Войти
Whi5 является регулятором транскрипции в клеточном цикле почкующихся дрожжей, особенно в фазе G1. Это ингибитор SBF, который участвует в транскрипции G1-специфических генов. Cln3 способствует разъединению Whi5 от SBF, и его разъединение приводит к транскрипции генов, необходимых для перехода в фазу S.
Начало контрольных точек в клетке цикл, который позволяет клетке вступать в S-фазу с конца G1 и дает ответ "все или ничего" на стимул от клетки. Контрольная точка позволяет клетке войти в фазу G0 или G1, и условия клетки должны быть достаточными для входа в клеточный цикл; например, если клетка голодает или происходит истощение питательных веществ, это останавливает развитие клеточного цикла. Однако, если начальная контрольная точка удовлетворена, тогда клетка может начать репликацию ДНК, и клетка прекратит рост. В каскаде событий, который приводит к транскрипции G1-специфических генов, Whi5 участвует в регуляции транскрипции.
Согласно Дэвиду Моргану, фактор связывания SCB (SBF) и фактор связывания MCB (MBF)) являются факторами транскрипции, которые связываются с SCB и MCB соответственно. SCB и MCB находятся в промоторных областях выше ключевых генов, экспрессирующих G1-специфические белки, которые сигнализируют о переходе от G1 к S-фазе. Факторами транскрипции являются гетеродимеры, которые содержат ДНК-связывающую единицу (Swi4 и Mbp1) и регуляторную субъединицу (Swi6). SCB содержат Swi4 и Swi6, а MCB содержат Mbp1 и Swi6. Следовательно, активация SBF и MBF приведет к транскрипции G1-специфических генов.
В исследовании, проведенном Robertus de Bruin et al. (2004) исследователи обнаружили, что Whi5 является важным регуляторным белком, который связывается с SBF. Следовательно, G1-специфические SCB-контролируемые гены регулируются выше по течению с помощью Whi5, подавляя их транскрипцию. Это стабильно связанный белок, который связывается с промоторами через SBF в ранней фазе G1, и перед сигналом активации транскрипции Whi5 диссоциирует от SBF. Таким образом, его активность подтверждает биологическое определение Whi5 как ингибитора SBF-контролируемых генов. Кроме того, другое исследование Майкла Костанцо и др. (2004) объясняет, что SBF необходим для рекрутирования Whi5 на промотор G1 / S, потому что их взаимодействие стабильно.
Согласно Дэвиду Моргану, Cln3 / Cdk1, циклин-CDK комплексная единица, способствует диссоциации Whi5 от SBF посредством ингибирующего гиперфосфорилирования. Кроме того, согласно де Брюэну, Cdc28 CDK, как полагают, участвует в фосфорилировании Whi5. Cdc28 активируется Cln 1, Cln2 и Cln 3 и является важной частью развития клеточного цикла. После активации ассоциация Whi5 и его возможная диссоциация от SBF приводит к активации перехода в S-фазу. Он фосфорилируется во многих положениях в G1, как и белок ретинобластомы многоклеточных животных (Rb), но только некоторые остатки фосфора коррелируют с переходом из G1 в S-фазу. Кроме того, де Бруэн объясняет, что фосфорилирование Whi5 определяет время SBF-зависимой активации транскрипции и прогрессирования клеточного цикла. Например, в мутантах cln3Δ и whi5Δ клетки быстрее войдут в S-фазу, потому что отсутствие whi5 позволяет обойтись без активации Cln3. Следовательно, в клетках cln3Δ и whi5Δ время развития клеточного цикла не регулируется ингибирующим фосфорилированием Cln3 / Cdk1 и другими циклинами, что приводит к меньшему размеру клеток. Таким образом, Cln3 / Cdk1 важен для диссоциации Whi5 и времени, когда он должен диссоциировать. Сам по себе Whi5 не может определить правильное время для событий клеточного цикла, но он влияет на начало перехода.
Согласно Costanzo et al. (2004), Whi5, как полагают, изменяет свою локализацию в зависимости от CDK-фосфорилирования Whi5. Подобно факторам транскрипции, он будет локализоваться либо в ядре, либо за его пределами. Когда CDK активен и связывается с Whi5, тогда Whi5 диссоциирует от SBF и покидает ядро. Однако, когда CDK отсутствует или активен, Whi5 снова локализуется в ядре. Whi5 находится в ядре в позднем митозе и фазе G1. Как только сеть выхода из митоза активируется и активность CDK снижается, Whi5 проникает в ядро. И, когда Cln3 активирует CDK, то это вызывает диссоциацию Whi5 и его сопутствующий выход из ядра.
Исследование, проведенное Куртом Шмоллером и соавт. (2015) показывают, что с увеличением концентрации Cln3 также увеличивается размер клеток. Следовательно, общая концентрация Cln3 остается постоянной до тех пор, пока не будет достигнут G1 перед запуском. Кроме того, в том же отношении количество Whi5 не увеличивается и не уменьшается, но с увеличением размера ячейки общая концентрация Whi5 уменьшается. Таким образом, когда общая концентрация Whi5 снижается, а общая концентрация Cln3 остается постоянной, разведение Whi5 посредством роста клеток приводит к контролю пролиферации. Исследователи обнаружили, что в фазах S / G2 / M Whi5 синтезируется в зависимости от размера. Когда дочерняя клетка рождается, маленькая клетка имеет высокую концентрацию Whi5, что удерживает клетку в предпусковой фазе. По мере увеличения размера клеток предварительное количество Whi5 будет разбавлено в большем объеме цитозоля, и постоянная концентрация Cln3 будет больше, чем концентрация ингибитора Whi5. Следовательно, концентрация Whi5 и Cln3 может объяснить, почему существуют стандарты времени для того, когда клетка войдет в S-фазу. Таким образом, ингибитор Whi5 и его координация с Cln3 являются критическими белками, которые контролируют размер клеток.
Когда Whi5 отделяется от генов, контролируемых SBF, это приводит к транскрипции основных генов, которые позволяют клетке перейти в S-фазу. Эти гены включают циклины G1 / S и S, которые имеют решающее значение для начала следующей фазы. По данным Вишваната Айера и соавт. (2001), SBF-контролируемые гены важны для отпочкования и биосинтеза мембран и клеточных стенок. Следовательно, Whi5 является важным регулятором возможных событий клеточного цикла.
