細(xì)胞周期和胞質(zhì)分裂

1、關(guān)于細(xì)胞周期與胞質(zhì)分裂第一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2細(xì)胞周期細(xì)胞通過(guò)分裂形成的新細(xì)胞必須與親代細(xì)胞具有相似的遺傳性；細(xì)胞分裂的前提是遺傳物質(zhì)的復(fù)制、各種細(xì)胞器及生物大分子的倍增與細(xì)胞體積的增大；通過(guò)分裂，將復(fù)制的遺傳物質(zhì)均等分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，保證遺傳的穩(wěn)定。第二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3細(xì)胞周期的時(shí)相分裂期（M期）間期新細(xì)胞的生長(zhǎng)期核分裂胞質(zhì)分裂G1期（gap 1） : 不同細(xì)胞時(shí)間變化較大S期（synthetic）：合成期G2期（gap 2）第三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4細(xì)胞周期的時(shí)間正常情況下，完整的細(xì)胞周期應(yīng)該沿著 G1 S G2

2、M期的路線運(yùn)轉(zhuǎn)；一般認(rèn)為，S+G2+M的時(shí)間變化較小，而G1的持續(xù)時(shí)間差異很大；細(xì)胞周期的長(zhǎng)度主要取決于G1期的長(zhǎng)短不同的細(xì)胞G1期時(shí)間差別較大第四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5不同分裂狀態(tài)的細(xì)胞持續(xù)分裂細(xì)胞：在細(xì)胞周期中持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使機(jī)體內(nèi)組織不斷更新；性細(xì)胞；造血干細(xì)胞；上皮基底層細(xì)胞；植物根尖細(xì)胞終端分化細(xì)胞：永久失去分裂能力的細(xì)胞；往往是高度特化的細(xì)胞紅細(xì)胞；神經(jīng)細(xì)胞；白細(xì)胞，肌細(xì)胞等G0細(xì)胞：休眠細(xì)胞，暫時(shí)脫離細(xì)胞周期，在某些條件下可以誘導(dǎo)重新開(kāi)始合成DNA，進(jìn)入細(xì)胞周期；成熟肝細(xì)胞，淋巴細(xì)胞等第五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6各時(shí)相的合成活動(dòng)G1期：合成前

3、期，有絲分裂完成到DNA復(fù)制前合成rRNA，蛋白質(zhì)，脂類和糖類G1后期，DNA合成酶活性增加G1進(jìn)入S期受到S期激活因子的影響S期DNA合成期，組蛋白同時(shí)合成，DNA復(fù)制所需的酶合成不同序列組成的DNA復(fù)制順序不同常染色質(zhì)先合成，異染色質(zhì)后合成能轉(zhuǎn)錄的DNA復(fù)制在先，不能轉(zhuǎn)錄的在后GC含量高的先合成，AT高的后合成第六張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7G2期DNA合成的后期為有絲分裂做準(zhǔn)備主要合成ATP，RNA，蛋白質(zhì)，包括微管蛋白和促成熟因子等M期分裂期包括核分裂和胞質(zhì)分裂染色體聚集，在紡錘體的作用下，姐妹染色單體被均等分配至兩個(gè)細(xì)胞第七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8

4、周期中細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化細(xì)胞形態(tài)的變化細(xì)胞周期的生化變化引起表型變化S期往往呈扁平狀，到G2，M期細(xì)胞逐漸鼓起來(lái)，變成球形細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化最大的變化是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化S期，染色質(zhì)呈松散的狀態(tài)，進(jìn)行 DNA的半保留復(fù)制；M期，形成染色單體間期到M期過(guò)程中，兩點(diǎn)變化：紡錘體形成，需要大量微管蛋白細(xì)胞表面微絨毛形成，與細(xì)胞骨架的肌動(dòng)蛋白纖維有關(guān)第八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月9細(xì)胞器的分裂和片段化線粒體和葉綠體不能自我裝配，必須通過(guò)已有的線粒體和葉綠體生長(zhǎng)和分裂增殖，加倍；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，高爾基體等生長(zhǎng)并斷裂成片段，增加均等分配的機(jī)會(huì)第九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月10細(xì)胞周期

5、的調(diào)控細(xì)胞周期中的基本事件，如DNA復(fù)制、有絲分裂、胞質(zhì)分裂等都是通過(guò)控制系統(tǒng)控制的；控制模式典型的通過(guò)生化裝置來(lái)進(jìn)行調(diào)控第十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月11細(xì)胞周期調(diào)控研究的歷史進(jìn)程細(xì)胞周期控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的生化控制裝置，由一套相互作用的蛋白質(zhì)組成，這些蛋白質(zhì)的相互作用，調(diào)控了細(xì)胞周期的進(jìn)程。細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)促成熟因子的發(fā)現(xiàn)第十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)1DNA復(fù)制受什么控制？G1-S轉(zhuǎn)變受什么控制？染色體凝聚受什么控制？第十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月13細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)2G1期(Hela)與S期 (kangaroo PtK2)融合

6、G1期細(xì)胞質(zhì)開(kāi)始了DNA復(fù)制S期中含有誘導(dǎo)G1-S的因子細(xì)胞融合 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 說(shuō)明問(wèn)題M期與其他階段融合M期誘導(dǎo)其他期細(xì)胞的染色質(zhì)凝聚M期中含有使松散狀態(tài)的染色質(zhì)凝聚的因子（細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子）研究細(xì)胞質(zhì)中是否有影響細(xì)胞周期活動(dòng)的調(diào)節(jié)因子運(yùn)用不同細(xì)胞周期的同步化細(xì)胞進(jìn)行融合第十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月14促成熟因子的發(fā)現(xiàn)用非洲爪蟾的卵母細(xì)胞作為研究對(duì)象處于G2期，如果受到促分裂活性物質(zhì)的誘導(dǎo)，則進(jìn)入M期；發(fā)現(xiàn)將M期的細(xì)胞質(zhì)注射進(jìn)卵母細(xì)胞誘導(dǎo)進(jìn)入M期，表明M期促進(jìn)因子（MPF，促成熟因子）的存在第十四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月15MPF（促成熟因子）二聚體，細(xì)胞周

7、期蛋白-CDK復(fù)合物CDK：蛋白激酶（依賴細(xì)胞周期蛋白的絲蘇氨酸激酶）細(xì)胞周期蛋白（cyclin）：濃度在細(xì)胞周期中呈周期性變化第十五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月16破壞框多遍在蛋白化（泛素化）細(xì)胞周期蛋白為什么會(huì)周期性的減少？被遍在蛋白（泛素）介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解途徑所降解通過(guò)N端的破壞框（相當(dāng)于泛素的識(shí)別標(biāo)簽）進(jìn)行泛素化，進(jìn)而被蛋白酶體識(shí)別并降解E1,E2,E3復(fù)合物負(fù)責(zé)將泛素加到待降解蛋白上E1：泛素活化酶：激活泛素E2：泛素綴合酶：與激活的泛素連接E3：泛素連接酶（APC，促后期復(fù)合物）：將泛素連接到蛋白上細(xì)胞周期蛋白的降解促使細(xì)胞退出有絲分裂間期 M期 間期第十六張，PPT

8、共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月17蛋白質(zhì)降解機(jī)器E1：幾種E2：幾十種 泛素化（死亡之吻）E3：幾百種，特異性26s蛋白酶體2004 Nobel Prize泛素第十七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月18細(xì)胞周期蛋白水平的調(diào)節(jié)當(dāng)MPF活性高時(shí)，APC（E3）被激活，泛素化周期蛋白，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞周期蛋白B被降解，隨后MPF活性降低，進(jìn)入有絲分裂末期；胞質(zhì)分裂后，細(xì)胞周期蛋白B在間期合成，APC的活性保持到G1期的后期，細(xì)胞周期蛋白與CDK失活。間期分裂期細(xì)胞周期蛋白水平受到泛素化蛋白質(zhì)降解途徑的調(diào)節(jié)第十八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月19真核生物細(xì)胞周期調(diào)控的一般模型三種C

9、DK復(fù)合物調(diào)控細(xì)胞周期的進(jìn)程通過(guò)磷酸化作用使某些組分失活或激活G1期合成，在DNA復(fù)制起點(diǎn)處裝配開(kāi)始被抑制，在DNA合成完成后被激活第十九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月20細(xì)胞周期調(diào)控的特點(diǎn)蛋白質(zhì)降解起到重要調(diào)控作用，保證了細(xì)胞周期的方向性；高等生物中，細(xì)胞周期的調(diào)控主要調(diào)節(jié)G1-CDK復(fù)合物的合成和活性通過(guò)調(diào)控催化亞基的磷酸化狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)；促分裂原誘導(dǎo)G1-CDK的合成與激活，一旦作用了一段時(shí)間以后，超過(guò)晚G1期的某個(gè)點(diǎn)，除去促分裂原也會(huì)繼續(xù)完成分裂，這個(gè)點(diǎn)稱為為限制點(diǎn)第二十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月21細(xì)胞周期的關(guān)卡細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)有序，是基因（細(xì)胞分裂周期基因）有

10、序表達(dá)的結(jié)果；基因表達(dá)的有序性受到一系列控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)；如酵母中S前存在啟動(dòng)點(diǎn)（START），哺乳動(dòng)物中存在限制點(diǎn)；DNA損傷未修復(fù)前不能進(jìn)入S期；S期DNA合成未完成不能進(jìn)入M期；M期紡錘體和染色體組裝不正常則不能進(jìn)入后期第二十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月223個(gè)主要關(guān)卡在每一個(gè)關(guān)卡，細(xì)胞的狀態(tài)和環(huán)境決定了細(xì)胞是否通過(guò)此關(guān)卡進(jìn)入下一個(gè)步驟；G1關(guān)卡新生細(xì)胞生長(zhǎng)是否足夠大、內(nèi)部環(huán)境（rRNA合成和蛋白質(zhì)合成）是否合適G2關(guān)卡DNA復(fù)制是否正確、完全，細(xì)胞是否夠大中期關(guān)卡染色體是否完全分離第二十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月23P53調(diào)控細(xì)胞周期腫瘤抑制基因；將具有

11、損傷的DNA阻止在G1期或G2期，直到受到損傷的DNA修復(fù)為止；作用機(jī)制正常情況下，P53不穩(wěn)定，濃度低；損傷DNA使P53穩(wěn)定，濃度大大增加，激活P21轉(zhuǎn)錄，P21通過(guò)與靶蛋白的結(jié)合抑制CDK和PCNA（控制DNA復(fù)制）的活性，細(xì)胞被阻止在G1期第二十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月24MPF的作用機(jī)制MPF的一個(gè)亞基是周期蛋白依賴的蛋白激酶，因此，其作用機(jī)制必然為將某些特異的蛋白質(zhì)磷酸化的結(jié)果；蛋白的磷酸化/去磷酸化與染色質(zhì)的凝聚與去凝聚、有絲分裂的啟動(dòng)、核仁的功能、核膜的崩潰和重組都有密切關(guān)系。第二十四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月25MPF參與其他有絲分裂的事件

12、第二十五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月26有絲分裂細(xì)胞分裂的類型細(xì)胞分裂是細(xì)胞增殖的方式；分為兩種類型有絲分裂：產(chǎn)生兩個(gè)含有全套染色體的子細(xì)胞；減數(shù)分裂：產(chǎn)生在遺傳上有變異的單倍體細(xì)胞第二十六張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月27有絲分裂是指在細(xì)胞周期的M期（分裂期）進(jìn)行的分裂活動(dòng)；通過(guò)紡錘絲的形成和運(yùn)動(dòng)，把在S期復(fù)制好了的DNA平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞，以保證遺傳的連續(xù)性和穩(wěn)定性；主要特征是出現(xiàn)紡錘絲；分為核分裂和胞質(zhì)分裂兩個(gè)過(guò)程，一般在核分裂之后隨之發(fā)生質(zhì)分裂第二十七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月28有絲分裂的過(guò)程前期染色體凝聚，分裂極的確定、核仁消失、核膜解體

13、前中期紡錘體裝配中期染色體排列與赤道板上后期著絲粒分開(kāi)，染色單體移向兩級(jí)末期核膜小泡重新包圍兩組染色體，染色體解旋成細(xì)絲，重新出現(xiàn)核膜與核仁第二十八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月29胞質(zhì)分裂與植物的細(xì)胞壁除了染色體的分配，細(xì)胞中其他物質(zhì)、包括膜、骨架、細(xì)胞器及可溶性的蛋白質(zhì)通過(guò)胞質(zhì)分裂進(jìn)行分配；通常起始于有絲分裂后期，由MPF失活所觸發(fā)；動(dòng)植物的不同動(dòng)物細(xì)胞：縊縮和起溝：由肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白裝配成收縮環(huán)，通過(guò)滑動(dòng)模型起作用；植物細(xì)胞：靠細(xì)胞內(nèi)新細(xì)胞壁的形成第二十九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月30有絲分裂的機(jī)制紡錘體微管的形成動(dòng)力微管極微管星微管中心體的復(fù)制中心體循環(huán)第

14、三十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月31染色體分離過(guò)程中的力根據(jù)力的不同，有絲分裂后期分為后期A，后期B后期A：動(dòng)粒微管的去裝配產(chǎn)生的力，染色體向極運(yùn)動(dòng)；后期B：極微管的聚合，染色體極分離運(yùn)動(dòng)“拉力”“推力”第三十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月32紡錘體微管運(yùn)動(dòng)機(jī)制微管去聚合作用假說(shuō)解釋后期A的向極運(yùn)動(dòng)動(dòng)粒微管不斷解聚縮短，將染色體拉向兩級(jí)，解離下來(lái)的微管蛋白在極微管末端聚合，使極微管加長(zhǎng)機(jī)制：微管插入動(dòng)粒的外層，微管蛋白在此去組裝，ATP在此過(guò)程中提供能量，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力蛋白的移動(dòng)第三十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月33紡錘體微管滑動(dòng)假說(shuō)解釋后期B的力機(jī)制：極

15、微管伸長(zhǎng)產(chǎn)生重疊帶；極微管間通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)蛋白產(chǎn)生滑動(dòng)，形成兩級(jí)分開(kāi)的力，ATP可以誘導(dǎo)該過(guò)程；第三十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月34胞質(zhì)分裂的機(jī)制肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白組成了胞質(zhì)分裂的收縮環(huán)；MPF調(diào)控收縮環(huán)的機(jī)制有絲分裂早期，MPF活性高，磷酸化肌球蛋白的輕鏈，抑制其與肌動(dòng)蛋白的結(jié)合；有絲分裂后期，周期蛋白B降解，MPF失活，去磷酸化，收縮機(jī)制被激活，形成收縮環(huán)；染色體分離到細(xì)胞兩級(jí)之后（此時(shí)M期的后期），通過(guò)胞質(zhì)分裂形成2個(gè)子細(xì)胞第三十四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月35核的重建核被膜的重建需要一些特異蛋白質(zhì)的磷酸化，與MPF有關(guān)；細(xì)胞周期后期，周期蛋白B被降解之后，

16、MPF很快失活核重建在有絲分裂末期，核解體時(shí)形成的核被膜小泡重新聚集和融合成子細(xì)胞的核膜；核孔復(fù)合體在核被膜重建過(guò)程中重新裝配；前期磷酸化的核纖層蛋白去磷酸化后重新裝配成核纖層；在核被膜重建之后，散布在細(xì)胞質(zhì)中的核蛋白通過(guò)定位信號(hào)經(jīng)核孔輸入進(jìn)細(xì)胞核之中；染色體隨后解凝聚，新細(xì)胞開(kāi)始它的生命周期。第三十五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月36減數(shù)分裂有性生殖是通過(guò)兩個(gè)配子的融合產(chǎn)生新的生物個(gè)體的過(guò)程；一個(gè)來(lái)自父本，一個(gè)來(lái)自母本配子是通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的兩次連續(xù)的有絲分裂，而DNA只復(fù)制一次第三十六張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月37減數(shù)分裂的特點(diǎn)兩次連續(xù)的有絲分裂減數(shù)分裂I前期I

17、，中期I，后期I，末期I減數(shù)分裂II前期II，中期II，后期II，末期II染色體只在減數(shù)分裂I前復(fù)制了一次，因此經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂后導(dǎo)致染色體的數(shù)目減少一半。第三十七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月38第一次減數(shù)分裂2個(gè)特點(diǎn):1對(duì)同源染色體分開(kāi)，進(jìn)入子細(xì)胞，分開(kāi)前，進(jìn)行同源重組；同源染色體的分離是隨機(jī)的，染色體組發(fā)生重組合。第三十八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月39第二次減數(shù)分裂第三十九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月40遺傳重組及其機(jī)制減數(shù)分裂中兩種方式的遺傳重組：同源染色體的部分交換；同源染色體分離時(shí)染色體組的自由組合第四十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

18、月41染色體重組交換與交叉聯(lián)會(huì)期間，同源染色體發(fā)生斷裂與重接；發(fā)生同源染色體的交換（重組）；交叉逐漸遠(yuǎn)離著絲粒（交叉端化），此時(shí)交換已經(jīng)完成第四十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月42染色體組的重組合形成單倍體時(shí)染色體組的自由組合，形成不同于父母的新組合；生物界遺傳重組的主要方式；發(fā)生在減數(shù)分離I的中期I同源染色體在赤道板上排列之后，隨機(jī)分配第四十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月43有絲分裂與減數(shù)分裂的比較有絲分裂減數(shù)分裂體細(xì)胞的分裂一次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，2n-2n染色體獨(dú)立活動(dòng)有絲分裂之前DNA已經(jīng)合成，進(jìn)入G2期后分裂時(shí)間短（1-2h）生殖細(xì)胞產(chǎn)生配子2次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，2n-n染色體配對(duì)，聯(lián)會(huì)，交換，交叉DNA合成時(shí)間很長(zhǎng)，合成后立即進(jìn)入減數(shù)分裂期，G2期短或沒(méi)有時(shí)間長(zhǎng)（幾十小時(shí)至幾年）第四十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月44減數(shù)分裂的生物學(xué)意義以減數(shù)分裂