武漢大學(xué)細胞考研答案第三類

1、第三類：細胞周期/調(diào)控/分化 1、2002論述3#試述cyclin與cdk在細胞周期調(diào)控的作用原理及主要下游事件cyclin周期蛋白不僅僅起激活cdk的作用，還決定了cdk何時、何處、將何種底物磷酸化，從而推動細胞周期的前進。分為g1型、g1/s型s型和m型4類，各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列，稱為周期蛋白框，介導(dǎo)周期蛋白與cdk結(jié)合。細胞在生長因子的刺激下，g1期cyclin d表達，并與cdk4、cdk6結(jié)合，使下游的蛋白質(zhì)如rb磷酸化，磷酸化的rb釋放出轉(zhuǎn)錄因子e2f，促進許多基因的轉(zhuǎn)錄，如編碼cycline、a和cdk1的基因。在g1-s期， cycline與cdk2

2、結(jié)合，促進細胞通過g1/s限制點而進入s期。在g2-m期，cyclina、cyclinb與cdk1結(jié)合，cdk1使底物蛋白磷酸化、如將組蛋白h1磷酸化導(dǎo)致染色體凝縮，核纖層蛋白磷酸化使核膜解體等下游細胞周期事件。在中期當(dāng)mpf活性達到最高時，通過一種未知的途徑，激活后期促進因子apc，將泛素連接在cyclinb上，導(dǎo)致cyclinb被蛋白酶體（proteasome）降解，完成一個細胞周期 m期cdk的激活起始于分裂期cyclin的積累，在胚胎細胞周期中cyclin一直在合成，其濃度決定于降解的速度；但在大多數(shù)細胞的有絲分裂周期中，cyclin的積累是因為在g2-m期m-cyclin基因轉(zhuǎn)錄的增

3、強。隨著m-cyclin的積累，結(jié)合周期蛋白的m-cdk（cdk1）增加，但是沒有活性，這是因為wee1激酶將cdk1的thr14和tyr15磷酸化的緣故，這種機制保證了cdk-cyclin能夠不斷積累，然后在需要的時候突然釋放。在m期，一方面wee1的活性下降，另一方面cdc25使cdk去磷酸化，去除了cdk活化的障礙。cdc25可被兩種激酶激活，一是polo激酶，另一個是m-cdk本身。激活的m-cdk還可以抑制它的抑制因子wee1的活性，形成一個反饋環(huán)。因此不難想象只要有少量的cdk被cdc25或polo激活，立即就會有大量的cdk被活化。cdk的激活還需要thr161的磷酸化，它是在c

4、dk激酶(cdk activating kinase cak)的作用下完成的 2、2003簡7#經(jīng)誘變處理發(fā)現(xiàn)生活受精卵不能啟動分裂，試推測突變基因可能主要涉及哪些生理過程調(diào)控（檢驗點）細胞周期檢驗點細胞要分裂，必須正確復(fù)制dna和達到一定的體積，在獲得足夠物質(zhì)支持分裂以前，細胞不可能進行分裂。細胞周期的運行，是在一系列稱為檢驗點（check point）的嚴(yán)格檢控下進行的，當(dāng)dna發(fā)生損傷，復(fù)制不完全或紡錘體形成不正常，周期將被阻斷。細胞周期檢驗點由感受異常事件的感受器、信號傳導(dǎo)通路和效應(yīng)器構(gòu)成，主要檢驗點包括（圖13-28）：g1/s檢驗點:在酵母中稱start點，在哺乳動物中稱r點(re

5、striction point)，控制細胞由靜止?fàn)顟B(tài)的g1進入dna合成期，相關(guān)的事件包括：dna是否損傷？細胞外環(huán)境是否適宜？細胞體積是否足夠大？s期檢驗點：dna復(fù)制是否完成？g2/m檢驗點：是決定細胞一分為二的控制點，相關(guān)的事件包括：dna是否損傷？細胞體積是否足夠大？中-后期檢驗點（紡錘體組裝檢驗點）：任何一個著絲點沒有正確連接到紡錘體上，都會抑制apc的活性，引起細胞周期中斷。atm（ataxia telangiectasia-mutated gene）是與dna損傷檢驗有關(guān)的一個重要基因。最早發(fā)現(xiàn)于毛細血管擴張性共濟失調(diào)癥患者，人類中大約有1%的人是atm缺失的雜合子，表現(xiàn)出對電離

6、輻射敏感和易患癌癥。正常細胞經(jīng)放射處理后，dna損傷會激活修復(fù)機制，如dna不能修復(fù)則誘導(dǎo)細胞凋亡，總之不會形成變異的細胞。atm編碼一個蛋白激酶，結(jié)合在損傷的dna上，能將某些蛋白磷酸化，中斷細胞周期。其信號通路有兩條。一條是激活chk1（checkpoint kinase）,chk1引起cdc25的ser216磷酸化，通過抑制cdc25的活性，抑制m-cdk的活性，使細胞周期中斷。另一條是激活chk2，使p53被磷酸化而激活，然后p53作為轉(zhuǎn)錄因子，導(dǎo)致p21的表達，p21抑制g1-s期cdk的活性，從而使細胞周期阻斷。 3、2003論述4#分別舉例說明影響細胞分化的主要原因細胞分化(ce

7、ll differentiation)：在個體發(fā)育中，由一 種相同的細胞類型經(jīng)細胞分裂后逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上形成穩(wěn)定性差異，產(chǎn)生各不相同的細胞類群的過程。細胞分化是多細胞生物發(fā)育的基礎(chǔ)與核心；細胞分化的關(guān)鍵在于特異性蛋白質(zhì)合成；合成特異性蛋白質(zhì)實質(zhì)在于組織特異性基因在時間和空間上的差異性表達；差異性表達的機制是由于基因表達的組合調(diào)控。 影響細胞分化的因素胞外信號分子對細胞分化的影響, 如眼的發(fā)生 細胞記憶與決定：果蠅成蟲盤(imaginal disc)受精卵細胞質(zhì)的不均一性對細胞分化的影響細胞間的相互作用與位置效應(yīng)環(huán)境對性別決定的影響染色質(zhì)變化與基因重排對細胞分化的影響 4、2004論述2

8、#概述細胞周期蛋白b分裂后期的降解途徑、機理和調(diào)控因素cyclinb分裂后期的降解途徑、機理和調(diào)控因素分裂期周期蛋白n端有一段序列與其降解有關(guān)，稱降解盒(destruction box)。當(dāng)mpf活性達到最高時，通過泛素連接酶催化泛素與cyclinb結(jié)合，cyclinb隨之被26s蛋白酶體水解。在中期當(dāng)mpf活性達到最高時，通過一種未知的途徑，激活后期促進因子apc，apc(anaphase promoting complex)負(fù)責(zé)將泛素連接到m期周期蛋白上 cyclinb上，導(dǎo)致cyclinb被蛋白酶體（proteasome）降解，完成一個細胞周期。 泛素由76個氨基酸組成，高度保守，普遍存

9、在于真核細胞，故名泛素。共價結(jié)合泛素的蛋白質(zhì)能被蛋白酶體識別和降解，這是細胞內(nèi)短壽命蛋白和一些異常蛋白降解的普遍途徑，泛素相當(dāng)于蛋白質(zhì)被摧毀的標(biāo)簽。26s蛋白酶體是一個大型的蛋白酶，可將泛素化的蛋白質(zhì)分解成短肽。在蛋白質(zhì)的泛素化過程中（圖13-25），e1（ubiquitin-activating enzyme，泛素激活酶）水解atp獲取能量，通過其活性位置的半胱氨酸殘基與泛素的羧基末端形成高能硫酯鍵而激活泛素，然后e1將泛素交給e2（ubiquitin-conjugating enzyme，泛素結(jié)合酶），最后在e3（ubiquitin-ligase，泛素連接酶）的作用下將泛素轉(zhuǎn)移到靶蛋白上。

10、 5、2004論述4#試述動、植物細胞凋亡的一般過程、特點、常用檢測方法及原理 答案：細胞凋亡的一般過程：凋亡的起始：細胞表面的特化結(jié)構(gòu)如微絨毛消失，細胞間接觸的消失，但細胞膜依然完整；線粒體大體完整，但核糖體逐漸從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上脫離，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊腔膨脹，并逐漸與質(zhì)膜融合；染色質(zhì)固縮，形成新月形帽狀結(jié)構(gòu)等形態(tài)，沿著核膜分布 凋亡小體的形成：核染色質(zhì)斷裂為大小不等的片段，與某 些細胞器如線粒體一起聚集，為反折的細胞質(zhì)膜所包圍。細胞表面產(chǎn)生了許多泡狀或芽狀突起，逐漸形成單個的凋亡小體 凋亡小體逐漸為鄰近的細胞吞噬并消化細胞凋亡的生化特征：細胞凋亡的主要特征是形成大小為 180200bp特征性的dna lad

11、ders凋亡細胞組織轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶ttg積累并達到較高水平細胞凋亡的檢測形態(tài)學(xué)觀測：染色法、透射和掃描電鏡觀察dna電泳：dna片段就呈現(xiàn)出梯狀條帶tunel測定法，即dna斷裂的原位末端標(biāo)記法彗星電泳法（comet assay）流式細胞分析：根據(jù)凋亡細胞dna斷裂和丟失，采用碘化丙啶使dna產(chǎn)生激發(fā)熒光，用流式細胞儀檢出凋亡的亞二倍體細胞，同時又能觀察細胞的周期狀態(tài)。 6、 2005簡4#在某些生物發(fā)育的特定時期，一些細胞中的染色體形態(tài)會發(fā)生巨大變化，簡述這些染色體的結(jié)構(gòu)特點及其功能。多線染色體燈刷染色體（教材p280-282） 7、 2005論述3#細胞周期受到哪些細胞內(nèi)因子的調(diào)控，調(diào)控機理

12、如何，哪些環(huán)境因子將對細胞周期產(chǎn)生重要影響 細胞周期受到cyclin與cdk細胞內(nèi)因子的調(diào)控。cyclin周期蛋白不僅僅起激活cdk的作用，還決定了cdk何時、何處、將何種底物磷酸化，從而推動細胞周期的前進。分為g1型、g1/s型s型和m型4類，各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列，稱為周期蛋白框，介導(dǎo)周期蛋白與cdk結(jié)合。細胞在生長因子的刺激下，g1期cyclin d表達，并與cdk4、cdk6結(jié)合，使下游的蛋白質(zhì)如rb磷酸化，磷酸化的rb釋放出轉(zhuǎn)錄因子e2f，促進許多基因的轉(zhuǎn)錄，如編碼cycline、a和cdk1的基因。在g1-s期， cycline與cdk2結(jié)合，促進細胞通過

13、g1/s限制點而進入s期。在g2-m期，cyclina、cyclinb與cdk1結(jié)合，cdk1使底物蛋白磷酸化、如將組蛋白h1磷酸化導(dǎo)致染色體凝縮，核纖層蛋白磷酸化使核膜解體等下游細胞周期事件。在中期當(dāng)mpf活性達到最高時，通過一種未知的途徑，激活后期促進因子apc，將泛素連接在cyclinb上，導(dǎo)致cyclinb被蛋白酶體（proteasome）降解，完成一個細胞周期 m期cdk的激活起始于分裂期cyclin的積累，在胚胎細胞周期中cyclin一直在合成，其濃度決定于降解的速度；但在大多數(shù)細胞的有絲分裂周期中，cyclin的積累是因為在g2-m期m-cyclin基因轉(zhuǎn)錄的增強。隨著m-cyc

14、lin的積累，結(jié)合周期蛋白的m-cdk（cdk1）增加，但是沒有活性，這是因為wee1激酶將cdk1的thr14和tyr15磷酸化的緣故，這種機制保證了cdk-cyclin能夠不斷積累，然后在需要的時候突然釋放。在m期，一方面wee1的活性下降，另一方面cdc25使cdk去磷酸化，去除了cdk活化的障礙。cdc25可被兩種激酶激活，一是polo激酶，另一個是m-cdk本身。激活的m-cdk還可以抑制它的抑制因子wee1的活性，形成一個反饋環(huán)。因此不難想象只要有少量的cdk被cdc25或polo激活，立即就會有大量的cdk被活化。cdk的激活還需要thr161的磷酸化，它是在cdk激酶(cdk

15、activating kinase cak)的作用下完成的對細胞周期產(chǎn)生重要影響的環(huán)境因子：離子輻射、化學(xué)物質(zhì)作用、病毒感染、溫度變化、ph變化等。 8、 2006簡5#pcc試驗中，當(dāng)m期細胞與s期細胞融合后，s期pcc染色體在光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)什么形狀，為什么？pcc試驗中，當(dāng)m期細胞與s期細胞融合后，出現(xiàn)早熟染色體凝集(premature chromosome condensation)現(xiàn)象。s期pcc染色體在光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)粉末狀，因dna由多個部位開始復(fù)制。因為m期細胞具有某種促進細胞進行分裂的因子，即成熟促進因子(maturation promoting factor，mpf)。mp

16、f，由32kd和45kd兩種蛋白組成，二者結(jié)合可使多種蛋白質(zhì)磷酸化。p32是cdc2的同源物，p45是cyclinb的同源物，cdc2與細胞周期蛋白結(jié)合才具有激酶的活性，稱為細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase，cdk)，因此cdc2又被稱為cdk1，激活的cdk1可將靶蛋白磷酸化而產(chǎn)生相應(yīng)的生理效應(yīng)，如將核纖層蛋白磷酸化導(dǎo)致核纖層解體、核膜消失，將h1磷酸化導(dǎo)致染色體的凝縮等等。 9、2007簡4#敲除了某基因的動物細胞內(nèi)可觀察到紡錘體能將染色體拉向兩極，但并不出現(xiàn)胞質(zhì)分裂，分析可能的原因（p375） 10、2007論述3#細胞凋亡的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和分子機理。（同第5題） 11、2008論述4#檢驗了四瓶體外培養(yǎng)同步化細胞，得知其細胞周期運轉(zhuǎn)分別是被阻隔在g1、g1/s、s、g2/m監(jiān)控點之前，試問這四瓶細胞受阻的mpf因子分別是由哪類細胞周期蛋白與哪類cdk組合而成的？受阻的主要生化事件是什么？g1期cyclin d表達，并與cdk4、cdk6結(jié)合，使下游的蛋白質(zhì)如rb磷酸化，磷酸化的rb釋放出轉(zhuǎn)錄因子e2f，促進許多基因的轉(zhuǎn)錄，如編碼cycline、a和cdk1的基因。細胞周期被阻隔在g1期主要的生化事件包括：dna損傷，相關(guān)的周期蛋白沒有合成，轉(zhuǎn)錄因子沒有釋放等。