医学细胞生物学细胞分裂和细胞周期培训ppt课件

文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。无丝分裂无丝分裂 amitosis 由亲代细胞 直接分裂，形成 子代细胞，又称 直接分裂 direct division分裂前，细胞、细胞核 体积增大，DNA复制；进入分裂期，核膜不消失，无纺锤丝、无染色体组装分裂期，细胞核 拉长，高尔基体 移至 中心体 附近，胞核、胞质 均拉长 并从中间断裂两个子细胞 获得的 遗传物质和其他胞质成分，不一定 均等；在低等生物较常见，分裂快速，耗能少高等生物的创伤组织、癌变、衰老的细胞；个别组织：上皮、疏松结缔组织、肌组织、肝脏等，均可见 无丝分裂；无丝分裂与有丝分裂 能够相互转化细胞分裂无丝分裂细胞分裂1文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。有丝分裂有丝分裂 mitosis 也称 间接分裂，是高等真核生物 细胞分裂的主要方式，尤其是 体细胞分裂的主要方式有丝分裂是一个连续的过程，按时间顺序分为：前、中、后、末期，发生：核膜的崩解和重建、染色质凝集成染色体和染色质的重形成、纺锤体的形成和染色体的运动、细胞质的分裂有丝分裂持续时间比较恒定，约0.52小时分裂前期 核内染色质开始凝聚前期prophase 细胞变化特征：染色质凝聚、分裂极确定、核仁缩小解体、纺锤体形成核内松散的染色质纤维螺旋化并发生凝集，是进入前期的标志此期，线状染色质纤维逐渐凝聚成棒状、杆状的染色体，每条染色体包含两条由着丝粒连接的染色单体；着丝粒两侧附着多种蛋白质细胞分裂有丝分裂细胞分裂2文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。组成的 板状复合结构动粒组蛋白发生 磷酸化，促进 染色质进一步凝聚核仁中的DNA缩回各自所属的染色体，rRNA合成停止，核仁中的蛋白质和RNA分散在胞质，核仁逐渐解体消失核膜下的核纤层蛋白磷酸化核纤层解体核纤层蛋白A、B、C核膜小泡-核纤层B，分散到胞质中间期就完成复制的 两组中心体 彼此分开，移向两极；中心体是微管的组织中心之一，能发出大量微管，这些微管与中心体一起被称为星体aster细胞分裂 组成的 板状复合结构动粒细胞分裂3文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。马达蛋白以星体微管作为轨道，利用ATP水解能沿微管移动，由此牵引两个子中心体分离，分别移向细胞两极纺锤体spindle出现于前期末，由星体微管、动粒微管、和重叠排列的极间微管组成前期末，染色体凝集程度 增高，在动粒微管 牵拉下，染色体 逐渐移向 赤道面，即 染色体列队细胞分裂星体微管动粒微管极间微管染色体中心粒马达蛋白 以星体微管 作为轨道，利用ATP水解能 沿微管移动4文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分裂中期的细胞赤道面上排列着高度凝聚的染色体中期metaphase的主要标志是染色体最大程度凝缩，非随机排列在细胞中央的赤道面上；从侧面看，染色体排列成线状；从极面看，染色体排列成菊花状；该期持续10-20分钟所有染色体的着丝粒位于同一平面，染色体两侧的动粒朝向细胞两极；每个动粒上，结合数十根微管；两端动粒上结合的微管长度相等，赤道面直径变形，两极距离增长，染色体处于动态平衡中中期细胞形成有丝分裂器mitoticapparatus由染色体、星体、中心粒、纺锤体组成细胞分裂分裂中期的细胞赤道面上排列着高度凝聚的染色体细胞分裂5文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂中期 动粒微管 与染色体的 动态平衡细胞分裂中期 动粒微管 与染色体的 动态平衡6文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分裂后期完成姐妹染色单体分离后期anaphase着丝粒分开，姐妹染色单体分离，向细胞两级迁移两个染色单体着丝粒中部的蛋白被水解，导致姐妹染色单体分离，并在动粒微管的牵引下，向两极运动；持续10分钟左右染色体两臂的移动常滞后于动粒，因此常可见形态上V形、J形或棒形的染色体极间微管增长、彼此滑动两极长度增加，星体微管向外的作用力，使两极进一步分开染色单体的向极运动跟马达蛋白有关，该蛋白协调微管运动，将染色单体拉向两极细胞分裂分裂后期完成姐妹染色单体分离细胞分裂7文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分裂末期的细胞核重新组装并完成核分裂末期telophase子代细胞核形成与胞质分裂染色单体被拉到细胞两极，发生解聚的过程；此时H1组蛋白去磷酸化，高度凝聚的染色体开始解旋，出现细长的染色质纤维，RNA合成恢复，核仁重新形成胞质中分散的 核膜小泡 向染色体表面 聚集、融合，在每条染色体 周围 形成 双层核膜，核孔 重新组装；核纤层蛋白 去磷酸化，重新形成 核纤层，在核膜下细胞分裂分裂末期的细胞核重新组装并完成核分裂细胞分裂8文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。胞质分裂：后期或末期初，中部质膜下方，出现由大量肌动蛋白和肌球蛋白聚集形成的环状结构，即收缩环contractilering纺锤体解聚，残存的微管、囊泡聚集于 细胞中部，形成的 环形致密层称为 中体收缩环中的肌动蛋白和肌球蛋白组成的微丝束，通过互相滑动使收缩环不断缢缩，细胞膜内陷形成分裂沟cleavagefurrow分裂沟 至中体时，细胞断裂，胞质分裂 完成，此过程需要的能量由ATP提供胞质分裂与核分裂不一定同步进行，无胞质分裂多核细胞；纺锤体的位置决定分裂沟的位置，决定两个子细胞大小，是否对称细胞分裂胞质分裂：细胞分裂9文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂经过 核分裂、胞质分裂 两个过程，借助 细胞骨架重排，实现 有丝分裂；有丝分裂的 三个特征：染色质凝聚、纺锤体形成、收缩环的形成组蛋白等的 磷酸化、去磷酸化，是染色质凝聚与去凝聚、核膜解聚与重建的 分子基础有丝分裂时，细胞与相邻细胞、细胞外基质间的 粘附性减弱，连接 松弛，也与 蛋白质磷酸化 状态有关有丝分裂的变异形式：封闭式有丝分裂closedmitosis在整个细胞分裂过程中，核膜保持完整，纺锤体形成、染色体分离等活动均发生在细胞核里；如单细胞生物：酵母、黏菌等细胞分裂经过 核分裂、胞质分裂 两个过程，借助 细胞骨架重排10文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。有丝分裂是具备完善分裂程序的细胞分裂方式，有丝分裂的主要意义：细胞经过DNA复制后，将遗传物质DNA准确等分到子细胞中去，是以确保遗传的稳定性.纺锤体是染色体分离和移动的主要机制染色体的移动取决于纺锤体产生的四种作用力的合力结果：极间微管重叠区微管之间在动力蛋白的作用下相互滑动，产生对两极星体的推力动粒微管与染色体动粒之间相互作用对染色体产生拉力，动力微管在动粒端去组装而缩短，使末期染色体向两极运动星体微管与细胞膜之间相互作用是星体稳定在细胞两极的作用力两条姐妹染色单体chromatid在着丝粒处和臂间大分子蛋白染色体粘附蛋白cohesin形成的粘着力中心体基质蛋白的粘着作用细胞分裂补充ppt有丝分裂是具备完善分裂程序的细胞分裂方式，有丝分裂的主要意义11文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。.姊妹染色体的分开是染色体向两极运动的重要条件细胞分裂动粒绿色；Cohesin红色有丝分裂中期，染色体臂的 Cohesin 降解，只有少量存在于 着丝粒中部(姐妹染色单体 连接处)补充ppt.姊妹染色体的分开是染色体向两极运动的重要条件细胞分裂动粒12文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。如果细胞在S期不能合成染色体粘着蛋白，则M期的染色体凝聚不能完成，染色单体的分开亦受障碍.动粒与微管的连接处是染色体向两极运动的重要作用点与染色体运动相关的蛋白，如dynein、kinesin、KRP，以及动粒微管正端的组装与去组装，牵动染色单体向细胞赤道面或两极运动.微管动力蛋白是染色体运动的动力动力微管结构不稳定，组装去组装均很快，此特点可提高M期染色体运动的效率；微管去组装的方向对染色体移动方向发生影响细胞分裂Ndc80 is a protein complex consisting of four different protein subunits that forms a 50 nm-long,rod-shaped molecule extending outward from the body of the kinetochore.These Ndc80 fibrils have been implicated as couplers of the kinetochore to the plus end of a dynamic microtubule.补充ppt如果细胞在S期不能合成染色体粘着蛋白，则M期的染色体凝聚不能13文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。.染色体运动的方向是纺锤体内各种作用力综合作用的结果分裂中期，极体微管重叠区组装延长，使中心体向两极分开，纺锤体变长；动力微管与染色体动粒连接处KRP的滑动，及微管正端组装延长产生推力；极体微管的拉力和着丝粒的粘着力处平衡状态分裂后期，着丝粒纵裂，姊妹染色单体迅速分开，动力微管动粒端也去组装，导致动粒微管缩短，染色体向两极移动，直至动粒微管完全消失；同时，极体微管重叠区的末端(正端)滑动把中心体连同染色体进一步推向两极细胞分裂补充ppt.染色体运动的方向是纺锤体内各种作用力综合作用的结果细胞分14文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂(a)Actin filaments(red)are located at both the cleavage furrow and the cell periphery where they play a key role in cell movement(Section 9.7).(b)(b)Myosin II(green)is localized at the cleavage furrow,where it is part of a contractile ring that encompasses the equator.In this model for budding yeast,the chromosome is able to remain associated with the plus end of the microtubule as it depolymerizes by the presence of the Dam1 ring,which encircles the plus end of the microtubule at the kinetochore.The force required for chromosome movement is provided by the release of strain energy as the microtubule depolymerizes.The released energy is utilized by the curled ends of the depolymerizing protofilaments to slide the Dam1 ring along the microtubule toward the pole.补充ppt细胞分裂Actin filaments(red)are 15文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂减数分裂减数分裂meiosis发生于有性生殖细胞的成熟过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次；其细胞遗传物质减半，形成具有单倍体遗传物质的配子细胞减数分裂构成了生物变异及多样性的基础，减数分裂中发生遗传物质的交换、重组、自由组合，使生殖细胞呈现遗传上的多样性，后代变异增大，对环境适应力增强减数分裂分为第一次减数分裂(减数分裂I)和第二次减数分裂(减数分裂II)第一次减数分裂是同源染色体通过联会进行片段交换，随后分开，完成染色体数目减半、遗传物质的交换第二次减数分裂与有丝分裂相似，染色单体分开两次分裂间有一个短暂的间隔期细胞分裂减数分裂16文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。医学细胞生物学细胞分裂和细胞周期培训ppt课件17文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一次减数分裂进程中细胞内发生复杂的生化和形态变化第一次减数分裂 分为：前期、中期、后期、末期1.前期IprophaseI：持续时间长，不同种属变化很大；此期染色质凝集、同源染色体之间片段交换；分5个阶段细线期leptotene：染色质开始凝集和同源染色质配对，是本期特点；细线状染色质通过端粒附着于核膜上；核与核仁体积增大偶线期zygotene：同源染色质进一步靠拢凝集，同源染色质之间部分片段紧密相贴，迅速扩散到整个染色体，形成联会复合体synaptonemalcomplex,SC；染色体端粒丛集在核被膜一侧的内表面，从这里开始结合、配对，使染色体看上去像一个花束；电镜下可见同源染色体之间呈拉链状细胞分裂第一次减数分裂进程中细胞内发生复杂的生化和形态变化细胞分裂18文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。SC的装配最早发生于细线期，在偶线期完成；是联会的同源染色体之间，沿染色体全长方向，形成的一种特殊结构；电镜下包括三个平行的部分：侧生成分、中央成分、横向纤维侧生部分，宽约2040nm，位于复合体两侧，成分主要是蛋白质，电子密度较高，如DNA拓扑酶、组蛋白等，其外侧是同源染色体DNA两边的侧生成分之间是电子密度较低的区域，宽约100nm，其中央为电子密集的中央成分侧生成分与中央成分之间是横向排列的细丝，称为：横向纤维中央成分与横向纤维主要由非组蛋白组成联会复合体是临时性结构，使同源染色体之间的连接变得更加牢固；偶线期有0.3%的DNA合成，帮助联会复合体的组装细胞分裂SC的装配最早发生于细线期，在偶线期完成；是联会的同源染色体19文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。同源染色体通过SC连接，含有4条染色单体，称四分体tetrad，也称二价体bivalent；而SC对二价体中同源染色体的紧密配对意义重大联会复合体形成之初，染色质凝集程度低，同源染色体通过特定位点的碱基互补配对进行接触；当SC随着染色质凝集逐渐形成，其成分加入了某些单链DNA序列以及蛋白质序列识别分子，构成一个有组织的网络，促使了同源染色体之间的配对进一步形成细胞分裂除去染色体纤维后的SC电镜图同源染色体通过SC连接，含有4条染色单体，称四分体tetra20文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。粗线期 pachytene：通过联会紧密结合在一起的两条同源染色体，进一步凝集缩短、变粗，同源染色体间出现染色体片段的 交换和重组；在联会复合体 中央出现 一些椭圆形、球形的 富含蛋白质及酶的棒状结构，称：重组结 recombination nodule多个重组结相间分布于 SC上，与染色体片段重组直接相关粗线期的细胞合成 减数分裂特有的 组蛋白，还合成少量 DNA，称 P-DNA，与交换中DNA链的修复、连接有关双线期 diplotene：联会复合体去组装，逐渐消失，紧密配对的同源染色体相互分离，仅在非姊妹染色单体间残留一些接触点，称交叉chiasma交叉被认为是粗线期同源染色体交换的形态学证据，交叉节与重组结在数量上是相等的人类平均每对同源染色体有2-3个交叉，交叉的数量与物种、细胞类型、染色体长度有关；每个染色体至少有1个交叉细胞分裂粗线期 pachytene：通过联会紧密结合在一起的两条同21文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。双线期同源染色体的四分体结构非常清晰，并且交叉逐渐远离着丝粒，向染色体末端推移，数目也由此减少，此现象称交叉端化；这一过程将持续到中期；随着交叉端化，二价体可呈现V、8、X、O等形状；某些生物此期持续时间很久，如人卵细胞在双线期可停留50年之久细胞分裂双线期 同源染色体的四分体结构非常清晰，并且 交叉 逐渐远离22文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。终变期diakinesis：染色体继续凝集，变粗变短，成棒状；交叉端化继续；核仁消失，中心体移向两极形成纺锤体；核膜逐渐解体，纺锤丝伸入核区，染色体开始移向细胞中部的赤道面终变期结束标志着前期I完成细胞分裂终变期 diakinesis：染色体继续凝集，变粗变短，成23文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.中期ImetaphaseI：同源染色体向细胞中部汇集，最终排列在赤道面上，通过动粒微管与细胞不同极相连；来自一侧纺锤体 的动粒微管只连接与同侧的动粒上3.后期IanaphaseI：受纺锤体微管的作用，同源染色体 分离并移向细胞的两极；父源和母源的 染色体随机 组合，被拉向两极，每条染色体 由姐妹染色单体 共同组成非同源姊妹染色单体之间的交叉对分离过程是必要的，某些 联会的同源染色体 缺乏彼此的 交叉，随后 正常分离受阻，产生的子代细胞 染色体数目 增多或减少4.末期ItelophaseI：到达细胞两极染色体，去凝集 成细丝状的 染色质纤维，核仁、核膜重新出现，胞质分裂 并形成两个子细胞；某些生物 染色体依然保持凝集状态细胞分裂2.中期I metaphase I：同源染色体向细胞中部汇集24文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一次减数分裂后出现短暂的间期与有丝分裂相比，减数分裂间期 持续时间较短，不发生DNA合成，无染色体复制；某些物种基本不经过这一期，直接进入第二次减数分裂第二次减数分裂与有丝分裂过程相似第二次减数分裂分为：前期II、中期II、后期II、末期II、胞质分裂5个时期前期II：去凝集的染色体再次发生凝集，呈棒状，每一条染色体由两条染色单体组成纺锤体逐渐形成，来自细胞两极的动粒微管分别与同一染色体上的两个动粒相连，将染色体拉向细胞中央的赤道面前期II末，核仁、核膜消失中期II：染色体排在赤道面上，之后，姐妹染色单体在着丝粒处断裂，彼此分离，被纺锤体的动粒微管牵引进入细胞两极，去凝集成染色质纤维，核仁与核膜重新出现，胞质分裂完成，形成新的子细胞（单倍体）细胞分裂第一次减数分裂后出现短暂的间期细胞分裂25文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。脊椎动物的卵母细胞的减数分裂II停滞在中期II，即排卵，只有在卵受精后才能完成第二次减数分裂；而卵母细胞在这两次减数分裂中，胞质分裂不对称，只产生1个大卵子和3个小的后被吸收的极体后期II-末期II-胞质分裂：跟有丝分裂类似细胞分裂卵原细胞生长与分化有丝分裂初级卵母细胞次级卵母细胞排卵极体受精极体卵卵子发生精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子发生精细胞分化4个精子细胞生长减数分裂脊椎动物配子形成过程：精子与卵子形成的比较脊椎动物的 卵母细胞的 减数分裂II停滞在 中期II，即排卵26文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。减数分裂的生物学意义：将亲代细胞全套单拷贝的遗传物质传递给子细胞，使物种的遗传特点在后代中得以保持减数分裂中形成的联会复合体，使来源于双亲的同源染色体基因或DNA片段得以重组和交换，使后代保持亲代基本遗传特征的基础上不断出现新的变异，为物种的不断进化和生物多样性提供了基础细胞分裂在减数分裂中，性染色体也在减数分裂前期，发生X染色体与Y染色体的同源区域的配对及交叉互换，可以保证正常分离减数分裂的生物学意义：细胞分裂在减数分裂中，性染色体 也在减27文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期的基本概念细胞周期cellcycle：是指细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的过程可分为：G1期(gapphaseI)S期(synthesisphase)G2期(gapphaseII)M期(mitosisphase)分裂期(M期)持续的时间很短，只有不到5%的周期时间细胞周期及其调控细胞周期的基本概念细胞周期及其调控28文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。不同发育阶段、不同组织细胞 完成一个细胞周期 所需的时间不同；快速增殖的 人体细胞的 周期时间是 24小时，其中G1期11小时、S期约8小时、G2期4小时、M期1小时芽生酵母细胞周期仅90分钟，受精卵早期细胞周期可能少于30分钟（细胞不生长，缺乏G1和G2期，DNA复制快，因此S期短）有些体细胞完全停止分裂终末分化的细胞；有些体细胞只在需要替换损伤、死亡的细胞时，才进行分裂G0期的细胞（长期停留在G1的细胞，或者说暂时脱离了细胞周期）连续不断分裂的细胞：如造血干细胞、表皮基底层、消化道等上皮20世纪50年代后，人们用各种现代生物技术证明：间期细胞进行着非常活跃的蛋白质、核酸等的合成DNA合成期只占间期的一部分，称S期；之前是G1期，之后是G2期G1期是影响细胞周期时间的关键，其时间长度与其特殊mRNA、蛋白质积累有关；激素和环境因素都影响细胞周期各时相的时间细胞周期及其调控不同发育阶段、不同组织细胞 完成一个细胞周期 所需的时间不同29文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期的主要变化G1期是DNA复制的准备期G1期是细胞生长发育的时期，有活跃的RNA和蛋白质合成，细胞体积显著增大，RNA聚合酶活性升高，各种RNA和蛋白质迅速增加G1期合成S期DNA复制所需要的各种酶类，如DNA聚合酶，解旋酶等，及从G1期向S期转换需要的蛋白质，如触发蛋白、钙调蛋白、细胞周期蛋白、抑素等G1期与S期之间存在一个限制点，只有通过此点，才能完成细胞周期G1期突出特点是发生多种蛋白质的磷酸化，如组蛋白、非组蛋白、某些蛋白激酶的磷酸化；多发生在丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸侧链的-OH上，组蛋白H1的磷酸化，促进G1期染色体结构的重排G1期细胞膜对物质转运能力增强，细胞对氨基酸、核苷酸、葡萄糖等小分子营养物质摄入增加；对可能参与G1期向S期转变的调控物质的转运也增加，如cAMP、K+等细胞周期及其调控细胞周期的主要变化细胞周期及其调控30文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1期 对物质转运能力的增强 与G1期 细胞膜变化相关；多种因素 如 胆固醇、各种生长因子受体、酪氨酸磷酸化等 均对细胞膜转运作用产生影响S期中完成DNA复制S期是DNA复制期，也合成组蛋白与非组蛋白；DNA复制遵循严格时间顺序，通常CG含量高的DNA先复制，AT含量高的序列后复制；常染色质先复制，异染色质后复制；异染色质化的X染色体的复制发生在其他染色体复制完成后S期也是组蛋白合成主要时期，其合成与DNA的复制 同步进行、相互依存；随着DNA复制，组蛋白大量合成、入核，与已复制的DNA结合，组装成 核小体，进而姊妹染色单体组蛋白持续的磷酸化 发生于S期，H1组蛋白 进一步磷酸化，H2A的磷酸化 贯穿整个细胞周期中心粒的复制完成于S期，相互垂直的一对中心粒彼此分离，各自在垂直方向形成一个子中心粒细胞周期及其调控G1期 对物质转运能力的增强 与G1期 细胞膜变化相关；多种31文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G2期是细胞分裂的准备期G2期大量合成RNA、ATP和与M期结构功能相关的蛋白质，如微管蛋白、MPF促进细胞从G2期进入S期G2期中心粒体积逐渐增大，开始分离并移向细胞两极M期中细胞进行分裂细胞形态结构发生显著改变，染色体凝集、分离；核膜、核仁破裂及重建；纺锤体、收缩环形成，细胞分裂为二M期细胞变圆，染色质的高度凝集降低其模板活性，该期细胞中的RNA合成处于抑制状态，除了一部分与周期调控密切相关的蛋白外，细胞蛋白质合成也几乎全部停止细胞周期及其调控G2期是细胞分裂的准备期细胞周期及其调控32文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期的调控细胞周期中的 生化、形态结构 变化，均是在细胞本身 和环境因素 严格控制下 有序进行的细胞中 多种蛋白 构成复杂网络，通过一系列生化反应 对细胞周期主要事件 加以控制细胞周期蛋白与细胞周期依赖激酶构成细胞周期调控系统的核心1.细胞周期蛋白细胞周期蛋白cyclin是真核细胞的一类蛋白，随细胞周期进程周期性地出现、消失；真核生物的cyclin是一类功能相似的同源蛋白，由一个相关基因家族编码，种类达数十种哺乳动物的 细胞周期蛋白 包括cyclin AH，在细胞周期各个特定阶段中，不同的周期蛋白 相继表达细胞周期及其调控细胞周期的调控细胞周期及其调控33文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。在G1期表达的细胞周期蛋白有：cyclinA、C、D、E，其中cyclinC、D、E三种蛋白只在G1期表达，进入S期即降解；且只在G1期向S期转化过程中起调节作用，被称作：G1期蛋白cyclin是G1S期转化必需，在哺乳动物中有三种具有组织特异性的cyclin，13cyclinA合成于G1期向S期转化过程中，中期消失，属S期周期蛋白；cyclinB表达起始于S期，在G2M时达到高峰，随M期的结束而降解不同的周期蛋白在分子结构上存在共同特点，均含一段氨基酸保守的细胞周期蛋白框，约100aa组成，可与Cdk(cyclin依赖性激酶)结合，参与细胞周期的调控S期和M期的cyclins(如cyclinA、cyclinB)的近N端，含有9个aa的破坏框特殊序列，为中期后cyclinA、cyclinB的快速降解发挥作用细胞周期及其调控在G1期表达的细胞周期蛋白有：cyclin A、C、D、E，34文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1期cyclins无破坏框，可以通过其C末端的一段PEST序列(富含Pro(P),Glu(E),Ser(S)和Thr(T)的序列)介导发生降解cyclins常通过多聚泛素化途径被降解；泛素是一种76个aa组成的高度保守的蛋白质，当其C端与非特异性泛素活化酶E1结合后，被活化，E1-泛素复合体将泛素转移到泛素结合酶E2上，最终由APC(后期促进复合物anaphasepromotingcomplex泛素连接酶E3)催化下，泛素连接于cyclin破坏框附近的赖氨酸残基上；其它泛素分子相继结合前一个连接的泛素分子的赖氨酸残基，形成多聚泛素链，被蛋白酶体识别并降解细胞周期及其调控泛素三维泛素三维结构结构羧基羧基 连接蛋白质的连接蛋白质的 赖氨酸残基赖氨酸残基G1期 cyclins无破坏框，可以通过其C末端的一段 PE35文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。由APC控制的蛋白水解 M-cyclin在蛋白酶体中降解泛素化酶多聚泛素链APC泛素化并水解M-cyclins和其他有丝分裂调节蛋白细胞周期及其调控由APC控制的蛋白水解 M-cyclin 在蛋白酶体中降解36文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。由APC激发的姊妹染色单体分离失活的APC活化的APC 粘附蛋白(cohesion)复合物纺锤体中期后期剪切和解离粘附蛋白失活的失活的separase泛素化以及降解securin活化的separase通过泛素化降解机制，可引起M期连接两个染色单体的粘附蛋白cohesin降解，促使染色单体分开，使细胞进入M后期细胞周期及其调控由APC激发的姊妹染色单体分离 失活的APC活化的APC 37文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.细胞周期蛋白依赖性激酶细胞周期依赖性蛋白激酶cyclin-dependentkinase,Cdk为一类必须与cyclin结合后才具有激酶活性的蛋白激酶；通过磷酸化参与细胞周期调控的关键蛋白质现已被鉴定的Cdk为Cdk18，均存在相似的激酶结构域，其中有一小段序列高度保守，是介导激酶与周期蛋白结合的区域在细胞周期各阶段，不同Cdk通过结合特定的周期蛋白，磷酸化下游蛋白，引发、控制细胞周期的一些主要事件细胞周期及其调控因cyclin在细胞周期中不断地被合成、降解，Cdk对蛋白质磷酸化的作用也呈周期性变化2.细胞周期蛋白依赖性激酶细胞周期及其调控因cyclin在细38文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。人类将最早在M期的细胞质内发现的促进卵细胞成熟 和加速 体细胞进入 有丝分裂的物质，命名为：促细胞成熟因子maturationpromotingfactor，MPF或促细胞分裂因子mitosispromotingfactor，MPF实际上MPF就是cyclin+Cdk激活细胞周期及其调控人类将最早在 M期的细胞质内 发现的 促进卵细胞成熟 和加速39文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Cdk的活性 受到 Cdk激酶抑制物(Cdk inhobitor,CKI)的负性调节，有多种CKI存在，哺乳类的CKI分为：CIP/KIP、INK4两个家族；属于CIP/KIP有：p21Cip/Waf1、p27Kip1、p57kip，属于INK4有：p16INK4、p15INK4、p18INK4CKI对 Cdk的抑制作用，通过 结合cyclin-Cdk复合物，改变Cdk 活性位点的 空间位置细胞周期及其调控在细胞周期各阶段，不同CKI结合不同的cyclin-Cdk复合物，对细胞周期进行调控G1期与S期是CKI作用的主要阶段Cdk的活性 受到 Cdk激酶抑制物(Cdk inhobit40文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。3.cyclin-Cdk 的调控作用Cyclin-Cdk复合物 是细胞周期调控体系 的核心，其周期性的 形成与降解，引发细胞周期进程中 特定事件的出现，促成G1期向S期、G2期向M期、中期向后期 等关键过程的 不可逆转的转换细胞周期及其调控在所有的真核生物里，有三种cyclins是共有的：G1/S-cyclins：在G1末期结合Cdk，有助于细胞开始DNA复制S-cyclin：在S期结合Cdk，是DNA复制起始所必须的M-cyclins：促进有丝分裂事件的发生3.cyclin-Cdk 的调控作用细胞周期及其调控在所有的41文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CYCLIN-CDK复合体脊椎动物芽殖酵母CYCLINCDKCYCLINCDKG1-CdkcyclinD*Cdk4,Cdk6Cln3Cdk1*G1/S-CdkcyclinECdk2Cln1,2Cdk1S-CdkcyclinACdk2Clb5,6Cdk1M-CdkcyclinBCdk1*Clb1,2,3,4Cdk1*哺乳类中有3种Dcyclins，即cyclinD1,cyclinD2,cyclinD3*在脊椎动物和裂殖酵母，Cdk1原名都叫Cdc2，而在芽殖酵母中其原名叫Cdc28脊椎动物和芽殖酵母的主要Cyclins和Cdks细胞周期及其调控现已经发现，分属M、G1、G1/S等期的cyclin-Cdk复合体CYCLIN-CDK复合体 脊椎动物 42文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M期 cyclinB-Cdk1复合物，催化：核纤层蛋白磷酸化核膜崩解；中期 姐妹染色单体 着丝粒的分离而有丝分裂末期，cyclinB 在APC作用下，经 泛素化 被降解，细胞内许多磷酸化过程 逆转，包括 胞质分裂进行，M期趋向结束细胞周期及其调控如37页，APC的激活与染色单体的分离M期 cyclinB-Cdk1复合物，催化：核纤层蛋白 磷酸43文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期检测点监控细胞周期的运行细胞中存在一系列监控系统，对细胞中发生的重要事件以及出现的故障加以检测，只有当这些事件完成或故障修复后才允许细胞周期进一步运行，该监控系统即为检测点/限制点(checkpoint/limitedpoint)包括：DNA未复制检测点纺锤体组装检测点 染色体分离检测点DNA损伤检测点细胞周期及其调控细胞周期检测点监控细胞周期的运行细胞周期及其调控44文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。未复制检测点DNA损伤检测点纺锤体组装检测点染色体分离检测点 DNA损伤检测点 DNA损伤检测点磷酸化Tyr15和Tyr14位点去磷酸化 磷酸化一系列蛋白 DNA损伤检测点细胞周期及其调控未复制检测点DNA损伤检测点 纺锤体组装检测点 45文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。多种因素与细胞周期调控密切相关1.生长因子细胞 自分泌 或旁分泌 产生的多肽类，与细胞膜上 特异性受体 结合后，经信号级联传递，调节细胞周期进程没有物种特异性，但有一定的组织和细胞的特异性；如：表皮生长因子(EGF)，血小板源生长因子(PDGF)，转化生长因子(TGF)，成纤维细胞生长因子(FGF)，神经生长因子(NGF)等一种细胞的细胞周期可受多种生长因子调节，而一种生长因子可作用于多种细胞的增殖2.抑素抑素chalone是细胞自身分泌的，能抑制细胞周期进程的糖蛋白，主要在G1期末、G2期起作用，分别抑制细胞进入S期、M期细胞周期及其调控多种因素与细胞周期调控密切相关细胞周期及其调控46文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。抑素与膜上特异性受体结合，引起信号转换、向胞内传递，抑素对 细胞周期的作用，无毒并可逆，有组织特异性，血液细胞表面 广泛存在抑素受体3.cAMP与cGMPcAMP与cGMP 均为 细胞信号转导过程中 重要的胞内信使，在细胞周期中，两者相互拮抗，控制细胞周期进程；cGMP正调控，促进细胞分裂，cAMP负调控4.RNA剪接因子 SR蛋白及SR蛋白特异的激酶影响剪接的因子：SR与SR特异激酶 与细胞周期调控有关；SR磷酸化 起始RNA剪接，去磷酸化进行剪接过程；其磷酸化水平 受SR特异激酶控制，两者共同作用 调控细胞周期细胞周期及其调控 抑素 与膜上特异性受体结合，引起信号转换、向胞内传47文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期调控中癌基因和抑癌基因的作用癌基因 oncogene家族、抑癌基因anti-oncogene家族 都参与细胞周期调控，其产物分别促进、抑制 细胞增殖，当其发生突变 或失活，引起细胞 异常增殖、癌变癌基因家族通过多种产物对细胞周期进行调控病毒癌基因 V-oncogene 是一些 逆转录病毒 基因组 具有的，异常活化后 导致细胞无限增殖、癌变脊椎动物中，与V-onc相似的同源DNA序列，称：细胞癌基因 C-onc,或 原癌基因proto-oncogene原癌基因是显性基因，正常组织较少表达，是细胞生长、增殖必须的基因；其突变导致过度表达，将使细胞增殖异常，癌变癌基因、原癌基因包括：src、ras、sis、myc、myb等基因家族成员细胞周期及其调控细胞周期调控中癌基因和抑癌基因的作用细胞周期及其调控48文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。其产物种类较多，主要分为生长因子类蛋白、生长因子受体蛋白、细胞内信号转导相关蛋白、及转录因子，以多种方式参与周期调控抑癌基因从转录水平影响细胞周期抑癌基因是正常细胞具有的，抑制细胞恶性增殖的一类基因；其基因产物多为转录因子、转录因子结合蛋白，对细胞周期进行负调控属于隐性基因，现已鉴定十几种抑癌基因，其中Rb、p53基因的作用机制研究较深入Rb：遗传性视网膜母细胞瘤Retinoblastoma基因，分布于胞核，在细胞周期中改变其磷酸化状态，控制与其结合的转录因子活性，影响细胞周期相关蛋白基因的表达p53：最重要的抑癌基因，基因产物分子量53kD，半衰期短，分布核中，可作为转录因子或与其他转录因子结合，在细胞周期中直接及间接影响细胞周期相关基因的转录，使细胞滞留于G1期；p53基因也在DNA损伤检测点发挥作用，滞留细胞在G1期，保证DNA的修复细胞周期及其调控其产物种类较多，主要分为 生长因子类蛋白、生长因子受体蛋白、49文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期与组织再生细胞分裂、增殖是组织再生的基础，生理性再生是干细胞stemcell分裂的结果；补偿性再生是机体一些不发生增殖的组织，受损伤后重新开始分裂的现象补偿性再生中，促使细胞重新分裂、增殖的胞外信号分子，只要为：细胞因子、生长因子等细胞周期与肿瘤发生肿瘤细胞的G1期通常较长肿瘤细胞的周期比正常细胞更长些，主要是肿瘤细胞G1期变长；但是肿瘤组织处于G0期的细胞极少，引起肿瘤快速生长肿瘤细胞周期调控出现很多异常，正负调控因子间作用失去平衡；通常抑癌基因调控体系，都出现了变异失活p53基因具有广泛的肿瘤抑制作用，大量人类肿瘤中都有其突变细胞周期与医学的关系 细胞周期与组织再生细胞周期与医学的关系50文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。肿瘤细胞周期特点的研究可能为肿瘤治疗提供新思路根据肿瘤组织增殖情况，如果 不增殖细胞 比例较高，可用些生长因子，促进其进入细胞周期，再用化疗、放疗 手段，加以治疗根据大多肿瘤细胞 所处的周期，进行相应的 手段进行治疗：S期、M期 化疗，G2期 放疗细胞周期与其他医学问题HIV感染者的T细胞 周期异常，滞留于G2期，凋亡；细胞衰老时，周期也异常，在G1期 停留更长时间细胞周期与医学的关系肿瘤细胞周期特点的研究可能为肿瘤治疗提供新思路细胞周期与医学51文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.名词解释：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂、纺锤体、有丝分裂器、联会复合体、重组结、交叉、细胞周期、细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性激酶、检测点/限制点check point2.有丝分裂 的前期、中期、后期、末期 都有哪些 形态学变化？3.胞质分裂的收缩环 由什么组成？4.哪一期染色体最大程度凝缩？5.有丝分裂的三大特征是什么？6.第一次减数分裂 前期分成哪几个期？各有什么形态学变化特征？7.人的卵母细胞 能够在哪一期 停留几十年？8.人排卵时 卵细胞停在哪个时期，直到受精后才完成分裂？9.减数分裂与有丝分裂的区别 有哪些？10.间期的哪一期是影响细胞周期时间的关键？11.间期的G1、S、G2期 都发生了哪些跟细胞周期有关的事件？12.哪种蛋白将中期的姐妹染色单体连在一起？13.细胞周期调控体系的核心是什么？14.CKI对细胞周期如何调节？15.生长因子、抑素、cAMP、cGMP 都对细胞周期如何调控？复习题1.名词解释：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂、纺锤体、有丝分裂52文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。16.什么是癌基因和抑癌基因？17.研究得最清楚的两种抑癌基因是什么？18.肿瘤细胞的细胞周期时间 有什么变化？复习题16.什么是癌基因和抑癌基因？复习题53文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Proteasome蛋白酶体蛋白酶体的结构蛋白酶体的结构在真核生物中，蛋白酶体是一类ATP依赖的蛋白酶，占细胞蛋白组成的近1%，遍布于胞质和细胞核。每个蛋白酶体由多个蛋白亚基组装成一个中空的柱体，四个环叠成（每个环是七聚体）。其中一些亚基是各种蛋白酶，其活性位点朝向柱体的内室。每个柱体的末端经常与一个大的蛋白复合物（称19S帽）相连，这个复合物约由20个不同的多肽组成。帽亚基至少含有6个水解ATP的蛋白，位于柱体的边缘附近，被认为使将被消化的蛋白质去折叠并拖入室内进行蛋白水解。蛋白酶体结合底物，直到底物彻底水解为一个个短肽。19S帽作为起调节作用通向内室的“门”，同时，也结合将要进入内室的靶蛋白。在一些特殊情况，蛋白酶体作用于一些被泛素化的靶蛋白。泛素是一种小分子蛋白，在细胞中游离或共价结合到巨大的各种细胞内蛋白，大多数情况下，是这些蛋白被蛋白酶体解构。Proteasome蛋白酶体蛋白酶体的结构在真核生物中，蛋白54