細(xì)胞增殖以及其調(diào)控(4)課件

1、關(guān)于細(xì)胞增殖及其調(diào)控 (4)第一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月提 綱細(xì)胞增殖(cell proliferation)的意義細(xì)胞周期概述細(xì)胞分裂細(xì)胞周期的調(diào)控第二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞增殖(cell proliferation)的意義細(xì)胞增殖(cell proliferation)是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征之一。 它是生物繁育的基礎(chǔ)。 單細(xì)胞生物細(xì)胞增殖導(dǎo)致生物個(gè)體數(shù)量的增加。 多細(xì)胞生物由一個(gè)單細(xì)胞(受精卵)分裂發(fā)育而來， 細(xì)胞增殖是多細(xì)胞生物繁殖基礎(chǔ)。成體生物仍然需要細(xì)胞增殖，主要取代衰老死亡的細(xì)胞， 維持個(gè)體細(xì)胞數(shù)量的相對(duì)平衡和機(jī)體的正常功能。機(jī)體

2、創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等，都要 依賴細(xì)胞增殖。第三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 細(xì)胞分裂有絲分裂(mitosis)胞質(zhì)分裂(Cytokinesis)減數(shù)分裂(Meiosis) 減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別第四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有絲分裂與減數(shù)分裂的差異:1、前者是體細(xì)胞的分裂方式；后者僅存在于生殖細(xì)胞中。2、前者DNA復(fù)制一次染色體由2n2n，DNA含量4C2C，分裂一次；后者由2nn，4CC，分裂兩次。3、前者S期相對(duì)短、G2期相對(duì)長(zhǎng)；后者DNA合成時(shí)間長(zhǎng)，而G2極短或無。4、前者每一染色體獨(dú)立活動(dòng)；后者要發(fā)生配對(duì)聯(lián)會(huì)交叉交換（兩個(gè)在一

3、起）。5、前者時(shí)間短12hr；后者較長(zhǎng)：如人雄配子需24hr，雌配子可達(dá)數(shù)年或數(shù)十年。 第五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 細(xì)胞周期的調(diào)控(Cell-Cycle Control)細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)(Cell Cycle Checkpoint)MPFCyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性及細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的阻遏(細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)調(diào)控)第六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細(xì)胞周期(cell cycle)概述細(xì)胞周期細(xì)胞周期中各個(gè)不同時(shí)相及其主要事件細(xì)胞周期長(zhǎng)短測(cè)定(自學(xué)）細(xì)胞周期同步化特異的細(xì)胞周期(自學(xué)）第七張，PPT共一百三

4、十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、有絲分裂(mitosis)前期(prophase)前中期(prometaphase)中期(metaphase)后期(anaphase) 末期(telophase)第八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、胞質(zhì)分裂(Cytokinesis)動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂植物細(xì)胞胞質(zhì)分裂第九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、減數(shù)分裂(Meiosis)減數(shù)分裂概念與過程減數(shù)分裂特點(diǎn)減數(shù)分裂的意義脊椎動(dòng)物配子發(fā)生過程第十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期概念：細(xì)胞從一次分裂結(jié)束開始,經(jīng)過物質(zhì)積累過程,直到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的一個(gè)有

5、序過程。其間細(xì)胞遺傳物質(zhì)和其他內(nèi)含物分配給子細(xì)胞。細(xì)胞周期時(shí)相組成細(xì)胞周期時(shí)間根據(jù)增殖狀況，細(xì)胞分類三類第十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期時(shí)相組成間期(interphase): G1 phase，S phase，G2 phaseM phase: 有絲分裂期(Mitosis), 胞質(zhì)分裂期(Cytokinesis) 細(xì)胞沿著G1SG2MG1周期性運(yùn)轉(zhuǎn)，在間期細(xì)胞體積增大(生長(zhǎng))，在 M 期細(xì)胞: 先是核分裂，接著胞質(zhì)分裂，完成一個(gè)細(xì)胞周期。第十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期時(shí)間不同細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間差異很大S+G2+M 的時(shí)間變化較小，細(xì)胞周期

6、時(shí)間長(zhǎng)短主要差別在G1期有些分裂增殖的細(xì)胞缺乏G1、G2期第十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)增殖狀況，細(xì)胞分為三類連續(xù)分裂細(xì)胞或周期中細(xì)胞(cycling cell)休眠細(xì)胞(Go細(xì)胞)終末分化細(xì)胞 G0期細(xì)胞和終末分化細(xì)胞的界限有時(shí)難以劃分，有的細(xì)胞過去認(rèn)為屬于終末分化細(xì)胞，目前可能被認(rèn)為是G0期細(xì)胞。第十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期中不同時(shí)相及其主要事件 G1期 S 期 G2期 M 期第十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月G1期與DNA合成啟動(dòng)相關(guān)，物質(zhì)代謝活躍，細(xì)胞體積增大，開始合成細(xì)胞生長(zhǎng)所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化

7、合物、脂質(zhì)等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集。 為進(jìn)入S期創(chuàng)造條件，G1期發(fā)生的事件與細(xì)胞增殖調(diào)控有關(guān)，如：不穩(wěn)定蛋白（unstable protein）簡(jiǎn)稱u蛋白，它的累積可有助于細(xì)胞通過G1期的限制點(diǎn)進(jìn)入S期，而G0期細(xì)胞缺乏u蛋白和其它一些因子故暫時(shí)不能通過限制點(diǎn)。第十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月G2期 DNA復(fù)制完成，在G2期合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNA分子. 如成熟促進(jìn)因子(maturation promoting factor MPF)僅在G2期合成，它們能使間期核被膜破裂染色質(zhì)凝集成染色體。將提取出來的MPF加入間期核中發(fā)現(xiàn)15min后核纖層蛋白磷酸化，30min后核被膜溶

8、解。第十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月M 期M期即細(xì)胞分裂期，真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂主要包括兩種方式，即有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。遺傳物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)分配給子細(xì)胞。第十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月S期 DNA復(fù)制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)構(gòu) S期DNA合成不同步第十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期長(zhǎng)短測(cè)定脈沖標(biāo)記DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂指數(shù)觀察測(cè)定法流式細(xì)胞儀測(cè)定法(Flow Cytometry)縮時(shí)攝像技術(shù)，可以得到準(zhǔn)確的細(xì)胞周期時(shí)間及分裂間期和分裂期的準(zhǔn)確時(shí)間。第二十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)

9、作于2022年6月細(xì)胞周期同步化自然同步化，如有一種粘菌的變形體plasmodia， 某些受精卵早期卵裂 人工選擇同步化 藥物誘導(dǎo)法 條件依賴性突變株在細(xì)胞周期同步化中的應(yīng)用：將與細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)的條件依賴性突變株轉(zhuǎn)移到限定條件下培養(yǎng)，所有細(xì)胞便被同步化在細(xì)胞周期中某一特定時(shí)期。第二十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月人工選擇同步化有絲分裂選擇法：用于單層貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)是細(xì) 胞未經(jīng)任何藥物處理，細(xì)胞同步化效率高。缺點(diǎn)是分離的細(xì)胞數(shù)量少。密度梯度離心法：根據(jù)不同時(shí)期的細(xì)胞在體積和重量上存在差別進(jìn)行分離(如裂殖酵母)。優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、省時(shí)，效率高，成本低。缺點(diǎn)是對(duì)大多數(shù)種類的細(xì)胞

10、并不適用。第二十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月藥物誘導(dǎo)法 DNA合成阻斷法 G1/S-TdR雙阻斷法：最終將細(xì)胞群阻斷于G1/S交界處。優(yōu)點(diǎn)是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細(xì)胞體系。缺點(diǎn)是誘導(dǎo)過程可造成細(xì)胞非均衡生長(zhǎng)。 分裂中期阻斷法：通過抑制微管聚合來抑制細(xì)胞分裂器的形成，將細(xì)胞阻斷在細(xì)胞分裂中期。 優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，效率高。 缺點(diǎn)是這些藥物的毒性相對(duì)較大。第二十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月特異的細(xì)胞周期特異的細(xì)胞周期是指那些特殊的細(xì)胞所具有的與標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期相比有著鮮明特點(diǎn)的細(xì)胞周期。 爪蟾早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期 酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期 植物細(xì)胞的細(xì)

11、胞周期 細(xì)菌的細(xì)胞周期第二十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月爪蟾早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期細(xì)胞分裂快,無G1期, G2期非常短,S期也短(所有復(fù) 制子都激活), 以至認(rèn)為僅含有S期和M期。無需臨時(shí)合成其它物質(zhì)。子細(xì)胞在G1、G2期并不生長(zhǎng)，越分裂子細(xì)胞體積越小 細(xì)胞周期調(diào)控因子和調(diào)節(jié)機(jī)制與一般體細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)的 細(xì)胞周期基本是一致的。第二十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期與標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期在時(shí)相和調(diào)控方面相似。酵母細(xì)胞周期明顯特點(diǎn): 酵母細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間較短,大約為90min； 封閉式細(xì)胞分裂 ，即細(xì)胞分裂時(shí)核膜不解聚； 紡錘體位于細(xì)胞核

12、內(nèi)； 在一定環(huán)境下，也進(jìn)行有性繁殖。第二十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月芽殖酵母的細(xì)胞周期第二十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月裂殖酵母的細(xì)胞周期圖13-16 裂殖酵母細(xì)胞周期第二十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月植物細(xì)胞的細(xì)胞周期植物細(xì)胞的細(xì)胞周期與動(dòng)物細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞周期非常相似，含有G1期、S期、G2期和M期四個(gè)時(shí)期。植物細(xì)胞不含中心體，但在細(xì)胞分裂時(shí)可以正常組裝紡錘體。植物細(xì)胞以形成中間板的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂.第二十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)菌的細(xì)胞周期 慢生長(zhǎng)細(xì)菌細(xì)胞周期過程與真核細(xì)胞周期過程有一定相似之處。其DN

13、A復(fù)制之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G1期類似。分裂之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G2期類似。再加上S期和M期，細(xì)菌的細(xì)胞周期也基本具備四個(gè)時(shí)期 細(xì)菌在快速生長(zhǎng)情況下，如何協(xié)調(diào)快速分裂和最 基本的DNA復(fù)制速度之間的矛盾。第三十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月前期(prophase)標(biāo)志前期開始的第一個(gè)特征是染色質(zhì)開始濃縮 (condensation)形成有絲分裂染色體(mitotic chromosome）。 第二個(gè)特征:前期的較晚時(shí)期,動(dòng)粒的裝配。細(xì)胞骨架解聚，在中心體的周圍,微管大量裝配,星體形成。中心體也進(jìn)行了復(fù)制為兩個(gè)。Golgi體、ER等細(xì)胞器解體，形成小的膜泡。第三十一張，PPT共一百三十六頁

14、，創(chuàng)作于2022年6月這種染色體由兩條染色單體(chromatid)構(gòu)成 在前期末，染色體主縊痕部位形成一種蛋白復(fù)合物稱為動(dòng)粒(kinetochore)。第三十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月間期動(dòng)物細(xì)胞含一個(gè)MTOC，即中心體，在 S期末，兩個(gè)中心粒在各自垂直的方向復(fù)制出一個(gè)中心粒，形成兩個(gè)中心體。當(dāng)前期開始時(shí)， 2個(gè)中心體移向細(xì)胞兩極，并同時(shí)組織微管生 長(zhǎng)，由兩極形成的微管通過微管結(jié)合蛋白在正 極末端相連，最后形成有絲分裂紡錘體。第三十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月前中期(prometaphase)核膜破裂成小的膜泡，這一過程是由核纖層蛋白中特異的Ser殘

15、基磷酸化導(dǎo)致核纖層解體 染色體形成明顯的X形染色體結(jié)構(gòu) 有絲分裂紡錘體(mitotic spindle)開始裝配紡錘體微管與染色體的動(dòng)粒結(jié)合，捕捉住染色體，每個(gè)已復(fù)制的染色體有兩個(gè)動(dòng)粒，朝相反方向，保證與兩極的微管結(jié)合；紡錘體微管捕捉住染色體后，形成三種類型的微管 不斷運(yùn)動(dòng)的染色體開始移向赤道板。細(xì)胞周期也由前中期 逐漸向中期運(yùn)轉(zhuǎn)。第三十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月中期(metaphase)所有染色體排列到赤道板(Metaphase Plate)上， 標(biāo)志著細(xì)胞分裂已進(jìn)入中期 是什么機(jī)制確保染色體正確排列在赤道板上？ 著絲粒微管動(dòng)態(tài)平衡形成的張力 第三十五張，PPT共一百三

16、十六頁，創(chuàng)作于2022年6月后期(anaphase) 排列在赤道面上的染色體的姐妹染色單體分離 產(chǎn)生向極運(yùn)動(dòng)后期(anaphase)大致可以劃分為連續(xù)的兩個(gè)階段，即后期A和后期B 后期A，動(dòng)粒微管去裝配變短，染色體產(chǎn)生兩極運(yùn)動(dòng) 后期B，極性微管長(zhǎng)度增加，兩極之間的距離逐漸拉 長(zhǎng)，介導(dǎo)染色體向極運(yùn)動(dòng)第三十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月末期(telophase)染色單體到達(dá)兩極，即進(jìn)入了末期（telophase）, 到達(dá)兩極的染色單體開始去濃縮核膜開始重新組裝 Golgi體和ER重新形成并生長(zhǎng)核仁也開始重新組裝，RNA合成功能逐漸恢復(fù), 有絲分裂結(jié)束 第三十七張，PPT共一百三十

17、六頁，創(chuàng)作于2022年6月動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂(cytokinesis)開始于細(xì)胞分裂后期，在 赤道板周圍細(xì)胞表面下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為 分裂溝(furrow)。分裂溝的位置與紡錘體極性微管和 鈣離子濃度升高的變化有關(guān)胞質(zhì)分裂開始時(shí)，大量肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白在中體 處組裝成微絲并相互組成微絲束，環(huán)繞細(xì)胞，稱為 收縮環(huán)（contractile ring)。收縮環(huán)收縮、收縮環(huán) 處細(xì)胞膜融合并形成兩個(gè)子細(xì)胞第三十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月植物細(xì)胞胞質(zhì)分裂與動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂不同的是，植物細(xì)胞胞 質(zhì)分裂是因?yàn)樵诩?xì)胞內(nèi)形成新的細(xì)胞膜和細(xì) 胞壁而將細(xì)胞分開第三十九張，PPT共一百三

18、十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有絲分裂過程總結(jié)前期：仁膜消失倆體現(xiàn) DNA數(shù)：染色體數(shù)：染色單體數(shù)=2:1:2中期：赤道板上排整齊 DNA數(shù)：染色體數(shù)：染色單體數(shù)=2:1:2后期：點(diǎn)分?jǐn)?shù)加向兩級(jí) DNA數(shù)：染色體數(shù)：染色單體數(shù)=1:1:0末期：兩消兩現(xiàn)新壁建第四十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂概念與過程概念：減數(shù)分裂是細(xì)胞僅進(jìn)行一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的有絲分裂。減數(shù)分裂過程第四十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂特點(diǎn)遺傳物質(zhì)只復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次， 導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。S期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)同源染色體在減數(shù)分裂期I

19、(MeiosisI)配對(duì)聯(lián)會(huì)、基因重組。減數(shù)分裂同源染色體配對(duì)排列在中期板上,第一次分列時(shí),同源染色體分開。第四十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂的意義確保世代間遺傳的穩(wěn)定性； 增加變異機(jī)會(huì)，確保生物的多樣性，增強(qiáng)生物適應(yīng)環(huán)境變化的能力。 減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ)， 是生物遺傳、生物進(jìn)化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)保證。第四十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂前S期與有絲分裂前S期長(zhǎng)度比較第四十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 前期I分為細(xì)線期，偶線期，粗線期，雙線期，終變期等五個(gè)階段。 形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體(Synaptonemal Co

20、mplex, SC) 同源染色體間遺傳物質(zhì)重組,產(chǎn)生新的基因組合第四十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在適當(dāng)時(shí)候激活細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)相的相關(guān)酶 和蛋白,然后自身失活(正調(diào)控)確保每一時(shí)相事件的全部完成(負(fù)調(diào)控) 對(duì)外界環(huán)境因子起反應(yīng)(如多細(xì)胞生物對(duì)增殖信號(hào)的反應(yīng))一、細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用第四十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)(checkpoint) 細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)是細(xì)胞周期調(diào)控的一種機(jī)制, 主要是確保周期每一時(shí)相事件的有序、全部完 成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系。 細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)及其作用 G1期檢驗(yàn)點(diǎn)：酵母Start； 動(dòng)物細(xì)胞Restricti

21、on Point第四十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、MPF(Maturation-promoting factor，Mitosis-promoting factor)MPF(Maturation-promoting factor， Mitosis-promoting factor)的發(fā)現(xiàn)及其生化實(shí)質(zhì)Mitotic Cyclin-Cdk復(fù)合物的活化與功能第四十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月MPF的發(fā)現(xiàn)及其生化實(shí)質(zhì)細(xì)胞融合與PCC(Premature chromosomal condense) 爪蟾卵子成熟過程 MPF的發(fā)現(xiàn)MPF是一種使多種底物蛋白磷酸化的

22、蛋白激酶；由M期Cyclin-Cdk(Cyclin-dependent protein kinase) 形成的復(fù)合物。MPF=CDK1=p34cdc2+cyclinB SPF=p34cdc2+cyclinA第四十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Mitotic Cyclin-Cdk復(fù)合物的活化與功能 活化 隨Cyclin濃度變化而變化 激酶與磷酸酶的調(diào)節(jié)， 活化的MPF可使更多的MPF活化 功能：?jiǎn)?dòng)細(xì)胞從G2期進(jìn)入M期的相關(guān)事件第五十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性及細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性G1 Cycl

23、in-Cdk復(fù)合物對(duì)Rb蛋白磷酸化而調(diào)控G1檢驗(yàn)點(diǎn)Mitotic Cyclin-Cdk復(fù)合物激活 Anaphase Promoting Complex (APC), 調(diào)控紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)周期細(xì)胞M-Cyclin的調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控模型總結(jié)第五十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性 G1 S G2/M Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk Budding Yeast CLN1,2,3-CDC28 CLB5,(3,4)-CDC28 CLB1,2(3,4)-CDC28 Fission Yeast CIG1-CDC2 CIG2-C

24、DC2 CIG13-CDC2 Higher Eukaryotes CyclinD1,2,3-CDK4/6 CyclinA-CDK2 CyclinB-CDC2 CyclinE1,2-CDK2G1 SubstratesS SubstratesG2/M SubstratesGrowth and MorphogenesisDNA ReplicationMitosis第五十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月APC介導(dǎo)選擇性降解的靶蛋白與Ubiquitin結(jié)合 (通過泛素依賴性途徑降解)APC主要介導(dǎo)兩類蛋白降解: Anaphase In

25、hibitors和Mitotic Cyclin. 前者維持姐妹染色單體粘連, 抑制后期啟動(dòng)；后者的降解意味著有絲分裂即將結(jié)束，即染色體開始去凝集，核膜重建。 Cdc20 和Mad2蛋白位于動(dòng)粒上，在染色體結(jié)合有絲分裂紡錘體前將不能從動(dòng)粒上釋放，由于Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制APC的活性。所以只有所有染色體都與紡錘體結(jié)合后，APC才有活性，才啟動(dòng)細(xì)胞向后期轉(zhuǎn)換。第五十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月五、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的阻遏(細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)調(diào)控)細(xì)胞至少可通過兩種不同機(jī)制阻遏細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)：Cdk抑制蛋白(CDI)阻止Cyclin-Cdk復(fù)合物的裝配或活性；周期調(diào)控系統(tǒng)組分停止

26、合成。CDI包括CIP/KIP家族和INK4家族，其作用是抑制Cyclin-Cdk復(fù)合物的裝配或活性，而將細(xì)胞阻止在不同的檢驗(yàn)點(diǎn)。如DNA受損后，細(xì)胞將停留于G1 Checkpoint 讓DNA修復(fù)或者凋亡 周期調(diào)控系統(tǒng)組分停止合成，如G0細(xì)胞，大部分Cyclin和Cdk都消失，這在多細(xì)胞生物尤其明顯。第五十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Experimental demonstration of the coordinated Synthesis of DNA and

27、hitones.第五十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 .MT behavior during fo

28、rmation of the metaphase plate. Initially,MT from opposite poles are different in length.Experimental demonstration of the importance of mecha- nical tension in metaphase checkpoint control.第六十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十

29、二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂過程圖解第七十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1減數(shù)分裂期I（1）前期I（prophase I）：持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)幾周幾年甚至幾十年，染色體變化復(fù)雜。根據(jù)細(xì)胞形態(tài)變化，可以將其分為5個(gè)亞時(shí)期（substages）：細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。第七十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)線

30、期（leptonema）核的體積增大核仁也增大染色體開始凝縮出現(xiàn)螺旋絲但比較細(xì)長(zhǎng)，但兩條染色單體的臂并不分離，仍呈細(xì)的單線狀。局部可見到染色粒（染色線螺旋緊密折疊的結(jié)果）染色體雖進(jìn)行了復(fù)制但看不到結(jié)構(gòu)上的雙重線?；ㄊ冢▌?dòng)物）凝線期。第七十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月偶線期（zygotene）：主要發(fā)生同源染色體（homologous chromosome）配對(duì)（pairing）現(xiàn)象。同源染色體是指大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，分別來自父母雙方的一對(duì)染色體。同源染色體彼此靠攏并精確配對(duì)的過程稱為聯(lián)會(huì)（synapsis）。第八十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在聯(lián)會(huì)過程中

31、，配對(duì)的同源染色體之間形成了一種蛋白質(zhì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)，聯(lián)會(huì)復(fù)合體（synaptonemal complex）。一對(duì)同源染色體通過聯(lián)會(huì)所形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，稱為二價(jià)體（bivalent）。一個(gè)二價(jià)體由兩條同源染色體組成，包括4條染色單體，故又稱為四分體（tetrad）。第八十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月聯(lián)會(huì)一般是從核膜的一端開始或在染色體全長(zhǎng)的若干位點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行。第八十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月粗線期（pachynema）或重組期（recombination stage）1)染色體進(jìn)一步變短變粗，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生等位基因之間部分DNA片段的交換（c

32、rossing-over）和重組，產(chǎn)生了新的等位基因組合。2)在聯(lián)會(huì)復(fù)合體部位的中間，出現(xiàn)重組結(jié)。第八十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3)合成P-DNA，大小約1001000bp，編碼一些與DNA點(diǎn)切和修復(fù)有關(guān)的酶類。4)合成減數(shù)分裂期專有的組蛋白，將體細(xì)胞類型的組蛋白部分或全部地置換下來。5)發(fā)生rDNA 擴(kuò)增。第八十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月雙線期（diplonema）核仁縮小，兩條同源染色體相互排斥并且開始分離但不完全分開，此期能清楚地看到四分體并發(fā)現(xiàn)非姊妹染色單體之間有交叉（交換的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)為交叉） 第八十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于202

33、2年6月第八十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月終變期（diakinesis）染色體縮的很短，端化（terminalization）仍在進(jìn)行，染色體分散經(jīng)?？拷四ぬ?，核仁核膜開始消失，此期是計(jì)算染色體數(shù)目的時(shí)期。 第八十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）前中期 核膜解體紡錘體微管附著于二價(jià)體的著絲點(diǎn)上，此時(shí)每條同源染色體一般認(rèn)為只有一個(gè)著絲點(diǎn)即姊妹染色單體的著絲點(diǎn)尚未分開，但有人報(bào)告說每條同源染色體有2個(gè)著絲點(diǎn)即二價(jià)體有四個(gè)著絲點(diǎn)，但姊妹染色單體的著絲點(diǎn)互相靠近并位于染色體的同側(cè)，作為一個(gè)功能單位。（3）中期 二價(jià)體排列于赤道面上形成赤道板，二價(jià)體著絲點(diǎn)被紡

34、錘體的牽引絲牽引著準(zhǔn)備分開。第八十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）后期 二價(jià)體中兩條同源染色體分開分別向兩極移動(dòng)，每一極得到n條染色體，染色體數(shù)目減半。如人類染色體是23對(duì)，染色體組合的方式有223個(gè)（不包括交換），因此除同卵孿生外，幾乎不可能得到遺傳上等同的后代。 （5）末期 染色體到達(dá)兩極后開始末期染色體逐漸解螺旋變成細(xì)絲狀，核膜核仁重新出現(xiàn)，同時(shí)進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)的分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞，但許多植物在減時(shí)胞質(zhì)不分裂。第八十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2減數(shù)分裂間期 很短、有些甚至無間期和末期，而由后期直接轉(zhuǎn)為前期。3減 細(xì)胞分裂是同步的。其過程與有絲分裂相同

35、。動(dòng)物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂在減時(shí)由于胞質(zhì)的不均等分裂形成一個(gè)大的次級(jí)卵母細(xì)胞和一個(gè)小的第一極體，減胞質(zhì)仍不均等分裂形成卵和一個(gè)小的第二極體。第九十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂過程總結(jié)假設(shè)一個(gè)細(xì)胞的染色體為n個(gè)，則DNA數(shù)為n個(gè)。減數(shù)前期：染色體數(shù)：DNA數(shù)：?jiǎn)误w數(shù)= n：2 n：2 n末期1（減數(shù)前期）：一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)染色體數(shù)：DNA數(shù)：?jiǎn)误w數(shù)= n/2： n： n減數(shù)后期：染色體分裂成兩個(gè)染色體數(shù)：DNA數(shù)：?jiǎn)误w數(shù)= n： n： 0減數(shù)末期：細(xì)胞分裂成兩個(gè)染色體數(shù)：DNA數(shù)：?jiǎn)误w數(shù)= n/2 ： n/2 ： 0第九十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月a.

36、 Electron micrograph of SC of human pachytene bivalent.(K: kinetochore; arrow: recombination nodules);b. Schematic diagram of SC; c. Electron micrograph of SC after treatment with DNase to remove chromasomal fibers.第九十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Visible evidence of crossing ov

37、er第九十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)(checkpoint)第九十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）G1期檢驗(yàn)點(diǎn)(靠近G1末期)：酵母Start；動(dòng)物細(xì)胞Restriction Point。主要是監(jiān)測(cè)細(xì)胞的大小和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；是細(xì)胞周期的主要控制點(diǎn)，細(xì)胞一旦通過了該限制點(diǎn)，這些細(xì)胞就能夠進(jìn)入S期并完成其后的細(xì)胞周期過程，因此它決定著細(xì)胞能否分裂。某些靜息的細(xì)胞不能進(jìn)入G1期，還有一個(gè)關(guān)卡就是DNA預(yù)復(fù)制的阻斷。為了保證每一條DNA在細(xì)胞周期中只復(fù)制一次，一旦DNA進(jìn)行了復(fù)制，細(xì)胞就會(huì)通過對(duì)

38、預(yù)復(fù)制復(fù)合物的裝配控制DNA的再復(fù)制，直到細(xì)胞分裂結(jié)束。第九十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）G2期檢驗(yàn)點(diǎn)(在G2期結(jié)束點(diǎn)) 當(dāng)細(xì)胞周期進(jìn)行到G2關(guān)卡時(shí)(G2關(guān)卡是裂殖酵母的主要關(guān)卡)，控制系統(tǒng)檢測(cè)細(xì)胞的大小、細(xì)胞所處的狀態(tài)以及細(xì)胞內(nèi)DNA是否復(fù)制完畢，如果這些條件合適，就會(huì)進(jìn)入有絲分裂。（3）紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)(在中期末) 中期關(guān)卡控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)所有的染色體是否都與紡錘體相連，并排列赤道板上；檢測(cè)MPF是否失活了，否則不能進(jìn)行有絲分裂和胞質(zhì)分裂。第九十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月人M期細(xì)胞與袋鼠（Ptk）G1、S、G2期細(xì)胞融合誘導(dǎo)PCC：提示M期細(xì)胞存在誘

39、導(dǎo)PCC的因子；第九十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月處于第四期的爪蟾卵母細(xì)胞（RD前期I），具GV。第一百張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月注射實(shí)驗(yàn)表明：1）孕酮誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟；2）成熟卵細(xì)胞質(zhì)中，含有卵母細(xì)胞成熟的因子，稱做MPF。第一百零一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月MPF的結(jié)構(gòu)組成 ：催化亞基，由cdc2編碼，其產(chǎn)物為p34（一種絲氨酸/蘇氨酸型蛋白激酶，34KD），在整個(gè)細(xì)胞周期中含量恒定，其活性有賴于周期蛋白，故p34稱為周期依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinase，Cdk1)；調(diào)節(jié)亞基，周期蛋白

40、(cyclin B)為調(diào)節(jié)亞基，它的降解導(dǎo)致MPF的失活第一百零二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CDK1的調(diào)節(jié)與活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase第一百零四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十張，PPT

41、共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 第一百一十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月例題1.CDK的抑制引起P21與相關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合體后導(dǎo)致細(xì)胞不能（ ）A.從G1期進(jìn)入S期B.從S期進(jìn)入G2期C.從G1期進(jìn)入G0期D.從M期進(jìn)入G1期答案：A、B第一百一十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月一、名詞解釋amitosis 無絲分裂cel

42、l cycle 細(xì)胞周期cell cycle checkpoint 細(xì)胞周期檢查點(diǎn)cell cycle engine 細(xì)胞周期引擎cell division cycle gene (cdc基因) 細(xì)胞分裂周期基因chalone 抑素chiasma 交叉cyclin 細(xì)胞周期蛋白第一百一十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月cyclin-dependent kinase 周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDK激酶）cyclin-dependent kinase inhibitors，CDKIS CDK激酶抑制物cycling cell 周期中細(xì)胞meiosis 減數(shù)分裂mitosis 有絲分

43、裂mitosis-promoting factor，MPF 細(xì)胞促分裂因子mitotic apparatus 有絲分裂器mitotic index 有絲分裂指數(shù)p34cdc2激酶第一百一十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月percentage of labelled mitosis(PLM法) 標(biāo)記有絲分裂百分?jǐn)?shù)法prematurely condensed chromosome(P.C.C） 早熟凝集染色體recombination nodules 重組節(jié)synapsis 聯(lián)會(huì)synaptonemal complex 聯(lián)會(huì)復(fù)合體terminalization 端化tetrad 二

44、價(jià)體zyg DNA 偶線期DNA第一百一十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、選擇題1.成熟促進(jìn)因子是在（ ）合成的。A.G1 期 B. S期 C. G2 期 D. M期答案： C2.在細(xì)胞周期的哪個(gè)時(shí)期，周期蛋白的濃縮程度最高（ ）。A.晚G1 期 和早S期 B.晚G2 期 和早M期C.晚G1 期 和晚G2期 D. 晚M期和晚S期答案： C 第一百二十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.中心粒的復(fù)制發(fā)生在哪期（ ）。（中國(guó)科學(xué)院）A.G1 B. S C. G2 D. M答案：C4.裂殖酵母中的cdc2基因在芽殖酵母中的同源物是（ ）（中科院2001）A.cdc2

45、 B.cdc25 C.cdc28 D.cdc20 答案：C5.CdK是否具有酶活性依賴于（ ）。（中科院2005）A.G1期進(jìn)入S期 B.從S期進(jìn)入G2期C.從G1期進(jìn)入到G0期 D.從M期進(jìn)入到G1期答案：A第一百二十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月6.有絲分裂前期的最主要特征是（ ）A.核仁、核膜、核仁組織者都要消失 B.染色質(zhì)凝縮成染色體C.核糖體解體 D.中心體消失7.下列細(xì)胞中，（ ）屬于連續(xù)的細(xì)胞分裂群。A.紅細(xì)胞 B.多形式白血細(xì)胞C.骨髓干細(xì)胞 D.以上都不是8.染色體出現(xiàn)成倍狀態(tài)發(fā)生于細(xì)胞周期中的（ ）A.G2期和早M期 B.G1期和S期C.晚M期和G1期 D

46、.G0期和G1期第一百二十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月9.在細(xì)胞周期的哪個(gè)時(shí)期，周期蛋白的濃縮程度最高（ ）。A.晚G2期和早M期 B.晚G1期和早S期C.晚G1期和晚G2期 D.晚M期和晚S期10.在第一次減數(shù)分裂時(shí)，核膜的解體主要在（ ）。A.粗線期 B.偶線期C.終變期 D.中期1第一百二十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月考研真題問答題部分1.什么是細(xì)胞周期？細(xì)胞周期各時(shí)期主要變化是什么？（中科院水生所）2.減數(shù)分裂前期1中的偶線期和雙線期的“偶”同“雙”的涵義是不同的，請(qǐng)說明之。（中山大學(xué)）答“偶”指同源染色體配對(duì)形成的復(fù)合體，由于染色體的凝縮程度不

47、高，每一同源染色體中的兩個(gè)姐妹染色單體是不可分的，仍為一條；“雙”指每一同源染色體中的兩個(gè)姐妹染色單體變得明顯可見。第一百二十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.如何用實(shí)驗(yàn)證明細(xì)胞中有絲分裂促進(jìn)因子（MPF）的存在？（北京師范大學(xué)）答：將同步化的分裂期細(xì)胞與同步化的處于其他周期的細(xì)胞進(jìn)行融合，然后分析染色體的早熟現(xiàn)象。如有早熟，則證明有MPF的存在。第一百二十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月4.舉例說明蛋白磷酸化與去磷酸化在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用。（北京師范大學(xué)2004）答案：1）CDK激酶本身的磷酸化修飾方面2）CDK1激酶通過使某些蛋白質(zhì)磷酸化，改變其下游的某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，實(shí)現(xiàn)其調(diào)控細(xì)胞周期的目的3）Rb的磷酸化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子EF2的活性方面第一百二十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月5.試列舉人們研究細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制過程中所進(jìn)行的一系列重要實(shí)驗(yàn)。得