 | Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . ( septiembre de 2014 ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla ) |
El factor promotor de la maduración (abreviado MPF , también llamado factor promotor de la mitosis o factor promotor de la fase M ) es el complejo ciclina-Cdk que se descubrió por primera vez en los huevos de rana. [1] [2] Estimula las fases mitótica y meiótica del ciclo celular. El MPF promueve la entrada en la mitosis (la fase M) desde la fase G 2 mediante la fosforilación de múltiples proteínas necesarias durante la mitosis. El MPF se activa al final de G 2 por una fosfatasa , que elimina un grupo fosfato inhibidor añadido anteriormente.
El MPF también se denomina quinasa de fase M debido a su capacidad para fosforilar proteínas diana en un punto específico del ciclo celular y así controlar su capacidad de funcionamiento.
Descubrimiento [ editar ]
En 1971, dos equipos independientes de investigadores ( Yoshio Masui y Clement Markert , así como Dennis Smith y Robert Ecker) encontraron que los ovocitos de rana detenidos en G 2 podían ser inducidos a entrar en la fase M mediante microinyección de citoplasma de ovocitos que habían sido estimulados hormonalmente. con progesterona. [2] [1] Debido a que la entrada de ovocitos en la meiosis se denomina con frecuencia maduración de ovocitos, este factor citoplasmático se denominó factor promotor de la maduración (MPF). Sin embargo, estudios posteriores demostraron que la actividad de MPF no se limita a la entrada de ovocitos en la meiosis. Por el contrario, el MPF también está presente en las células somáticas, donde induce la entrada en la fase M del ciclo mitótico.
La evidencia de que un factor difusible regula la entrada en la mitosis se había obtenido previamente en 1966 utilizando el moho del limo Physarum polycephalum en el que los núcleos de la forma plasmodial multinucleada sufren mitosis sincrónicas. La fusión de plasmodios cuyos ciclos celulares estaban desfasados entre sí condujo a una mitosis sincrónica en el siguiente ciclo mitótico. Este resultado demostró que la entrada mitótica estaba controlada por un factor citoplásmico difusible y no por un "reloj nuclear". [3]
Estructura [ editar ]
MPF se compone de dos subunidades:
- Quinasa dependiente de ciclina 1 (CDK1), la subunidad quinasa dependiente de ciclina. Utiliza ATP para fosforilar residuos específicos de serina y treonina de las proteínas diana.
- Ciclina , una subunidad reguladora. Las ciclinas son necesarias para que la subunidad quinasa funcione con el sustrato apropiado. Las ciclinas mitóticas se pueden agrupar como ciclinas A y B. Estas ciclinas tienen una secuencia de nueve residuos en la región N-terminal llamada "caja de destrucción", que puede ser reconocida por la enzima ubiquitina ligasa que destruye las ciclinas cuando sea apropiado.
Papel en el ciclo celular [ editar ]
Durante la fase G 1 y S, la subunidad CDK1 de MPF está inactiva debido a una enzima inhibidora, Wee1. Wee1 fosforila los residuos Tyr-15 en levadura y los residuos Tyr-15 en humanos de CDK1, lo que hace que MPF sea inactivo. Durante la transición de la fase G 2 a la M, cdk1 es desfosforilada por CDC25. La subunidad CDK1 ahora está libre y puede unirse a la ciclina B, activar MPF y hacer que la célula entre en mitosis. También hay un circuito de retroalimentación positiva que inactiva wee1. [ aclaración necesaria ]
Activación [ editar ]
El MPF debe estar activado para que la celda pase de la fase G 2 a la M. Hay tres residuos de aminoácidos responsables de esta transición de fase G 2 a M. La treonina-161 (Thr-161) en CDK1 debe ser fosforilada por una quinasa activadora de CDK (CAK). CAK solo fosforila Thr-161 cuando la ciclina B se une a CDK1.
Además, otros dos residuos de la subunidad CDK1 deben activarse por desfosforilación. CDC25 elimina un fosfato de los residuos Treonina-14 (Thr-14) y Tirosina-15 (Tyr-15) y agrega un grupo hidroxilo. Cyclin B / CDK1 activa CDC25 dando como resultado un circuito de retroalimentación positiva.
Resumen de funciones [ editar ]
- Desencadena la formación del huso mitótico a través de la inestabilidad de los microtúbulos.
- Promueve la mitosis, es decir, la condensación de cromatina a través de la fosforilación de condensinas.
- Las tres láminas presentes en la lámina nuclear, láminas A, B y C, son fosforiladas por MPF en los residuos amino de serina. Esto conduce a la despolimerización de la lámina nuclear y la ruptura de la envoltura nuclear en pequeñas vesículas.
- Provoca la fosforilación de GM130, lo que conduce a la fragmentación del Golgi y el RE.
Objetivos [ editar ]
Los siguientes se ven afectados por MPF.
- condensinas , que permiten la condensación de la cromatina (ver profase )
- Varias proteínas asociadas a microtúbulos involucradas en la formación del huso mitótico
- láminas , interacción que contribuye a la degradación de la envoltura nuclear
- Histonas, H 1 y H 3
- Matriz de Golgi, para causar fragmentación.
Inhibición de la miosina [ editar ]
El MPF fosforila los sitios inhibidores de la miosina al principio de la mitosis. Esto previene la citocinesis . Cuando la actividad de MPF cae en la anafase, los sitios inhibidores se desfosforilan y prosigue la citocinesis.
Desmontaje por complejo promotor de anafase [ editar ]
El MPF se desmonta cuando el complejo promotor de anafase (APC) poliubiquitina la ciclina B, marcándolo para su degradación en un circuito de retroalimentación negativa. En las células intactas, la degradación de la ciclina comienza poco después del inicio de la anafase (anafase tardía), el período de mitosis en el que las cromátidas hermanas se separan y se empujan hacia los polos del huso opuestos. A medida que aumenta la concentración de Ciclina B / CDK1, el heterodímero promueve APC para poliubiquitinato de Ciclina B / CDK1.
Referencias [ editar ]
- ↑ a b Smith LD, Ecker RE (junio de 1971). "La interacción de los esteroides con los ovocitos de Rana pipiens en la inducción de la maduración". Biología del desarrollo . 25 (2): 232–47. doi : 10.1016 / 0012-1606 (71) 90029-7 . PMID 5562852 .
- ↑ a b Masui Y, Markert CL (junio de 1971). "Control citoplásmico del comportamiento nuclear durante la maduración meiótica de ovocitos de rana". La Revista de Zoología Experimental . 177 (2): 129–45. doi : 10.1002 / jez.1401770202 . PMID 5106340 .
- ^ Rusch HP, Sachsenmaier W, Behrens K, Gruter V (octubre de 1966). "Sincronización de la mitosis por la fusión de los plasmodios de Physarum polycephalum" . The Journal of Cell Biology . 31 (1): 204–9. doi : 10.1083 / jcb.31.1.204 . PMC 2107035 . PMID 6008374 .
