[세포주기]Cell cycle mechanism

M phase은 유사분열과 세포질분열을 거쳐 세포가 증식하는 실질적인 단계이고, S phase에서는 DNA가 복제되고 세포수는 변하지 않는다. 그래서 세포주기에서 M phase를 제외한 S phase왿� G1, G2 phase는 INTERPHASE(간기)라고 일컫는다. G1과 G2 phase는 세포주기를 조절하는 CHECKPOINT라고 일컫는데 CHECKPOINT는 세포가 비정상적으로 증식하지 않기 위해서 중요하다. CHECKPOINT에서 세포주기의 다음 단계로 넘어가기 위한 조건이 충족되었는지를 확인한 후, 모든 조건이 만족되면 S 또는 M phase가 진행된다(Table 2.) CHECKPOINT에서의 세포 증식 조절이 제대로 이루어지지 않으면 암과 같은 비정상적인 세포 증식을 유발한다.

세포 주기 조절을 위해 Cyclin-CDK complex의 활성을 조절하는 많은 인자들이 존재한다. 대표적인 것으로는 G1 checkpoint에서 DNA가 손상되었을 때 작용하는 p21 단백질이 있다. DNA가 손상되었을시에 활성되는 Tumor suppressor gene인 p53에 의해 p21 gene이 발현된다. p21은 S-phase를 유도하는 Cyclin-CDK complex에 결합하여 CDK 4/6/2의 kinase 활성을 저해함으로써 Rb의 인산화를 막는다(Fig 1.). 그 결과, 세포는 G1에 머물면서 손상된 DNA를 수리할 시간을 얻게 된다. 만일 DNA 손상이 세포가 수용하지 못할 정도로 심하면 p53은 Apoptosis-inducing gene인 Bax 단백질의 gene을 발현 시킨다. 즉, 세포증식의 조절에 있어서 p53의 작용은 p21 gene을 발현시켜 세포증식을 일시적으로 정지시키는 것(Growth-arrest) , 또는 p53-binding protein인 ASPP왿� 결합한 p53이 Bax gene을 발현시켜 세포죽음을 유발하는 것(Apoptosis-inducing) 두 가지로 나워볼 수 있다(Fig 2. Fig 3.). Apoptosis는 예정된 세포 죽음(Programmed cell death)이라고도 하며 세포가 조직내에서 더 이상 필요 없을 때, 바이러스의 침입을 받았거나 암세포로 변환되었을 때 등, 개체수준에서 세포의 죽음이 오히려 도움이 되면 세포 스스로 자살하는 기작이다. 예를 들어 바이러스에 감염된 세포가 스스로 죽어서 없어지면 바이러스는 더 이상 다른 세포에 감염될 수 없으므로, 세포의 자살은 오히려 개체를 보호하는 기작이 된다. 다른 예로, 올챙이 꼬리왿� 같이 발생과정 중 세포가 없어지는 것이 개체에게는 오히려 도움이 되는 조직에서도 apoptosis가 일어난다.