Licensfaktor
En licensieringsfaktor är ett protein eller komplex av proteiner som tillåter ett replikationsursprung för att påbörja DNA-replikation på den platsen. Licensfaktorer förekommer främst i eukaryota celler , eftersom bakterier använder enklare system för att initiera replikation. Men många arkéer använder homologer av eukaryota licensieringsfaktorer för att initiera replikering.
Fungera
Replikationsursprung representerar startställen för DNA-replikation och därför måste deras "avfyrning" regleras för att upprätthålla den korrekta karyotypen av cellen i fråga. Ursprunget måste bara eldas en gång per cellcykel , en observation som ledde till att biologer i första hand antog att det fanns licensieringsfaktorer. Om ursprungen inte var noggrant reglerade kan DNA-replikation återupptas vid det ursprunget vilket ger upphov till flera kopior av en sektion av DNA. Detta kan vara skadligt för celler och kan ha skadliga effekter på organismen som helhet.
Den kontroll som licensierande faktorer utövar över cykeln representerar ett flexibelt system, nödvändigt så att olika celltyper i en organism kan kontrollera tidpunkten för DNA-replikation till sina egna cellcykler.
Subcellulär distribution
Faktorerna i sig finns på olika ställen i olika organismer. Till exempel i metazoaniska organismer syntetiseras de vanligtvis i cellens cytoplasma för att importeras in i kärnan vid behov. Situationen är annorlunda i jäst där de närvarande faktorerna bryts ned och omsyntetiseras under hela cellcykeln men finns i kärnan under större delen av deras existens.
Exempel i jäst
Omedelbart efter att mitosen har avslutats startar cellcykeln igen och går in i G1-fasen av cykeln. Vid denna tidpunkt börjar proteinsyntesen av olika produkter som krävs för resten av cykeln. Två av de syntetiserade proteinerna kallas Cdc6 och Cdt1 och syntetiseras endast i G1-fas. Dessa två binder tillsammans till ursprungsigenkänningskomplexet (ORC), som redan är bundet vid ursprunget och i själva verket aldrig lämnar dessa platser under hela cykeln. Nu har vi ett så kallat pre-replikationskomplex, som sedan låter ett heterohexamert proteinkomplex av proteinerna MCM2 till 7 binda. Hela denna hexamer fungerar som en helikas som lindar upp det dubbelsträngade DNA:t. Vid denna tidpunkt lämnar Cdc6 komplexet och inaktiveras, genom att brytas ned i jäst men genom att exporteras från kärnan i metazoer, utlöst av CDK -beroende fosforylering. Nästa steg inkluderade laddning av en mängd andra proteiner som MCM10, en CDK, DDK och Cdc45, det senare som direkt krävs för att ladda DNA- polymeraset . Under denna period frigörs Cdt1 från komplexet och cellen lämnar G1-fasen och går in i S-fasen när replikeringen startar.
Från ovanstående sekvens kan vi se att Cdc6 och Cdt1 fyller rollen som licensieringsfaktorer. De produceras endast i G1-fas, utöver vilket bindning av alla proteiner i denna process utesluter bindning av ytterligare kopior. På detta sätt begränsas deras verkningssätt till att starta replikation en gång, eftersom när de väl har kastats ut från komplexet av andra proteiner går cellen in i S-fasen, under vilken de inte återproduceras eller återaktiveras. De fungerar alltså som licensierande faktorer, men bara tillsammans. Det har föreslagits att hela pre-replikationskomplexet kallas licensfaktorn eftersom helheten krävs för att sätta ihop ytterligare proteiner för att initiera replikation.