (Phasenübergang) die Vollendung der essentiellen Prozesse der vorherigen Phase überprüft. Werden phasenspezifische Kriterien nicht erfüllt, so wird die Zellzyklusprogression an den Kontrollpunkten gestoppt. In der G1-Phase führt das längerfristige Fehlen von Wachstumsfaktoren zum reversiblen Eintritt in die G0-Phase. Die Zellalterung oder Induktoren der terminalen Differenzierung dagegen machen den Wiedereintritt in den Zellzyklus unmöglich. NEB: Kernhüllenabbau (nuclear envelop breakdown). R: restriction point.

Bis zur Vollendung der S-Phase detektiert der S/G2-Kontrollpunkt nicht replizierte DNA und verhindert den Eintritt in die G2-Phase. Ebenfalls in der S-Phase, jedoch auch weit über diese hinaus wirkt die Endoreduplikationskontrolle, die gewährleistet, daß jeder DNA-Abschnitt nur einmal pro Zyklus verdoppelt wird (Nurse, 1994; Grafi, 1998). Am G2/M-Übergang ist der sogenannte NEB (nuclear envelop breakdown)-Kontrollpunkt lokalisiert. Zellen, die an diesem Punkt arretiert werden, haben eine intakte Kernhülle und dekondensiertes Chromatin (King et al., 1994; Rieder und Khojakov, 1997). Der vierte Kontrollpunkt überprüft in der M-Phase die Spindelbildung und Mikrotubulibindung an die Kinetochore der Chromosomen und wird daher entweder als Spindelaufbau (spindle assembly)- oder Kinetochorkontrollpunkt bezeichnet (King et al., 1996; Rieder und Khodjakov, 1997).

Zellzyklusregulation durch Zyklin-abhängige Kinasen

Die grundlegenden Effektoren der Zellzyklusprogression sowie ihrer zeitlichen Koordination und Kontrolle sind die Zyklin-abhängigen Kinasen (cyclin-dependent kinases, Cdk). Diese Kinasen sind als Monomere inaktiv, und ihre katalytische Funktion ist vollkommen abhängig von der Assoziation mit regulatorischen Untereinheiten, den sogenannten Zyklinen. In Hefezellen ist eine einzige Cdk (Cdc2 in Schizosaccharomyces pombe und Cdc28 in Saccharomyces cerevisiae) durch die Assoziation mit bis zu 9 verschiedenen Zyklinen in der Lage alle Phasenübergänge zu kontrollieren (Nigg, 1995; Morgan, 1995). In Säugerzellen dagegen wurden bisher aufgrund von Sequenzhomologien mehr als 10 Cdc2-verwandte Proteine und 13 Zykline identifiziert (Nigg, 1995; Pines, 1995; Morgan, 1997). Die Cdk-Formen der Vertebraten werden durch Numerierung von 1 bis 8 unterschieden, wobei die Cdk1 das Homolog der Cdc2 bzw. Cdc28 aus Hefezellen ist. Alle Cdk-Formen sind 33 bis 40 kDa groß, weisen 35 bis 65% Sequenzhomologie auf und besitzen eine im N-terminalen Lappen lokalisierte, hochkonservative Helix, die für die Zyklinbindung essentiell ist. Diese wird nach der ursprünglichen Aminosäuresequenz in der Cdc2 als PSTAIRE-Helix bezeichnet (Morgan, 1997; Noble et al., 1997).

Die Zykline aus Vertebratenzellen werden alphanumerisch von A bis H benannt. Innerhalb der Zyklin-Familien A, B und D sind mehrere Formen bekannt, die nicht durch alternatives Splicen aus einem Gen entstehen. Sie werden als eigenständige Zykline A1, A2, B1 bis 3 und D1 bis 3 bezeichnet, während die Splicevarianten z.B. von Zyklin E durch den tiefgestellten Zusatz s (small) und l (large) gegeneinander abgegrenzt werden (Sewing et al., 1994; Nigg, 1995; Pines, 1995). Die Zykline sind eine erstaunlich diverse Familie von Proteinen. Ihre Größe reicht von 35 bis 90 kDa. Die entfernteren Verwandten zeigen kaum Sequenzhomologien außer in einer ca. 100 Aminosäuren umfassenden Region, der sogenannten Zyklinbox, die für die Cdk-Bindung und -Aktivierung verantwortlich ist (Morgan, 1997; Noble et al., 1997). Ihren Namen erhielten die Zykline aufgrund ihrer starken Expressionschwankungen im Verlauf des Zellzyklus, die zumindest zu einem großen Teil die Oszillationen der Cdk-Aktivitäten begründen (Dorée und Galas, 1994; Nigg, 1995; Pines, 1995; Morgan, 1995). 

Wie in Hefezellen binden die zellzyklusregulierenden Cdk-Formen der Vertebraten meist mehrere Zykline. In der folgenden Tabelle sind die Bindungspartner aller bekannten Cdk-Formen aus Vertebratenzellen zusammengefaßt.

 Tab. : Bindungspartner der Zyklin-abhängigen Kinasen  

p35: ist ein Protein, das nur in seiner Tertiärstruktur Homologien zu den Zyklinen aufweist. Ein anderer Bindungspartner der Cdk5 konnte bisher nicht identifiziert werden.  
CAK: Cdk-activating kinase.  
CTD: C-terminale Domäne der RNA-Polymerase II.

Die Cdk-Bindungspartner der Zykline F und G wurden bisher nicht ermittelt. Zyklin F scheint jedoch eine Funktion in der G2-Phase zu haben. Das Zyklin G-Gen ist p53-responsiv. (Nigg, 1995; Morgan, 1997)

Neben der Zyklinbindung können Cdk-Formen prinzipiell über drei weitere Mechanismen reguliert werden. Dies sind:

I)     die aktivierende Phosphorylierung an einem Threoninrest (T), der dem T161, der Cdc2
       homolog ist,

II)   die inaktivierende Phosphorylierung eines Threonin- und Tyrosin (Y)-Restes im aktiven
       Zentrum (T14 und Y15 in der Cdc2) sowie

III)  die Assoziation mit verschiedenen Proteininhibitoren

(siehe Abb., Morgan, 1995; Nigg, 1995).

Abb.: Prinzipielle Regulationsmechanismen Zyklin-abhängiger Kinasen
Im Verlauf des Zellzyklus werden die Zyklin-abhängigen Kinasen (Cdk) über die Assoziation mit Zyklinen und Inhibitoren sowie durch aktivierende und inhibitorische Phosphorylierungen und Dephosphorylierungen reguliert. Nicht für alle Cdk-Formen spielen die dargestellten Regulationsschritte jedoch eine vergleichbar wichtige Rolle (vgl. Text). CAK: Cdk-aktivierende Kinase, Komplexe aus Cdk7 und Zyklin H. Cdc25: cell division cycle 25, dual spezifische Phosphatasen, die in G1 (Cdc25A), am G1/S-Übergang (Cdc25B) oder am G2/M-Übergang (Cdc25C) T14 und Y15 im aktiven Zentrum der Cdk dephosphorylieren. Myt1: Kinase. p16: exemplarisch für die ink4-Familie von Cdk4 und Cdk6-Inhibitoren. p21: exemplarisch für p21-cip1/waf1/sdi1, p27-kip1 und p57-kip2. PP: unbekannte Proteinphosphatase. T14, T161: Threonin 14 bzw. Threonin 161 der Cdk (Numerierung der Cdc2 aus Schizosaccharomyces pombe). Ub: Ubiquitin-abhängiger Abbau. Wee1: Kinase. Y15: Tyrosin 15 der Cdk (Numerierung der Cdc2 aus Schizosaccharomyces pombe). Z: Zyklin. .  ®:  positiver Einfluß. ®|: hemmender Effekt. (Peeper et al., 1994; Nigg, 1995; Pines, 1995; Morgan, 1995, 1997)

Der Ubiquitin-abhängige Abbau der Zykline ist sowohl nach dem S-Phaseeintritt als auch beim Austritt aus der Mitose am Abschalten der jeweiligen Cdk-Formen beteiligt. In beiden Fällen sind phasenspezifische Ubiquitin-konjugierende Enzyme (E2) und Ubiquitin-Ligasen (E3) für die Substraterkennung verantwortlich. Neben dem Abbau der Zykline D1 und E in der S-Phase bzw. aller Zyklin A und B-Formen in der M-Phase spielt der Ubiquitin-abhängige Abbau auch in anderen Zellzyklus-regulierenden Prozessen eine große Rolle. Zu den bisher identifizierten Substraten gehören u.a. die Cdk-Inhibitoren p21 und p27, E2F-1, E2F-4, p53, IkB und CUT2/PDS2 (Hochstrasser, 1996; King et al., 1996; Pagano, 1997; Pickart, 1997). 

Die Rolle der aktivierenden Phosphorylierung an Threonin 161 bei der Kinaseregulation ist bisher relativ unklar. Die Cdk-aktivierende Kinase (CAK) ist selbst eine Zyklin-abhängige Kinase, deren katalytische Untereinheit, die Cdk7, an Zyklin H und ein weiteres Protein, Mat1, bindet. Die Aktivität der CAK schwankt im Verlauf des Zellzyklus nicht und ist für keinen Phasenübergang limitierend. Als Gegenspieler kommen die Proteinphosphatasen PP1 und PP2A in Frage. Die zellzyklusabhängige Regulation dieser Enzyme ist jedoch nicht aufgeklärt (Dorée und Galas, 1994; King et al., 1994; Morgan, 1995; Nigg, 1995).

Die Bedeutung der anderen Regulationsmechanismen ist stark phasenabhängig. Vereinfachend läßt sich sagen, daß die Cdk-Regulation über Bindung an Proteininhibitoren der Hauptmecha­nismus der Cdk-Inaktivierung in G1 ist. Die verantwortlichen Inhibitoren werden in Vertebratenzellen zwei Klassen zugeordnet. Die Ink4-Familie umfaßt p15-ink4B, p16-ink4A, p18-ink4C und p19-ink4D. Alle Mitglieder binden freie Cdk4 und 6-Monomere oder verdrängen die D-Zykline aus der Bindung an diese Kinasen. Die zweite Gruppe umfaßt p21-waf1/cip1/sdi1, p27-kip1 und p57-kip2. Ihnen gemeinsam ist, daß sie alle Cdk/Zyklin-Komplexe hemmen und freie Zykline binden (Kato et al., 1994; Serrano, 1997).

In der S- und G2-Phase dagegen wird der Funktionszustand der Cdk/Zyklin-Komplexe hauptsächlich über die Phosphorylierung von Threonin 14 und Tyrosin 15 im aktiven Zentrum der Cdk reguliert. In beiden Phasen ist eine basale Kinaseaktivität nachweisbar, der Großteil zumindest der Cdk1/Zyklin B1-Komplexe ist jedoch bis zum M-Phaseeintritt inhibitorisch phosphoryliert (King et al., 1994; Grafi, 1998).

Das Zusammenspiel aller beschriebenen Regulationsmechanismen sowie weiterer positiver und negativer Rückkopplungsmechanismen (s.u.) resultiert in einer fein abgestimmten Reihenfolge von Cdk-Aktivierungen und Phaseneintritten, die schnell und nach dem „Alles oder Nichts“-Prinzip verlaufen. Wie bereits erwähnt, sind nicht alle Cdk-Formen für die Zellzyklus­progression essentiell. Die Expressions- und Aktivitätsmuster der wichtigsten Zykline bzw. Cdk/Zyklin-Komplexe sind zusammen mit weiteren, zum Teil nur phasisch aktiven Zellzyklusregulatoren in der folgenden Abb. dargestellt.

Abb.: Oszillationen zentraler Zellzyklusregulatoren
a: Phasenabhängige Akkumulation der Zykline (mRNA- und Proteingehalt verändern sich in der Regel parallel). b: Oszillationen der wichtigsten Cdk-Aktivitäten. c: Zellzyklusabhängige Veränderungen in der Aktivität weiterer Regulatoren. APC: anaphase promoting complex, Cyclosom, M-Phase-spezifisches E3 für den Ubiquitin-abhängigen Abbau u.a. der Zykline A und B. CAK: Cdk-aktivierende Kinase, Cdk7 gebunden an Zyklin H. Cdc25C: G2/M-spezifische Cdk-aktivierende Phosphatase. Cdk1, 2, 4: cyclin-dependent kinase 1, 2, 4. Cdk4/D1: aktive Cdk4 gebunden an Zyklin D1. c-Myc: zelluläres Homolog des retroviralen Myelozytomatose-Onkoproteins. Erk1, 2: extracellular signal-regulated kinase 1, 2; MAPK. G1, S, G2, M: G1-, S-, G2- bzw. M-Phase. Max: Myc-associated factor X, aktivierender Bindungspartner von c-Myc. Wee1: Cdk-inaktivierende Kinase. (King et al., 1994, 1996; Morgan, 1995, 1997; Nigg, 1995; Pines, 1995; Facchini und Penn, 1998; Roussel, 1998)

 Die Regulation des G1/S-Übergangs

Die Entscheidung zum Eintritt in die S-Phase wird in Vertebratenzellen über den Phosphorylierungsstatus des Retinoblastomproteins pRb und seiner verwandten Proteine p107 und p130 reguliert. Diese Inhibitoren kontrollieren eine Reihe von Transkriptionsfaktoren, zu denen auch die E2F-Familie gehört (Goodrich und Lee, 1993; Sellers und Kaelin, 1996). Die mehrfache Phosphorylierung von pRb (Hyperphosphorylierung) in der späten G1-Phase setzt E2F-1 und seine aktivierenden Bindungspartner DP1 oder 2 aus den pRb-Komplexen frei. Die freien E2F-1/DP-Heterodimere transaktivieren eine große Zahl von Promotoren S-Phase-spezifischer Gene, zu denen u.a. Enzyme der Nukleotidsynthese und Zellzyklusregulatoren wie Zyklin E, Zyklin A, PCNA (proliferating cell nuclear antigen) und c-Myc gehören. Zusammen mit der an Zyklin E gebundenen Cdk2, die an der Initiation der DNA-Synthese beteiligt ist (Dutta und Bell, 1997; Grafi, 1998) induzieren sie den Eintritt in die S-Phase (Bartek et al., 1997; Johnson und Schneider-Broussard, 1998; Bateman, 1998). Neben den Zyklin-abhängigen Kinasen sind vor allem durch extrazelluläre Wachstumsfaktoren stimulierte Signalkaskaden u.a. über die Mitogen-aktivierte Proteinkinase (MAPK), c-Src und c-Abl (zwei zytosolische Tyrosinkinasen) sowie die Januskinasen (JAK) an der Regulation der pRb-Phosphorylierung und somit dem Eintritt in die S-Phase beteiligt (Treisman, 1996; Roussel, 1998). Wie diese Signalwege nach Serumstimulation in die Regulation der Cdk- und E2F-1-Aktivierung eingreifen ist in der nächsten Abb. vereinfacht dargestellt.

Abb.: Modell der Regulation des G1/S-Übergangs
Die Cdk4 und 6-Funktionen sind identisch, daher ist die Cdk6 nicht dargestellt. Cdc25A: Phosphatase. D1: Zyklin D1. DHFR: Dihydrofolatreduktase. E: Zyklin E. E2F1: E2F-1 gebunden an DP1 oder DP2. Exp: Expression (Transkription und mRNA-Stabilität). f, m, sG1: frühe, mittlere und späte G1-Phase. Grb2: growth factor receptor-bound protein 2; SH2/SH3-Adapterprotein. JAK: Januskinasen. MAPK: Mitogen-aktivierte Proteinkinasen Erk1, 2. MKK1/2: MAPK-Kinase 1, 2; dual spezifische (S/T- und Y-) Kinasen. p16: p16-ink4A, Cdk-Inhibitor. p21: p21-cip1/waf1/sdi1, Cdk-Inhibitor. p70-S6K: 70 kDa S6-Kinase. PCNA: proliferating cell nuclear antigen. Pol-a: DNA-Polymerase a. pRb: Retinoblastomprotein. R: Rezeptor. Raf: Raf-1, S/T-Kinase. RTK: Rezeptortyrosinkinase. Sos: son of sevenless, Guaninnukleotid-Austauschfaktor für Ras. Tk: Thymidinkinase. Topo I: DNA-Topoiso­merase I. Txn: Transkription. .  ®:  positiver Einfluß. ®|:  hemmender Effekt.

Zellen, die unter Serummangel kultiviert werden, enthalten inaktive Komplexe der Cdk2, 4 und 6 mit Zyklin D1 und p21 bzw. p16 (Serrano, 1997). Durch Wachstumsfaktoren werden die MAP-Kinasen Erk1 und 2 in der frühen G1-Phase aktiviert. Beide Kinasen hemmen die Expression der Cdk-Inhibitoren und induzieren Zyklin D1 (Lewis et al., 1998; Peeper und Bernards, 1997; Roussel, 1998). Diese Vorgänge verändern die Zusammensetzung der vorhandenen Cdk-Komplexe. Zyklin D1 verdrängt p16 kompetitiv und rekrutiert p21 in Komplexe, die keine Kinase enthalten (Sequestrierung). Hierdurch werden die Cdk4/D1-Komplexe in der mittleren G1-Phase aktiviert, während die Bindung von D1 an die Cdk2 inhibitorisch ist (Morgan, 1997). Erst die seruminduzierte Stabilisierung der Zyklin E-mRNA und die Zunahme des Zyklin E-Gehalts in der mittleren G1-Phase führen zur Aktivierung der Cdk2 (Oda et al., 1995; Othani et al., 1995). Die Cdk-aktivierende Kinase (CAK, Cdk7/H) wird in der frühen G1-Phase transkriptionell durch c-Myc induziert und von Raf-1 aktivierend phosphoryliert. Ihre Aktivität ist für die G1-Progression nicht limitierend (Facchini und Penn, 1998; Roussel, 1998).

Die aufeinanderfolgenden Phosphorylierungen von pRb durch die Cdk4/D1- und Cdk2/E-Komplexe setzen E2F-1 frei und induzieren eine erste Erhöhung des E2F-1-Transaktivierungs­potentials in der späten G1-Phase (Kitagawa et al., 1996; Johnson und Schneider-Broussard, 1998; Lundberg und Weinberg, 1998). Wahrscheinlich folgt hierauf noch ein weiterer Aktivierungsschritt der durch die Cdk3 katalysiert wird. Der G1-Bindungspartner dieser Cdk ist bisher nicht bekannt; in der frühen S-Phase bindet die Cdk3 an Zyklin A (Morgan, 1997). Die aktivierten E2F-1-Komplexe verstärken das Signal zum Eintritt in die S-Phase über mehrere positive Rückkopplungsschleifen indem die Transkription der E2F-1-, Zyklin E- und A-Gene stimulieren. Dies führt zu einer schnellen Zunahme der E2F-1-Aktivität und zum irreversiblen Eintritt in die S-Phase (Johnson und Schneider-Broussard, 1998; Bateman, 1998).

 Die G1-Progression proliferierender Zellen unterscheidet sich hauptsächlich in Bezug auf Zyklin D1 und die Cdk-Inhibitoren von diesem Modell. Eine dramatische Zunahme der Zyklin D1-Expression ist in proliferierenden Zellen oft nicht nachweisbar. Da in diesen Zellen der Gesamtgehalt an Kinaseinhibitoren ebenfalls deutlich geringer ist als in quieszenten Zellen, kann eine ausreichende Cdk4 und 6-Aktivierung auch ohne deutliche Expressionssteigerung von Zyklin D1 erreicht werden (Nigg, 1995; Morgan, 1997).

 Die Regulation des G2/M und M/G1-Übergangs

Im Verlauf Zellzyklusprogression von der G2-Phase bis zur Vollendung der Mitose gibt es zwei Kontrollpunkte, die über komplexe Regulationswege mit dem Aktivitätsstatus der Cdk1/B1 (MPF, mitosis promoting factor) gekoppelt sind. Vom Ende der G2- bis in die Prometaphase wirkt der sog. Kernhüllenabbaukontrollpunkt (NEB-Kontrollpunkt), an dem Zellen z.B. durch UV-Strahlung arretiert werden. Kennzeichnend für diesen Typ des Zellzyklusarrests sind ein hoher Zyklin B1-Gehalt, aber eine aufgrund der inhibitorischen Phosphorylierung von Threonin 14 und Tyrosin 15 nur geringe Cdk1/B1-Aktivität. Wird dieser Kontrollpunkt aktiviert, so werden die Zellen in G2 arretiert bzw. Vorgänge der Prophase rückgängig gemacht und die Zellen in einem G2-ähnlichen Zustand arretiert. Nach der Aktivierung des MPF beginnen die Zellen mit dem Kernhüllenabbau und sind durch Strahlung nicht mehr arretierbar (King et al., 1994; Rieder und Khodjakov, 1997).

 Der zweite Kontrollpunkt der M-Phase detektiert nicht Mikrotubuli-gebundene Kinetochore und ist durch eine hohe MPF-Aktivität gekennzeichnet. Er wird z.B. durch Mikrotubuli-depolymerisierende Agenzien aktiviert und liegt am Ende der Prometaphase. Funktionell läßt sich dieser Kontrollpunkt in zwei APC (anaphase promoting complex, cyclosome)-gesteuerte Prozesse unterteilen. Der APC ist ein Multienzymkomplex, der Substraterkennungsfunktion für den Ubiquitin- und D-Box (destruction box)-abhängigen Abbau über das 26S Proteasom hat (Pagano, 1997; Pickard, 1997). Er wird durch Kinetochorproteine wie z.B. MAD2 gehemmt, bis alle Kinetochore an Mikrotubuli gebunden sind. Nach der vollständigen Ausbildung der Äquatorialplatte wird der APC in der Metaphase u.a. durch den MPF aktiviert. Der Abbau mehrerer Anaphaseinhibitoren (u.a. der Säugerhomologe von CUT2/PDS2 aus Hefe) ermöglicht die Trennung der Schwesterchromatiden und die Anaphaseprogression. Nach einer Verzögerungsphase wird auch Zyklin B1 durch den APC dem Abbau zugeführt, wodurch in der Telophase die Vorgänge des NEB rückgängig gemacht werden und die Zytokinese einsetzt (King et al., 1994, 1996; Pagano, 1997; Rieder und Khodjakov, 1997).

 An der Regulation des MPF in der G2- und M-Phase sind u.a. Oszillationen der MAPK-, PkA- und PkC-Aktivität beteiligt (Abb.). MAPK- und PkA-Aktivatoren sowie TPA verhindern in G2-Zellen den Eintritt in die M-Phase durch Aktivierung des Kernhüllenabbau-Kontrollpunkts. Die Erhöhung des intrazellulären, freien Ca²⁺ dagegen ist ein positiver Stimulus. Die Hemmung der MAPK und der PkA ist für den G2/M-Übergang notwendig. Nach dem Eintritt in die M-Phase werden beide kurzfristig aktiviert und vor der Zytokinese wieder abgeschaltet (King et al., 1994; Walter et al., 1997).

Abb.: Modell der G2/M- und M/G1-Regulation

26S: 26 S Proteasom. APC: anaphase promoting complex. B1: Zyklin B1. Cdc25C: Phosphatase. Chr.kond.: Chromosomenkondensation. Chr.trennung: Chromatidentrennung. CUT2: cells ultimately torn, Anaphaseinhibitor. E2: Ubiquitin-konjugierendes Enzym. E2C: Zyklin B-spezifisches E2. MAD2: mitosis arrest deficient 2, Teil des Kinetochorkontrollpunkts. MAPK: Mitogen-aktivierte Proteinkinasen Erk1, 2. MPM: MPM-Kinasen. Myt1: Kinase. NEA: nuclear envelop assembly. NEB: nuclear envelop breakdown. PDS2: Anaphaseinhibitor. PkA: Proteinkinase A. PkC: Proteinkinase C. Plk: polo-like kinase. PP1: Proteinphosphatase 1. Ub: Ubiquitin. Wee1: Kinase. ®:  positiver Einfluß. ®|: hemmender Effekt.

Copyright Information
If you would like to point to any of these materials from your WWW page, please feel free. But please LINK to the original documents, rather than copying and serving from your local site.

Portions of this work may be individually downloaded, copied, and cited for the personal and educational purposes of individuals and organizations in their work, provided that proper attribution and context are given.

Commercial reproduction or multiple distribution of any kind is prohibited.

All rights reserved. Reproduction in whole or in part in any form or medium without express written permission of the author is prohibited (kinetophil@yahoo.com).