第10章細胞の増殖

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 29–32練習問題 29–32

Exercise 29問題 29

Describe the general conditions that must be met at each of the three main cell-cycle checkpoints.

細胞周期の三つの主要なチェックポイントで、それぞれ満たすべき一般的な条件を述べなさい。

Solution解き方

The G₁ checkpoint monitors adequate cell growth, the state of the genomic DNA, adequate stores of energy, and materials for S phase. At the G₂ checkpoint, DNA is checked to ensure that all chromosomes were duplicated and that there are no mistakes in newly synthesized DNA. Additionally, cell size and energy reserves are evaluated. The M checkpoint confirms the correct attachment of the mitotic spindle fibers to the kinetochores.

G₁チェックポイントは、十分な細胞成長、ゲノムDNAの状態、エネルギーの備蓄、S期の材料を監視する。G₂チェックポイントでは、すべての染色体が複製され、新しく合成したDNAに誤りがないことを確認する。さらに細胞の大きさとエネルギーの備蓄も評価する。Mチェックポイントは、紡錘糸が動原体に正しく付着したかを確認する。

Exercise 30問題 30

Compare and contrast the roles of the positive cell-cycle regulators negative regulators.

細胞周期の正の調節因子と負の調節因子の役割の共通点と相違点を比較しなさい。

Solution解き方

Positive cell regulators such as cyclin and Cdk perform tasks that advance the cell cycle to the next stage. Negative regulators such as Rb, p53, and p21 block the progression of the cell cycle until certain events have occurred.

サイクリンやCdkなどの正の調節因子は、細胞周期を次の段階へ進める働きをする。Rb、p53、p21などの負の調節因子は、特定の出来事が起こるまで進行を止める。

Exercise 31問題 31

What steps are necessary for Cdk to become fully active?

Cdkが完全に活性化するにはどのような段階が必要か。

Solution解き方

Cdk must bind to a cyclin, and it must be phosphorylated in the correct position to become fully active.

Cdkはサイクリンに結合し、正しい位置でリン酸化されることで完全に活性化する。

Exercise 32問題 32

Rb is a negative regulator that blocks the cell cycle at the G₁ checkpoint until the cell achieves a requisite size. What molecular mechanism does Rb employ to halt the cell cycle?

Rbは、細胞が必要な大きさに達するまでG₁チェックポイントで細胞周期を止める負の調節因子である。Rbはどのような分子機構で周期を止めるか。

Solution解き方

Rb is active when it is dephosphorylated. In this state, Rb binds to E2F, which is a transcription factor required for the transcription and eventual translation of molecules required for the G₁/S transition. E2F cannot transcribe certain genes when it is bound to Rb. As the cell increases in size, Rb becomes phosphorylated, inactivated, and releases E2F. E2F can then promote the transcription of the genes it controls, and the transition proteins will be produced.

Rbは脱リン酸化状態で活性を持つ。この状態では、G₁/S移行に必要な分子の転写と、それに続く翻訳に必要な転写因子E2Fに結合する。E2FはRbに結合していると特定の遺伝子を転写できない。細胞が大きくなるとRbはリン酸化され、不活性化してE2Fを放す。E2Fは制御する遺伝子の転写を促せるようになり、移行タンパク質が作られる。

cell-cycle checkpoint

細胞周期チェックポイント

mechanism that monitors the preparedness of a eukaryotic cell to advance through the various cell-cycle stages

真核細胞が細胞周期の各段階へ進む準備ができているかを監視するしくみ。

cyclin

サイクリン

one of a group of proteins that act in conjunction with cyclin-dependent kinases to help regulate the cell cycle by phosphorylating key proteins; the concentrations of cyclins fluctuate throughout the cell cycle

サイクリン依存性キナーゼと協同し、主要なタンパク質をリン酸化して細胞周期の調節を助けるタンパク質群の一つ。その濃度は細胞周期を通じて変動する。

cyclin-dependent kinase (Cdk)

サイクリン依存性キナーゼ（Cdk）

one of a group of protein kinases that helps to regulate the cell cycle when bound to cyclin; it functions to phosphorylate other proteins that are either activated or inactivated by phosphorylation

サイクリンと結合して細胞周期の調節を助けるプロテインキナーゼ群の一つ。他のタンパク質をリン酸化し、活性化または不活性化する。

p21

cell-cycle regulatory protein that inhibits the cell cycle; its levels are controlled by p53

細胞周期を阻害する調節タンパク質。その量はp53に制御される。

p53

cell-cycle regulatory protein that regulates cell growth and monitors DNA damage; it halts the progression of the cell cycle in cases of DNA damage and may induce apoptosis

細胞成長を調節し、DNA損傷を監視する細胞周期調節タンパク質。DNA損傷時に周期を止め、アポトーシスを誘導することもある。

retinoblastoma protein (Rb)

網膜芽細胞腫タンパク質（Rb）

regulatory molecule that exhibits negative effects on the cell cycle by interacting with a transcription factor (E2F)

転写因子E2Fと相互作用して、細胞周期に負の効果を及ぼす調節分子。