Mecanismos Moleculares de las Ciclinas y Quinasas Dependientes de Ciclina
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Las CDKs
Las CDKs (quinasas dependientes de ciclinas) actúan fosforilando residuos de serina y treonina de proteínas diana para desencadenar procesos celulares. A ellas se unen las ciclinas para regular el proceso con la intervención de otros factores activadores.
Las Ciclinas
- Ciclinas G1: Representadas principalmente por la ciclina D. Actúan al final del periodo G1 y promueven el paso de G1 a S (punto de restricción).
- Ciclinas G1/S: Se activan al final de G1 y comienzos de S. Representadas por la ciclina E.
- Ciclinas S: Actúan durante la fase S y son necesarias para iniciar la replicación del DNA. Se conoce la ciclina A.
- Ciclinas mitóticas (M): Promueven la mitosis. Se conoce la ciclina B.
Quinasas Dependientes de Ciclinas (CDKs)
- Cdk1: Interactúa con las ciclinas M.
- Cdk2: Interactúa con las ciclinas G1/S y S.
- Cdk4 y Cdk6: Interactúan con las ciclinas G1.
Activación de los Complejos Ciclina-CDK
La unión ciclina-CDK suprime el bloqueo del centro catalítico por el lazo T, y la treonina del lazo queda accesible para su fosforilación por la quinasa activadora de CDK (CAK).
La CAK consiste en: la Cdk7, la ciclina H y la proteína MAT. La Cdk7 presenta una treonina en su lazo T (Thr170), que es fosforilada por la unión de la Cdk2 a la ciclina A, produciéndose la activación de la CAK, requisito previo para la activación de la CDK por la CAK.
La fosfatasa PP2A desfosforila la Thr161, impidiendo la activación de la CDK.
Inhibición de los Complejos Ciclina-CDK
Los complejos ciclina-CDK pueden ser inhibidos por complejos inhibidores (CKI), como la p27 y p21, que actúan sobre las quinasas que controlan G1 y S. Estos CKI se unen a la vez a la ciclina y a la CDK, bloqueando el sitio activo y de unión al ATP de la CDK.
Destrucción de los Complejos Ciclina-CDK
La destrucción de las ciclinas implica su ubiquitinación por las enzimas ligasas de ubiquitina:
- Complejo SCF: Destruye las ciclinas G1/S y ciertos CKI que controlan el inicio de la fase S.
- Complejo APC (Anaphase-Promoting Complex): Destruye las ciclinas M y otros reguladores de la mitosis.