The plant cell cycle: Pre-Replication complex formation and controls

Abstract The multiplication of cells in all living organisms requires a tight regulation of DNA replication. Several mechanisms take place to ensure that the DNA is replicated faithfully and just once per cell cycle in order to originate through mitoses two new daughter cells that contain exactly the same information from the previous one. A key control mechanism that occurs before cells enter S phase is the formation of a pre-replication complex (pre-RC) that is assembled at replication origins by the sequential association of the origin recognition complex, followed by Cdt1, Cdc6 and finally MCMs, licensing DNA to start replication. The identification of pre-RC members in all animal and plant species shows that this complex is conserved in eukaryotes and, more importantly, the differences between kingdoms might reflect their divergence in strategies on cell cycle regulation, as it must be integrated and adapted to the niche, ecosystem, and the organism peculiarities. Here, we provide an overview of the knowledge generated so far on the formation and the developmental controls of the pre-RC mechanism in plants, analyzing some particular aspects in comparison to other eukaryotes.

Identification of sugarcane cDNAs encoding components of the cell cycle machinery

Resultados recentes da pesquisa sobre divisäo celular em plantas sugerem que a maioria dos reguladores fundamentais do ciclo celular säo conservados em relaçäo aos outros organismos eucariotos, mas que os mecanismos de controle superimpostos à maquinária básica, e a sua integraçäo com o crescimento e desenvolvimento säo processos característicos das plantas. Até agora, a maioria dos estudos de divisäo celular em plantas tem sido conduzido em dicotiledôneas. Entretanto, as plantas monocotiledôneas tem estratégias de desenvolvimento próprias, que iräo afetar a regulaçäo da divisäo nos meristemas. Objetivando avançar o conhecimento de como a divisäo celular é integrada com os mecanismos básicos que controlam a progressäo do ciclo celular em monocotiledôneas, uma busca exaustiva por genes de cana de açúcar envolvidos em divisäo celular foi feita no banco de dados do SUCEST (sugarcane EST project). Os resultados obtidos incluem a descriçäo de várias classes de quinases dependentes de ciclinas (CDKs), de ciclinas do tipo A, B, C, D, e H; de proteínas que interagem com CDK; de quinases que ativam e inibem a atividade de CDKs, de proteínas homólogas ao gene retinoblastoma, e de fatores de expressäo da família E2F. Grande parte dos genes do ciclo celular de cana de açúcar parecem ser codificados por famílias multigênicas. Assim como em plantas dicotiledôneas a transcriçäo do CDK-a näo é restrita a celulas em divisäo, mas a grande maioria dos ESTs de CDK-b säo encontrados em regiões de alta proliferaçäo. A expressäo dos genes que codificam CKl é bem mais forte em regiões de pouca divisäo celular, notadamente em gemas laterais. Padrões de expressäo compartilhados de grupos de genes foi revelado por "Northern blot" digital, sugerindo que uma abordagem semelhante pode ser usada para identificar genes que participam da mesma via regulatória.