Epigenetska regulacija celičnega cikla

1.CELIČNI CIKEL

Celica se razmnožuje z izvajanjem urejenega zaporedja dogodkov pri čemer podvoji svojo vsebino in se nato deli v dve celici. Ta cikel podvajanja in delitve, imenovan celični cikel[[1]], je bistven mehanizem s pomočjo katerega se razmnožujejo vsa živa bitja. Pri evkariontskih celicah je celični cikel razdeljen na 4 faze. Pod mikroskopom je najbolj zanimiva M faza v kateri pride do mitoze in citokineze. Čas med eno in drugo M fazo se imenuje interfaza. Sestavljajo jo S faza, G1 faza ter G2 faza. Med S fazo celica podvoji svojo jedrno DNA , kar je bistveno za celično delitev.

2.EPIGENETSKO DEDOVANJE MED CELIČNIM CIKLOM

V zadnjih letih je prišlo do velikega napredka na področju identifikacije ključnih kandidatov za epigenetske označevalce in mehanizmov, ki zagotavljajo njihovo dedovanje in reverzibilnost. Sedaj je jasno, da pri replikacijskih vilicah[[2]] delujejo kompleksni mehanizmi, ki zagotavljajo epigenetsko dedovanje:

-metilacije DNA
-DNA in kromatin vezajočih faktorjev 
-modifikacij histonov ter drugih faktorjev, ki prispevajo k visoki organiziranosti struktur.

Poleg tega so ugotovili, da niso vsi markerji neposredno vključeni v procese replikacijskih vilic, saj je kromatin podvržen tudi procesom, ki niso povezani z procesom replikacije . Določene variante histonov (npr.CENP-A) se dedujejo na način neodvisen od replikacije, kar kaže na pomebnost ostalih faz celičnega cikla (ne zgolj S faze).

V vsakem ceilčnem ciklu je celovitost genetske in epigentske informacije testirana med procesom podvajanja DNA. Ta proces predstavlja tudi možnost za spremebe epigenetskih stanj med diferenciacijo in razvojem. V ta namen so se razvili precizni mehanizmi, ki zagotavljajo stabilnost med prenosom genetske in epigentske informacije v replikacijskih vilicah ter omogočajo možnost želenih zamenjav med razvojem. 2.1Dedovanje metilacije DNA med podvajanjem

Replikacija DNA poteka asimetrično , z neprekinjeno sintezo na vodilni verigi ter prekinjeno na zastajajoči verigi. Sinteza je katalizirana s pomočjo DNA polimeraze na vsaki verigi.DNA polimerazi pri tem pomaga še proliferacijski celični jedrni antigen (proliferating cell nuclear antigen- PCNA), ki je naložen na obe verigi. Na ta način PCNA služi kot pomembna povezava med verigama in zvijanje verig v prostoru zagotavlja sklopitev replikacijskega mehanzma na obeh verigah. Poleg vloge v DNA sintezi, naj bi PCNA tudi povezoval DNA sintezo in dedovanje epigenetskih markerjev ter interagiral s faktorji, ki sodelujejo pri modificiranju in sestavljanju kromatina. Poleg PCNA so še drugi faktorji, ki prispevajo k povezavi med dedovanjem genetske in epigentske informacije:

• MCM kompleks:

mini kromosom vzdrževalni kompleks, je domnevno replikativna helikaza, ki interagira z histon-šaperon anti-silencing funkcijo 1, kar naj bi koordiniralo tok histonov med starševskimi in hčerinskimi verigami.