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.