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ヒト細胞がDNA複製の開始を調整する方法

ヒト細胞におけるDNA複製の開始は、細胞分裂前のゲノムの忠実な複製を保証する正確に調節されたプロセスです。これを達成するために、細胞は複製開始イベントのタイミングと位置を調整する調節メカニズムの複雑なネットワークを進化させました。ヒト細胞がDNA複製の開始を調整する方法は次のとおりです。

1.PRE複製複合体(PRE-RC)アセンブリ:DNA複製の準備として、プレリプリケーション複合体(Pre-RC)は、複製の原点(ORIS)と呼ばれるDNAの特定の領域で組み立てられます。これらの複合体は、起源認識複合体(ORC)、CDC6、CDT1、およびミニコロモソーム維持(MCM)ヘリカーゼを含むいくつかのタンパク質で構成されています。 PRE-RCSの形成は、複製の潜在的な開始サイトをマークします。

2. PRE-RC形成の規制:プレRCの形成は、予定外の複製を防ぐために厳しく調節されています。 G1/Sチェックポイントなどの細胞周期チェックポイントは、細胞が細胞周期のS相に入る準備ができている場合にのみ、PRE-RCアセンブリが発生することを確認してください。サイクリン依存性キナーゼ(CDK)および他の調節タンパク質は、プレRC形成のタイミングを制御する上で重要な役割を果たします。

3.DNAヘリカーゼの荷重:プレRCが組み立てたら、MCMヘリカーゼをDNAにロードして、二重らせんの巻き戻しと複製フォークの作成を開始する必要があります。このプロセスは、CDC45-MCM-Gins(CMG)複合体とDNA複製ライセンス因子(RLF)の2つの要因によって規制されています。 CMG複合体はMCMヘリカーゼをDNAにロードするのに役立ちますが、RLFは各起源が細胞周期ごとに1回のみライセンスされることを保証します。

4.オリジンの発火と複製フォーク形成:原産地発火として知られるDNA複製の実際の開始は、CMGヘリカーゼが活性化されると発生します。 2つのCMGヘリカーゼが起源に結合し、DNAを解き始め、複製フォークを形成します。この巻き戻しプロセスは、一本鎖DNAテンプレートを公開し、DNAポリメラーゼが新しいDNA鎖の合成を結合して開始できるようにします。

5.チェックポイント制御メカニズム:複製の開始プロセス全体で、さまざまなチェックポイント制御メカニズムがDNA複製の忠実度と進行を監視します。 S-S期とG2/Mチェックポイントは、細胞が細胞周期の次の段階に進む前に、DNA複製が正確に完了することを保証します。これらのチェックポイントは、問題やDNA損傷が検出された場合、複製の開始または停止細胞周期の進行を停止する可能性があります。

これらの複雑な調節メカニズムを通じてDNA複製の開始を調整することにより、ヒト細胞は遺伝物質の正確な複製を確保し、適切な細胞機能と発達に不​​可欠なゲノム安定性を維持できます。

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