عامل الترخيص

عامل الترخيص هو بروتين أو مركب بروتيني يسمح لموقع بدء التضاعف ببدء تضاعف الحمض النووي في ذلك الموقع. توجد عوامل الترخيص بشكل أساسي في الخلايا حقيقية النواة ، لأن البكتيريا تستخدم أنظمة أبسط لبدء التضاعف. مع ذلك، تستخدم العديد من العتائق نظائر عوامل الترخيص حقيقية النواة لبدء التضاعف. ^{[ 1 ]}

تمثل مواقع بدء التضاعف مواقع انطلاق عملية تضاعف الحمض النووي، ولذا يجب تنظيم تفعيلها للحفاظ على النمط النووي الصحيح للخلية المعنية. يُشترط أن تُفعّل هذه المواقع مرة واحدة فقط في كل دورة خلوية ، وهي الملاحظة التي دفعت علماء الأحياء إلى افتراض وجود عوامل ترخيص في المقام الأول. إذا لم تُنظّم مواقع بدء التضاعف بدقة، فقد يُعاد بدء تضاعف الحمض النووي من تلك المواقع، مما يؤدي إلى ظهور نسخ متعددة من جزء من الحمض النووي. قد يُلحق هذا ضررًا بالخلايا، وقد يكون له آثار ضارة على الكائن الحي ككل.

يمثل التحكم الذي تمارسه عوامل الترخيص على الدورة نظامًا مرنًا، وهو أمر ضروري حتى تتمكن أنواع الخلايا المختلفة في الكائن الحي من التحكم في توقيت تكرار الحمض النووي لدورات خلاياها الخاصة.

توجد هذه العوامل في أماكن مختلفة لدى الكائنات الحية المختلفة. ففي الكائنات متعددة الخلايا ، على سبيل المثال، تُصنّع هذه العوامل عادةً في سيتوبلازم الخلية ليتم نقلها إلى النواة عند الحاجة. أما في الخميرة، فالوضع مختلف، حيث تتحلل هذه العوامل ثم يُعاد تصنيعها خلال دورة الخلية، ولكنها تبقى في النواة معظم فترة وجودها.

مباشرةً بعد انتهاء الانقسام المتساوي ، تبدأ دورة الخلية من جديد، وتدخل طور G1. في هذه المرحلة، يبدأ تخليق البروتينات اللازمة لاستكمال الدورة. يُطلق على اثنين من البروتينات المُصنّعة اسم Cdc6 و Cdt1 ، ويتم تصنيعهما فقط في طور G1. يرتبط هذان البروتينان معًا بمركب التعرف على الأصل (ORC)، المرتبط مسبقًا بموقع الأصل، ولا يغادره أبدًا طوال الدورة. يتكون الآن ما يُسمى بمركب ما قبل التضاعف، والذي يسمح بدوره بارتباط مركب بروتيني سداسي غير متجانس، يتكون من البروتينات من MCM2 إلى MCM7. يعمل هذا المركب السداسي بأكمله كإنزيم فك لولب الحمض النووي المزدوج. عند هذه النقطة، ينفصل Cdc6 عن المركب ويُعطّل، إما بتحلله في الخميرة، أو بتصديره من النواة في الحيوانات متعددة الخلايا، وذلك بتحفيز من الفسفرة المعتمدة على CDK . تضمنت الخطوات التالية تحميل مجموعة متنوعة من البروتينات الأخرى مثل MCM10، وCDK، وDDK، وCdc45، وهو الأخير ضروري بشكل مباشر لتحميل بوليميراز الحمض النووي . خلال هذه الفترة، ينفصل Cdt1 عن المركب، وتنتقل الخلية من طور G1 إلى طور S حيث تبدأ عملية التضاعف.

يتضح من التسلسل أعلاه أن البروتينين Cdc6 وCdt1 يؤديان دور عوامل الترخيص. يُنتَجان فقط في طور G1، بالإضافة إلى أن ارتباط جميع البروتينات في هذه العملية يمنع ارتباط نسخ إضافية. وبالتالي، يقتصر عملهما على بدء التضاعف مرة واحدة، إذ بمجرد فصلهما عن المركب بواسطة بروتينات أخرى، تدخل الخلية في طور S، حيث لا يُعاد إنتاجهما أو تنشيطهما. لذا، فهما يعملان كعوامل ترخيص، ولكن معًا فقط. وقد اقتُرح تسمية مُركَّب ما قبل التضاعف بأكمله بعامل الترخيص، نظرًا لضرورة تجميع البروتينات الإضافية لبدء التضاعف.

• ورقة بحثية حديثة حول الترخيص في الخلايا البشرية