Transcript 13장
세포생물학 Chapter 13: 세포의 탄생과 죽음 개요(1) • 장 초점: – 세포는 복제단계의 진행을 시작하는 결정을 어떻게 결정하고 어떤 세포는 이 과정을 왜 만들지 않는가 – 세포가 어떻게 사멸을 결정하는가 개요(2) • 절 요지: – 새로운 세포는 세포주기를 완전히 끝낸 부모세포에서 생긴다 – 다세포생물은 스스로를 건강하게 유지하기 위한 세포사멸프로그램을 가진다 새로운 세포는 세포주기를 완전히 끝낸 부모세포에서 생긴다 • 중요 개념(1): – 세포는 세포주기라는 신중하게 짜인 분자 프로그램에 의해 분열한다. – 세포주기는 G1, S, G2, M 및 G0라 불리는 다섯 단계로 나누어진다. 분열하지 않은 세포는 G1 이나 G0 단계에 머물러 있다. – 세포주기 진행은 적절한 순서대로 일어나는지 감시하는 확인지점을 구성하는 단백질에 의해 조절된다. 세포는 필수 단계를 완성할 때까지 이러한 확인지점에서 멈추게 된다. 새로운 세포는 세포주기를 완전히 끝낸 부모세포에서 생긴다 • 중요 개념 (2): – 제한지점 혹은 시작점이라고 불리는 G1/S 확인지점은 세포가 세포분열을 완전히 마치도록 하는 지점이다. 사이클린이라는 단백질은 세포가 확인 지점을 통과하는 데 중요한 역할을 한다. – 세포분열은 10단계로 일어난다. 세포주기는 5단계로 나누어진다 • “휴지” 세포는 G0 또는 G1 기에 머문다 • 여러 확인지점은 세포주기에서 중요한 결정 만드는 일을 정한다 “돌아갈 수 없는 지점” G2/M 확인지점은 세포구조물의 대규모 재배열을 위한 기폭장치이다 • 유사분열촉진 인자(MPF) 사이클린 CDK 복합체의 활성화는 G1 기에서 시작한다 Control by 사이클린/CDK 복합체에 의한 조절 세포주기 1단계: 신호전달은 세포주기 진행을 시작한다 세포주기 2단계: 제한지점을 통과하는 데에는 유전자 발현의 변화가 요구된다 • 포유동물 세포에서 제한지점 통과는 적어도 두개의 사이클린/CDK 복합체를 요구한다: 사이클린 D1/CDK4 (또는 CDK6)과 사이클린 E/CDK2 • 대부분 CDK의 발현은 세포주기동안 크게 변화하지 않지만 관련된 사이클린이 없으면 기능을 하지 못한다 세포주기 3단계: 성장유도 및 성장억제 신호전달망은 G1/S 사이클린 CDK 복합체로 수렴한다 • 인산화 • 인산화효소 억제 단백질의 • 세포 내 위치 • 단백질 분해 세포주기 4단계: 활성화된 사이클린/CDK가 포켓단백질을 인산화하고 이것은 E2F를 활성화한다 E2F는 일부 유전자의 발현을 촉진하고 다른 것은 억제하는데 다른 유전자의 발현을 억제하는 것은 불분명하다 세포주기 5단계: DNA 복제 기구는 단백질 인산화효소에 의해 활성화된다 DNA 복제는 S 기에서 일어난다 • 핵심 3가지 단계 세포주기 6 단계: DNA 완전한 상태는 G1/S, S/G2와 G2/M의 확인지점에 의해 얻어진다 세포주기 7 단계: 세포는 G2 동안 크기가 커진다 세포주기 8 단계: 사이클린B/CDK1 활성화는 세포가 G2/M 확인지점을 통과하도록 이끈다 세포주기 9 단계: 염색체 정렬은 유사분열 방추사 조립 확인지점에 의해 보장된다 세포주기 10 단계: 세포질분열은 유사분열이 끝난 후에만 시작된다 • 세포질분열은 원형질막 바로 아래 존재하고 유사분열 방추사의 긴 축에 수직으로 놓여 있는 수축환의 수축을 요구한다 • 핵막의 재구성을 포함한 유사분열이 완전히 끝날때까지수축환에 있는 미오신 모터가 활성화되어 있지 않아야 한다는 점이 중요하다 다세포생물은 건강을 유지하기 위해서 세포 스스로 파괴하는 프로그램을 포함한다 • 중요 개념: – 세포는 외상(괴사)에 의하거나 세포사멸(apoptosis)이라 부르는 스스로 파괴하는 프로그램에 의해 죽는다. – 세포사멸은 최소 두 가지의 분자적 기전을 통해 시작되는데, 내부경로와 외부경로가 있다. – 캐스페이즈라 불리는 단백질 계열은 단백질분해효소를 포함하는데, 이는 세포사멸 과정 동안 세포기관과 세포기질 단백질의 분해를 유도한다. 세포는 2가지 다른 방법으로 죽는다: 괴사와 세포사멸 세포사멸은 모든 동물세포와 일부 식물세포의 특성이다 세포사멸은 자발적이다 세포사멸은 최소 두 가지의 다른 경로를 통해 유발된다 세포사멸 유도 및 억제 전사인자의 가장 중요한 표적은 bcl-2 계열에 속한다 미토콘드리아 외막 투과(MOMP) 세포사멸은 특별한 단백질 분해효소인 캐스페이즈를 자극한다 세포사멸의 최종 변화 • 세포사멸과정에서 정형화된 형태적 변화가 일어난다 – 핵 붕괴(karyorrhexis) • 세포사멸 세포는 식균작용에 의해 소거된다