El factor promotor de la maduración (abreviado MPF , también llamado factor promotor de la mitosis o factor promotor de la fase M ) es el complejo ciclina-Cdk que se descubrió por primera vez en huevos de rana. [1] [2] Estimula las fases mitótica y meiótica del ciclo celular . MPF promueve la entrada a la mitosis (la fase M) desde la fase G 2 mediante la fosforilación de múltiples proteínas necesarias durante la mitosis. El MPF se activa al final de G2 mediante una fosfatasa , que elimina un grupo fosfato inhibidor añadido anteriormente.
El MPF también se denomina quinasa de fase M debido a su capacidad para fosforilar proteínas diana en un punto específico del ciclo celular y así controlar su capacidad de funcionar.
En 1971, dos equipos independientes de investigadores ( Yoshio Masui y Clement Markert , así como L. Dennis Smith y Robert Ecker) descubrieron que se podía inducir a los ovocitos de rana detenidos en G 2 a entrar en la fase M mediante microinyección de citoplasma de ovocitos que habían sido Estimulado hormonalmente con progesterona. [2] [1] Debido a que la entrada de los ovocitos en la meiosis con frecuencia se denomina maduración de los ovocitos, este factor citoplasmático se denominó factor promotor de la maduración (MPF). Sin embargo, otros estudios demostraron que la actividad del MPF no se limita a la entrada de los ovocitos en la meiosis. Por el contrario, el MPF también está presente en las células somáticas, donde induce la entrada en la fase M del ciclo mitótico.
La evidencia de que un factor difusible regula la entrada en la mitosis se había obtenido previamente en 1966 utilizando el moho mucilaginoso Physarum polycephalum en el que los núcleos de la forma plasmodial multinucleada sufren mitosis sincrónicas. La fusión de plasmodios cuyos ciclos celulares estaban desfasados entre sí condujo a una mitosis sincrónica en el siguiente ciclo mitótico. Este resultado demostró que la entrada mitótica estaba controlada por un factor citoplasmático difusible y no por un "reloj nuclear". [3]
MPF se compone de dos subunidades:
Durante las fases G 1 y S, la subunidad CDK1 del MPF está inactiva debido a una enzima inhibidora, Wee1. Wee1 fosforila el residuo Tyr-15 de CDK1, inactivando el MPF. Durante la transición de la fase G 2 a M, CDC25 desfosforila cdk1. La subunidad CDK1 ahora está libre y puede unirse a la ciclina B, activar el MPF y hacer que la célula entre en mitosis. También hay un circuito de retroalimentación positiva que desactiva wee1. [ se necesita aclaración ]
El MPF debe activarse para que la célula pase de la fase G 2 a la fase M. Hay tres residuos de aminoácidos responsables de esta transición de fase G2 a M. La treonina-161 (Thr-161) en CDK1 debe ser fosforilada por una quinasa activadora de CDK (CAK). CAK solo fosforila Thr-161 cuando la ciclina B está unida a CDK1.
Además, otros dos residuos de la subunidad CDK1 deben activarse mediante desfosforilación. CDC25 elimina un fosfato de los residuos Treonina-14 (Thr-14) y Tirosina-15 (Tyr-15) y agrega un grupo hidroxilo. La ciclina B/CDK1 activa CDC25, lo que genera un circuito de retroalimentación positiva.
Los siguientes se ven afectados por MPF.
El MPF fosforila los sitios inhibidores de la miosina al principio de la mitosis. Esto previene la citocinesis . Cuando la actividad del MPF cae en la anafase, los sitios inhibidores se desfosforilan y continúa la citocinesis.
El MPF se desmonta cuando el complejo promotor de la anafase (APC) poliubiquitina la ciclina B, marcándola para su degradación en un circuito de retroalimentación negativa . En las células intactas, la degradación de las ciclinas comienza poco después del inicio de la anafase (anafase tardía), el período de la mitosis en el que las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia los polos opuestos del huso. A medida que aumenta la concentración de ciclina B/CDK1, el heterodímero promueve que APC poliubiquitine la ciclina B/CDK1.