Hispanopedia WikiEl factor promotor de la maduración (abreviado MPF , también llamado factor promotor de la mitosis o factor promotor de la fase M ) es el complejo ciclina-Cdk que se descubrió por primera vez en los óvulos de rana. [ 1 ] [ 2 ] Estimula las fases mitótica y meiótica del ciclo celular . El MPF promueve la entrada en la mitosis (la fase M) desde la fase G 2 fosforilando múltiples proteínas necesarias durante la mitosis. El MPF se activa al final de G 2 por una fosfatasa , que elimina un grupo fosfato inhibidor añadido previamente.
La MPF también se denomina quinasa de la fase M debido a su capacidad para fosforilar proteínas diana en un punto específico del ciclo celular y, por lo tanto, controlar su capacidad funcional.
Descubrimiento
En 1971, dos equipos independientes de investigadores ( Yoshio Masui y Clement Markert , así como L. Dennis Smith y Robert Ecker) descubrieron que los ovocitos de rana detenidos en G2 podían ser inducidos a entrar en la fase M mediante la microinyección de citoplasma de ovocitos que habían sido estimulados hormonalmente con progesterona. [ 2 ] [ 1 ] Dado que la entrada de los ovocitos en la meiosis se denomina frecuentemente maduración ovocitaria, este factor citoplasmático se llamó factor promotor de la maduración (MPF). Sin embargo, estudios posteriores demostraron que la actividad del MPF no se limita a la entrada de los ovocitos en la meiosis. Por el contrario, el MPF también está presente en las células somáticas, donde induce la entrada en la fase M del ciclo mitótico.
En 1966 se obtuvo evidencia de que un factor difusible regula la entrada en la mitosis utilizando el moho mucilaginoso Physarum polycephalum, en el que los núcleos de la forma plasmodial multinucleada experimentan mitosis sincrónicas. La fusión de plasmodios cuyos ciclos celulares estaban desfasados entre sí dio lugar a una mitosis sincrónica en el siguiente ciclo mitótico. Este resultado demostró que la entrada en la mitosis estaba controlada por un factor citoplasmático difusible y no por un "reloj nuclear". [ 3 ]
Estructura
El MPF está compuesto por dos subunidades:
- La quinasa dependiente de ciclina 1 (CDK1) es la subunidad de la quinasa dependiente de ciclina. Utiliza ATP para fosforilar residuos específicos de serina y treonina de las proteínas diana.
- La ciclina es una subunidad reguladora. Las ciclinas son necesarias para que la subunidad quinasa funcione con el sustrato adecuado. Las ciclinas mitóticas se agrupan en ciclinas A y B. Estas ciclinas poseen una secuencia de nueve residuos en la región N-terminal, denominada "caja de destrucción", que es reconocida por la enzima ubiquitina ligasa, la cual destruye las ciclinas cuando es necesario.
Función en el ciclo celular
Durante las fases G1 y S, la subunidad CDK1 del MPF se encuentra inactiva debido a la acción de la enzima inhibidora Wee1. Wee1 fosforila el residuo Tyr-15 de CDK1, inactivando así el MPF. Durante la transición de la fase G2 a la fase M, la cdk1 es desfosforilada por CDC25. La subunidad CDK1 queda libre y puede unirse a la ciclina B, activar el MPF e inducir la mitosis celular. Además, existe un mecanismo de retroalimentación positiva que inactiva a wee1.
Activación
El MPF debe activarse para que la célula transite de la fase G2 a la fase M. Tres residuos de aminoácidos son responsables de esta transición . La treonina-161 (Thr-161) en CDK1 debe ser fosforilada por una quinasa activadora de CDK (CAK). La CAK solo fosforila la Thr-161 cuando la ciclina B está unida a CDK1.
Además, otros dos residuos de la subunidad CDK1 deben activarse mediante desfosforilación. La CDC25 elimina un fosfato de los residuos treonina-14 (Thr-14) y tirosina-15 (Tyr-15) y añade un grupo hidroxilo. La ciclina B/CDK1 activa la CDC25, lo que da lugar a un ciclo de retroalimentación positiva.
Descripción general de las funciones
- Desencadena la formación del huso mitótico a través de la inestabilidad de los microtúbulos.
- Promueve la mitosis, es decir, la condensación de la cromatina mediante la fosforilación de las condensinas.
- Las tres láminas presentes en la lámina nuclear (lámina A, B y C) son fosforiladas por el MPF en residuos de aminoácidos de serina. Esto provoca la despolimerización de la lámina nuclear y la ruptura de la envoltura nuclear en pequeñas vesículas.
- Provoca la fosforilación de GM130, lo que conlleva la fragmentación del aparato de Golgi y del retículo endoplasmático.
Objetivos
Los siguientes se ven afectados por el MPF.
- condensinas , que permiten la condensación de la cromatina (véase profase )
- Diversas proteínas asociadas a los microtúbulos implicadas en la formación del huso mitótico.
- láminas , interacción que contribuye a la degradación de la envoltura nuclear
- Histonas, H 1 y H 3
- matriz de Golgi, para provocar fragmentación
Inhibición de la miosina
El MPF fosforila los sitios inhibidores de la miosina al inicio de la mitosis. Esto impide la citocinesis . Cuando la actividad del MPF disminuye en la anafase, los sitios inhibidores se desfosforilan y la citocinesis continúa.
Desensamblaje por el complejo promotor de la anafase
El MPF se desensambla cuando el complejo promotor de la anafase (APC) poliubiquitina la ciclina B, marcándola para su degradación en un bucle de retroalimentación negativa . En células intactas, la degradación de la ciclina comienza poco después del inicio de la anafase (anafase tardía), el período de la mitosis en el que las cromátidas hermanas se separan y se desplazan hacia los polos opuestos del huso. A medida que aumenta la concentración de ciclina B/CDK1, el heterodímero promueve la poliubiquitinación de la ciclina B/CDK1 por parte del APC.
Referencias
- 1 2 Smith LD, Ecker RE (junio de 1971). "La interacción de los esteroides con los ovocitos de Rana pipiens en la inducción de la maduración". Biología del desarrollo . 25 (2): 232– 47. doi : 10.1016/0012-1606(71)90029-7 . PMID 5562852 .
- 1 2 Masui Y, Markert CL (junio de 1971). "Control citoplasmático del comportamiento nuclear durante la maduración meiótica de los ovocitos de rana". The Journal of Experimental Zoology . 177 (2): 129– 45. Bibcode : 1971JEZ...177..129M . doi : 10.1002/jez.1401770202 . PMID 5106340 .
- ↑ Rusch HP, Sachsenmaier W, Behrens K, Gruter V (octubre de 1966). "Sincronización de la mitosis mediante la fusión de los plasmodios de Physarum polycephalum" . The Journal of Cell Biology . 31 (1): 204–9 . doi : 10.1083/jcb.31.1.204 . PMC 2107035. PMID 6008374 .
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