Signal Transduction - Cell Cycle Overview
Cell Cycle: A Brief Overview
모든 생물체의 세포는 분열을 하거나 정지상태에 존재하게 됩니다. Cell cycle은 한 세포가 성장하여 분열되는 과정을 말하는 것으로 일반적으로 5단계로 진행되며, 세포분열을 준비하는 Interphase와 분열이 진행되는 Mitosis로 구분하여 볼 수 있습니다.
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Interphase
| Gap 0(G0) phase: | 이 단계의 cell들은 cell cycle 단계로 진입하고 분열은 정지됩니다. |
| Gap 1(G1) phase: | 이 단계의 cell들은 size가 커지고, RNA과 protein 합성이 진행됩니다. 그리고 cell cycle 과정에서 유일하게 extracellular stimuli에 의해 조절되는 부분이기도 합니다. |
| S phase: | DNA replication이 일어나는 단계입니다. |
| Gap 2(G2) phase: | DNA 합성과 mitosis 사이의 상태이며, cell이 계속 성장하는 동안에 새로운 단백질이 합성됩니다. |
Mitosis
| Mitosis/M phase: |
이 단계의 cell들은 성장과 단백질 합성을 멈추고, cell들은 2개의 독립적인 daughter cells로 분열하게 됩니다. 이런 mitosis 단계는 interphase보다 매우 짧고, 단 1~2시간만이 소요됩니다 |
그리고, Cell cycle에서 cell들은 cytoplasm에 존재하는 protein에 의해 조절됩니다. Animal cell에서의 main 요소들은 다음과 같습니다.
Cyclins |
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Cyclin-dependent kinase(Cdks) |
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Anaphase-promoting complex
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Reference
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Technical Tip - Inhibitor
Q1. Inhibotor의 적절한 사용량은 어떻게 알 수 있나요?
A1. Inhibitor의 양은 target accessibility, cell permeability, Incubation time, cell type 등 다양한 요인에 따라 달라집니다. 가장 좋은 방법은 관련 자료를 참고하여 결정하는 것입니다. 만약, 참고 자료에 Ki 또는 IC50의 값이 주어졌다면, 최고의 inhibit enzyme 활성 나타내기 위해서 5~10배 사용하는 것이 좋습니다. 그리고, Ki 또는 IC50의 값이 주어지지 않았다면, 넓은 범위의 inhibitor 농도로 테스트 한 후 Michaelis-Menten kinetics를 사용하여 Ki 값을 결정합니다. 일반적으로, 이 방법은 높은 농도의 inhibitor를 사용해야 할 때 inhibition이 되지 않는 상태 또는 역효과를 볼 수 있습니다. 그리고 inhibitor를 사용할 때에는 항상 용매의 non-specific effect를 제거한 control 실험을 하는 것이 좋습니다.
Q2. EC50, ED50, Ki, IC50의 차이는 무엇입니까?
A2. 약리학이나 생화학 분야에서 drug나 inhibitor의 efficacy을 결정하기 위하여 아래와 같은 공통된 단위를 사용합니다.
- EC50: Clinical efficacy of a drug (concentration required) to produce 50% of the maximum effect (may be inhibitory or stimulatory effect). This term is used usually with pharmaceuticals.
- ED50: Median effective dose (as opposed to concentration) at which 50% of individuals exhibit the specified quantal effect.
- IC50: Concentration required to produce 50% inhibition.
- Ki: Inhibitor concentration at which 50% inhibition is observed (it is calculated using Michaelis-Menten kinetics).
- Kd: An equilibrium constant for the dissociation of a complex of two or more biomolecules into its components; for example, dissociation of an inhibitor or substrate from an enzyme.
Q3. 동물에 처리할 때, inhibitor 나 stimulator의 1회 injection 양은 얼마나 되나요?
A3. 시료의 종류 및 형태에 따라 다양한 경우가 있으므로, 간단한 답변은 어렵습니다. 먼저, compound가 cell-permeable인지 check 하고, IC50, ED50, EC50의 값을 알아본 후 참고 문헌 또는 경험적인 부분을 고려하여 optimization 합니다.
Recommendation by Author - QIA58: BrdU Cell Proliferatoin Assay
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QIA58 : BrdU Cell Proliferation Assay BrdU Cell Proliferation Assay는 활발하게 분열하는 세포에서 새로 합성된 DNA와 BrdU의 결합으로 정량하는 non-isotopic immunoassay kit입니다.
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