세포생물학 Chapter 13: 세포의 탄생과 죽음

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1 세포생물학 Chapter 13: 세포의 탄생과 죽음

2 개요(1) 장 초점: 세포는 복제단계의 진행을 시작하는 결정을 어떻게 결정하고 어떤 세포는 이 과정을 왜 만들지 않는가
세포가 어떻게 사멸을 결정하는가

3 개요(2) 절 요지: 새로운 세포는 세포주기를 완전히 끝낸 부모세포에서 생긴다
다세포생물은 스스로를 건강하게 유지하기 위한 세포사멸프로그램을 가진다

4 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.

5 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.

6 세포주기는 5단계로 나누어진다 “휴지” 세포는 G0 또는 G1 기에 머문다
여러 확인지점은 세포주기에서 중요한 결정 만드는 일을 정한다

7 “돌아갈 수 없는 지점”

8 G2/M 확인지점은 세포구조물의 대규모 재배열을 위한 기폭장치이다
유사분열촉진인자(MPF)

9 사이클린 CDK 복합체의 활성화는 G1 기에서 시작한다

10 Control by 사이클린/CDK 복합체에 의한 조절

11 세포주기 1단계: 신호전달은 세포주기 진행을 시작한다

12 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

13 세포주기 3단계: 성장유도 및 성장억제 신호전달망은 G1/S 사이클린 CDK 복합체로 수렴한다
인산화 인산화효소 억제 단백질의 세포 내 위치 단백질 분해

14 세포주기 4단계: 활성화된 사이클린/CDK가 포켓단백질을 인산화하고 이것은 E2F를 활성화한다

15 E2F는 일부 유전자의 발현을 촉진하고 다른 것은 억제하는데 다른 유전자의 발현을 억제하는 것은 불분명하다

16 세포주기 5단계: DNA 복제 기구는 단백질 인산화효소에 의해 활성화된다

17 DNA 복제는 S 기에서 일어난다 핵심 3가지 단계

18 세포주기 6 단계: DNA 완전한 상태는 G1/S, S/G2와 G2/M의 확인지점에 의해 얻어진다

19 세포주기 7 단계: 세포는 G2 동안 크기가 커진다

20 세포주기 8 단계: 사이클린B/CDK1 활성화는 세포가 G2/M 확인지점을 통과하도록 이끈다

21

22 세포주기 9 단계: 염색체 정렬은 유사분열 방추사 조립 확인지점에 의해 보장된다

23 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

24 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.

25 세포는 2가지 다른 방법으로 죽는다: 괴사와 세포사멸
세포는 2가지 다른 방법으로 죽는다: 괴사와 세포사멸

26 세포사멸은 모든 동물세포와 일부 식물세포의 특성이다

27 세포사멸은 자발적이다

28 세포사멸은 최소 두 가지의 다른 경로를 통해 유발된다

29 세포사멸 유도 및 억제 전사인자의 가장 중요한 표적은 bcl-2 계열에 속한다

30 미토콘드리아 외막 투과(MOMP)

31 세포사멸은 특별한 단백질 분해효소인 캐스페이즈를 자극한다

32 세포사멸의 최종 변화 세포사멸과정에서 정형화된 형태적 변화가 일어난다 핵 붕괴(karyorrhexis)
세포사멸 세포는 식균작용에 의해 소거된다