第12章 細胞增殖及其調(diào)控

第十一章細胞增殖及其調(diào)控

第一節(jié)細胞周期與細胞分裂

細胞增殖是生命的基本特征：種族繁衍、個體發(fā)育、機體修復等離不開細胞增殖。胚胎發(fā)育從1個受精卵增至1012細胞，成年1014;成人每秒有數(shù)百萬新細胞產(chǎn)生，補償血細胞、小腸粘膜細胞和上皮細胞的衰老和死亡。細胞增殖是通過細胞周期(cellcycle)實現(xiàn)，細胞周期的運行受相關(guān)基因嚴格監(jiān)視和調(diào)控。細胞增殖失控對個體是癌癥，個體無限繁殖對地球是災(zāi)難。大腸桿菌按20min分裂1次，兩天即可超過地球的重量。一、細胞周期（CellCycle)細胞周期：細胞分裂結(jié)束到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程?？煞?個階段：①G1期(gap1)：分裂完成到DNA復制前的間隙②S期(synthesisphase)：DNA復制期；③G2期(gap2)：DNA復制完成到分裂開始前的一段時間；④M期(mitosis)：細胞分裂開始到結(jié)束。細胞周期可劃分為四個階段

依分裂行為，可將真核細胞分為3類：①持續(xù)分裂細胞，在細胞周期中連續(xù)運轉(zhuǎn)稱周期細胞，如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓細胞。②靜止期細胞，暫時脫離細胞周期，在適當刺激下可重新進入細胞周期，稱G0細胞，如淋巴細胞、肝、腎細胞等。③不分裂細胞，指不可逆地脫離細胞周期，不再分裂的細胞，又稱終端細胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細胞等。細胞周期的時間長短與物種的細胞類型有關(guān)：小鼠十二指腸上皮細胞的周期為10h；人類胃上皮細胞24h，骨髓細胞18h，培養(yǎng)的人成纖維細胞18h.不同類型細胞的G1長短不同，是造成細胞周期差異的主要原因。而S+G2+M變化相對較小二、細胞周期中各時相的主要事件1、G1期：從分裂完成到DNA復制前的時期，又叫合成前期。合成rRNA、蛋白質(zhì)、脂類和糖類。在末期，DNA合成酶活性增加2、S期：DNA合成期，主要事件是DNA合成，還合成組蛋白、DNA復制所需的酶3、G2期：DNA含量已加倍，主要合成ATP、RNA、蛋白質(zhì)等，為有絲分裂作準備；4、M期：染色質(zhì)凝聚成染色體，平均分配到兩個子細胞中三、細胞周期時間的測定標記有絲分裂百分率法是常用的測定細胞周期時間的方法。原理:對細胞進行脈沖標記、定時取材、放射自顯影顯示標記細胞，統(tǒng)計標記有絲分裂細胞百分數(shù)的辦法測定細胞周期。①細胞經(jīng)3H-TDR(胸腺嘧啶核苷)后，S期細胞均被標記。設(shè)初始值=0②S期細胞經(jīng)G2期才進入M期。③開始出現(xiàn)M期細胞時，表示S期細胞已渡過G2期，從初始到出現(xiàn)M期細胞的時間間隔為TG2。④S期細胞逐漸進入M期，M期細胞數(shù)量上升，達到最高點時說明來自處于S最末階段的細胞，已完成M，進入G1期。從開始出現(xiàn)M到PLM達到最高點(≈100%)的時間間隔就是TM。⑤M期細胞數(shù)量開始下降時，表明處于S期最初階段的細胞也已進入M期，出現(xiàn)M期細胞到M期細胞數(shù)量又開始下降的一段時間等于TS。⑥從M期細胞出現(xiàn)到下一次M期細胞出現(xiàn)的時間就是TC，根據(jù)TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1長度。細胞周期各階段的時間與PLM的關(guān)系

四、細胞同步化(synchronization)為研究細胞周期中不同階段的生化特征，須獲得大量細胞周期一致性的細胞，即是細胞同步化。細胞同步化分自然同步化和人工同步化。自然同步化是自然過程中存在的現(xiàn)象人工同步化是利用細胞培養(yǎng)方法用各種理化因素處理獲得的同步化生長細胞。常用的人工同步化有誘導同步化和選擇同步化（一）自然同步化

1.多核體：粘菌只進行核分裂，胞質(zhì)不分裂，形成多核體。多核處于同一胞質(zhì)中，進行同步化分裂，使細胞核達108，體積達5~6cm。2.水生動物受精卵：海膽卵可同時授精，最初3次分裂同步；海參卵受精后，前9次分裂同步。3.增殖抑制解除后的同步分裂：真菌休眠孢子移入適宜環(huán)境后，它們一起發(fā)芽，同步分裂。（二）人工同步化1.選擇同步化1）有絲分裂選擇法：細胞單層培養(yǎng)時，有絲分裂細胞變圓隆起，與培養(yǎng)皿附著性低，振蕩使之脫離器壁，懸浮培養(yǎng)，可獲一定數(shù)量中期細胞。優(yōu)點：操作簡單，同步化程度高，細胞不受藥物傷害；缺點：獲得細胞數(shù)量較少(約1%～2%）.2）沉降分離法：不同時期細胞體積不同，在給定離心場中沉降的速度與其半徑的平方成正比，可用離心方法分離。優(yōu)點：可用于任何懸浮培養(yǎng)的細胞，缺點：同步化程度較低。2.誘導同步化1）DNA合成阻斷法：用DNA合成抑制劑，可逆地抑制DNA合成，不影響其它時期細胞，最終可將細胞群阻斷在S期或G/S交界處。常用的抑制劑有高濃度ADR、5-氟脫氧尿嘧啶、羥基脲、氨甲蝶呤等?？赡嫘院?）中期阻斷法：利用破壞微管聚合的藥物將細胞阻斷在中期，常用藥物有秋水仙素和秋水仙酰胺。該過程可逆性差第二節(jié)細胞分裂一、細胞分裂的類型細胞分裂(celldivision)可分3種類型:無絲分裂(amitosis)：直接分裂，核伸長，中部縊縮，后質(zhì)分裂，無紡錘體形成及染色體變化。原核生物及高等動植物均有有絲分裂(mitosis):間接分裂:有紡錘體、染色體,染色體均分到子細胞，普遍存在于高等動植物。減數(shù)分裂(meiosis):染色體復制一次細胞分裂兩次，是高等動植物配子體形成方式。二、有絲分裂有絲分裂是細胞周期的M期進行的分裂活動M期持續(xù)的時間很短,但形態(tài)變化很大,依形態(tài)變化的特征,常分5個時期:①前期(prophase)②早中期(premetaphase)③中期(metaphase)④后期(anaphase)⑤末期(telophase)。（一）前期(prophase)前期發(fā)生的主要事件：①染色質(zhì)凝縮;②分裂極確定,紡錘體開始形成;③核仁解體;④核膜消失。最顯著特征是染色質(zhì)經(jīng)螺旋化和折疊，變短變粗，形成光鏡下可分辨的染色體，每條染色體包含2個染色單體。（二）早中期核膜解體后細胞即進入早中期。該時期主要事件是紡錘體裝配.染色體進一步凝縮,形成明顯的X染色體結(jié)構(gòu).染色體劇烈地活動,徘徊于兩極之間,并被紡錘體捕獲:一側(cè)紡錘體微管的自由端捕獲一條染色體一側(cè)的動粒,接著另一側(cè)紡錘體捕獲另一側(cè)的動粒,該過程是隨機的.

左，早中期；右，中期

（三）中期每條染色體凝縮至最短，并整齊地排列在赤道板.位于染色體兩側(cè)的動粒微管長度相等,作用力均衡.極微管在赤道區(qū)域相互搭橋中期，右圖顯示與染色體聯(lián)接的微管

（四）后期姊妹染色單體分開并移向兩極，當子染色體到達兩極后，標志該期結(jié)束。后期姊妹染色單體分離

后期A染色體分離，后期B兩極延伸

（五）末期子染色體到達兩極，染色體解螺旋成細絲狀,核膜和核仁重新組裝。末期

(六)胞質(zhì)分裂M期主要進行核分裂,也涉及胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂開始于后期,完成于末期動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成縊縮和起溝方式完成：由大量平行排列的肌動蛋白和肌球蛋白裝配成收縮環(huán)，收縮環(huán)工作原理和肌肉收縮一樣，使肌動蛋白環(huán)緊縮，最終將胞質(zhì)一分為二動物細胞的胞質(zhì)收縮環(huán)

植物細胞的胞質(zhì)分裂不同于動物，末期兩極微管消失，中間微管保留，并數(shù)量增加，形成桶狀的成膜體。來自高爾基體的囊泡沿微管運到成膜體中間，融合形成細胞板。囊泡內(nèi)物質(zhì)沉積為初生壁和中膠層，不斷運來的囊泡使細胞板擴展，形成完整的細胞壁，將子細胞一分為二。囊泡膜形成新的質(zhì)膜，兩側(cè)質(zhì)膜來源于共同的囊泡，膜間有連通的管道，形成胞間連絲。

植物細胞成膜體的形成三、減數(shù)分裂（Meiosis）減數(shù)分裂的特點是DNA復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，形成四個單倍體的子細胞。減數(shù)分裂過程中同源染色體間發(fā)生交換，使配子的遺傳多樣化，增加了后代的適應(yīng)性。通常，減數(shù)分裂Ⅰ分離的是同源染色體，所以稱為異型分裂(heterotypicdivision)或減數(shù)分裂(reductionaldivision)。減數(shù)分裂Ⅱ分離的是姊妹染色體，類似于有絲分裂，也稱同型分裂(homotypicdivision)或均等分裂(equationaldivision)。減數(shù)分裂模式圖

第一次減數(shù)分裂1、前期Ⅰ持續(xù)時間長,變化最復雜,呈現(xiàn)許多減數(shù)分裂的特征性變化:同源染色體配對與交換，分為5個時期：①細線期(leptotene);②偶線期(zygotene);③粗線期(pachytene);④雙線期(diplotene);⑤終變期(diakinesis)。1)細線期：染色體已經(jīng)復制，并開始凝縮，所以又稱為凝線期(synizesis)，但染色體呈細線狀，光鏡下分辨不出兩條染色單體。在有些物種中表現(xiàn)為染色體細線一端在核膜的一側(cè)集中，另一端放射狀伸出，形似花束，稱為花束期(bouquetstage)。2)偶線期：同源染色體發(fā)生配對，配對的過程又稱聯(lián)會(synapsis)。配對的結(jié)果是兩條結(jié)合在一起的染色體，稱為二價體(bivalent)。每一對同源染色體都經(jīng)過復制，含四個染色單體，又稱四分體(tetrad)。在同源染色體聯(lián)會的部位形成聯(lián)會復合體(synaptonemalcomplex，SC)。3)粗線期：持續(xù)時間較長。染色體明顯變粗變短，結(jié)合緊密，是明顯的四分體。同源染色體非姊妹染色單體間發(fā)生交換，而且在聯(lián)會復合體部位的中間有一圓球型結(jié)構(gòu)形成，稱重組節(jié)也有DNA合成，稱P-DNA，編碼一些與DNA修復、連接的酶類4）雙線期：染色體進一步縮短，已看不到聯(lián)會復合體。聯(lián)會的同源染色體開始分離，但非姐妹染色體間還存在交叉點(chiasma)。植物雙線期一般較短，但動物雙線期停留的時間長，人的卵母細胞在5個月胎兒已達雙線期，直到排卵都停在雙線期。在魚類、兩棲類、爬行類、鳥類以及昆蟲中，雙線期的二價體解螺旋形成燈刷染色體。5）終變期：染色質(zhì)在被裝配成短棒狀染色體。四分體在核內(nèi)均勻分布。交叉的數(shù)目和位置在二價體上不固定，隨時間向端部移動，稱端化，端化過程一直進行到中期。核仁開始消失，核被膜解體。中心粒已加倍，中心體移向兩極，紡錘體裝配2、中期Ⅰ核被膜解體是中期Ⅰ開始的標志。紡錘體微管侵入核區(qū)，捕獲分散于核中的四分體四分逐漸向赤道方向移動，最終排列在赤道面。每個二價體有4個動粒、同源染色體中的一條的動粒位于一側(cè)。從一極發(fā)出的微管只與一條同源染色體的兩個動粒相聯(lián)3、后期I

二價體的兩條同源染色體分開，分別向兩極移動由于每條染色體仍含兩條染色單體，每個極讓含有兩套染色體。同源染色體移向兩極是隨機的，使來自母本和父本染色體發(fā)生隨機組合，產(chǎn)生基因組的變異。如人有23對染色體，染色體組合方式有223種(不包括交換)，除同卵孿生外，幾乎不可能得到遺傳上等同的后代。4、末期Ⅰ與減數(shù)分裂間期經(jīng)后期Ⅰ后,細胞進一步變化有兩種類型:①染色體到達兩極后，解旋為細絲狀、核膜重建、核仁形成，并進行胞質(zhì)分裂,形成2個子細胞②沒有明顯的染色體解聚,而是立即進行第二次減書分裂。（二）、減數(shù)分裂Ⅱ可分前、中、后、末四個四期，與有絲分裂相似每個過程中細胞的形態(tài)變化也與有絲分裂相似：如在末期Ⅰ形成子細胞，則在前期Ⅱ發(fā)生核被膜解體，重新進行染色體凝聚。中期Ⅱ，染色體排列在赤道板，姐妹染色體中的動粒分別被兩極的微管結(jié)合；后期Ⅱ：著絲粒對稱斷裂，姐妹染色體被拉向兩極；末期Ⅱ：染色體完全移向兩極，開始去凝聚，重新形成核膜。經(jīng)過兩次減數(shù)分裂形成4個子細胞，但在不同生物種類中這4個子細胞命運不同。在雄性動物中，4個子細胞大小相似，進一步發(fā)展為精子。在雌性動物中，第一次分裂為不等分裂，產(chǎn)生1個大的卵母細胞和1個小的極體，極體很快死亡解體。卵母細胞進行第二次減數(shù)分裂，也是不等分裂，產(chǎn)生1個卵細胞和1個第二極體，該極體也很快死亡解體。三、減數(shù)分裂的遺傳重組及其機制1、聯(lián)會復合體(SC)是減數(shù)分裂偶線期兩條同源染色體間形成的一種結(jié)構(gòu)，與染色體配對，交換和分離密切相關(guān)。電鏡下SC由3部分組成：兩側(cè)是約40nm的側(cè)生組分，電子密度高，主要是DNA、RNA和組蛋白；兩側(cè)之間為寬約100nm中間區(qū)，電子密度低，中央為中央組分，約30nm，為非組蛋白。側(cè)生組分與中央組分之間有橫向排列的粗約7~10nm的SC纖維，使SC外觀呈梯子狀。一種昆蟲的聯(lián)會復合體

從形態(tài)來看，SC形成偶線期，成熟于粗線期，并存在數(shù)天，消失于雙線期。一直認為SC將同源染色體組織在一起，使伸入SC的DNA之間產(chǎn)生重組，但實驗證明SC的形成晚于基因重組的啟動，且在基因突變不能形成SC的酵母中，同源染色體間可以發(fā)生交換?，F(xiàn)在認為它與同源染色體間的交換有關(guān)。2、染色體重組：交換與交叉在同源染色體聯(lián)會期間，同源染色體要發(fā)生斷裂和重接，在此過程中發(fā)生同源染色體間的交換。隨著雙線期進行，交叉開始遠離著絲粒，并逐漸向染色體臂的端部移動，即端化交叉是交換的結(jié)果，交叉是可見的，而交換是不可見的第三節(jié)細胞周期調(diào)控細胞周期調(diào)控的研究有幾十年歷史50-60年代，細胞周期4個時期的發(fā)現(xiàn)在細胞周期調(diào)控研究中起有重要作用近十多年，細胞周期調(diào)控取得重要突破一、蛋白激酶在細胞周期調(diào)控中的作用（一）細胞融合實驗70年，Colorado大學的Rao用處于細胞周期不同階段的同步化細胞：G1期間和S期HeLa細胞進行融合發(fā)現(xiàn)S期細胞中有促進G1期細胞進行DNA復制的起始因子但S期細胞中的起始復制因子對已進行了DNA復制的G2期的細胞核沒效果其它一些融合實驗證明：M期細胞總能誘導非有絲分裂細胞中的染色體凝聚：染色體超前凝聚（PCC）由于G1期、S期和G2期細胞中染色質(zhì)的狀態(tài)不同，PCC的形態(tài)也不同：G1期PCC為單線狀，因DNA未復制；S期PCC為粉末狀，DNA多個部位開始復制；

G2期PCC為雙線染色體，DNA復制已完成。不同形態(tài)的PCC（二）促成熟因子的發(fā)現(xiàn)M期細胞可以誘導PCC，提示在M期細胞中存在一種誘導染色體凝集的因子，稱促成熟因子（Maturationpromotingfactor，MPF）。88年從非洲爪蟾卵中純化出MPF。經(jīng)鑒定：MPF主要含P32和P45兩種蛋白質(zhì)。P32和P45結(jié)合后表現(xiàn)出蛋白激酶的活性。從而證明MPF是一種蛋白激酶。（三）p34cdc激酶及其與MPF的關(guān)系Hartwell利用芽殖酵母分離出幾十個溫度敏感型突變體；Nurse以裂殖酵母也分離出溫度敏感突變體；所有突變體在正常溫度下能進行細胞分裂，而在限定溫度下不能分裂，是由特定基因突變所導致酵母中這些與細胞分裂相關(guān)的基因被稱為cdc（celldivisioncycle）基因Cdc基因依發(fā)現(xiàn)順序而命名：cdc2、cdc25等Cdc基因是第一個發(fā)現(xiàn)的基因，表達產(chǎn)物是一種34KD的蛋白，稱p34cdc2，具蛋白激酶活性，在裂殖酵母細胞周期中起重要作用Cdc28是第二個被分裂出來的基因，其產(chǎn)物也是一種34KD的蛋白，稱p34cdc28，也是一種蛋白激酶，在芽殖酵母細胞周期調(diào)控中起重要作用。P34cdc28和p34cdc2都在G2/M轉(zhuǎn)變中起調(diào)節(jié)作用，兩者是同源物。P34cdc28對G1/S轉(zhuǎn)換也必需P34cdc2和P34cdc28本身都不具備激酶活性，只有同其它蛋白結(jié)合才具激酶活性，如p34cdc2需與p56cdc16結(jié)合才表現(xiàn)激酶活性P34cdc2與MPF的關(guān)系：Nurse等經(jīng)免疫實驗證明：P32是P34cdc2的同源物；TimHunt以海膽卵為材料研究發(fā)現(xiàn)在卵細胞中有2種蛋白隨細胞周期變化而變化，并稱之為細胞周期蛋白（cyclin）對MPF進一步研究證實，MPF的另一種組分為細胞周期蛋白B，而且細胞周期蛋白B與酵母P56cdc13為同源物基于這些研究，MPF的組成被確定下來：含cdc2蛋白和周期蛋白兩個亞基，其中cdc2為催化亞基，周期蛋白為調(diào)節(jié)亞基，兩者結(jié)合后才具激酶活性MPF=CDC2+CyclinB（四）細胞周期蛋白（cyclin）83年發(fā)現(xiàn)后，已經(jīng)從各種生物中克隆了數(shù)十種周期蛋白：酵母中：Cln1-3、Cld1-6；高等動物：A1-2、B1-3、C、D1-3等有些周期蛋白只在G1期表達并只在G1/S轉(zhuǎn)化中起作用，稱G1期周期蛋白：Cln1-3、C、D、E有些在間期積累，但只在M期才具調(diào)節(jié)作用，稱M期周期蛋白：周期蛋白A、B所有周期蛋白具有共同結(jié)構(gòu)特點：①具100個左右aa的周期蛋白框，介導周期蛋白與CDK結(jié)合，不同的框識別不同的CDK；②在N端有一9個aa組成的特殊序列，稱破壞框，主要參與泛素介導的周期蛋白A和B的降解；③G1期周期蛋白N端沒有破壞框，但C端含有一段特殊的PEST序列不同細胞周期蛋白分別在細胞周期的不同時期表達，并與不同CDK結(jié)合，調(diào)節(jié)CDK的激酶活性不同類型的周期蛋白激酶復合體脊椎動物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)*包括D1-3，各亞型cyclinD，在不同細胞中的表達量不同，但具有相同的功效（五）泛素介導的cyclin的降解泛素(ubiquitin)由76個氨基酸組成，高度保守，普遍存在于真核細胞，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，泛素相當于蛋白質(zhì)被摧毀的標簽。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。泛素蛋白加到周期蛋白上需三種不同酶的介導：①泛素蛋白活化酶（E1）：②泛素蛋白綴活酶（E2）：③泛素蛋白連接酶（E3）：三種酶介導的周期蛋白泛素降解的過程：首先，E1上的Cys與泛素蛋白的羧基端結(jié)合形成硫酯鍵使泛素蛋白激活；然后，泛素蛋白從E1上轉(zhuǎn)移到E2的Cys上；E2和E3一起將泛素蛋白轉(zhuǎn)移到周期蛋白的Lys上進行多泛素化；最后，多泛素化的周期蛋白被蛋白酶體降解有3種cyclin激發(fā)爪蟾卵母細胞的成熟：cyclinA和兩個結(jié)構(gòu)相似的cyclinB。3種蛋白在N端都有一個被稱為破壞框的同源區(qū)在有絲分裂后期，周期蛋白開始降解：在周期蛋白合成不久，就有泛素蛋白與之結(jié)合，后通過多泛素蛋白化作用，將周期蛋白進行標記，以便蛋白酶體將周期蛋白降解細胞周期蛋白的降解盒與降解途徑

（六）APC的活性與cyclinB的降解觸發(fā)周期蛋白多泛素化的E3又稱促后期復合物（APC）；周期蛋白B的降解是通過對APC活性的控制進行調(diào)節(jié)的，其模型為：當MPF活性在有絲分裂中期達高峰時，MPF將APC磷酸化并激活。APC介導周期蛋白多泛素化，引起周期蛋白B降解。由于周期蛋白B是MPF的必需亞基，它的降解導致MPF失活。在G1期APC失活，導致周期蛋白B濃度升高，提高了MPF活性，細胞進入下一有絲分裂期CyclinB的降解途徑

（七）CDK和CDK抑制物CDK（cyclin-dependentkinase）即細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶，只有在和周期蛋白結(jié)合后才表現(xiàn)出激酶活性。已發(fā)現(xiàn)的CDK有CDK1-8，cdc2是第一個被發(fā)現(xiàn)的，被命名為CDK1在CDK中有一小段序列相當保守，稱PSTAIRE序列，參與同周期蛋白的結(jié)合細胞中還有對CDK進行負調(diào)控的物質(zhì)，稱CDK抑制物（CDKI），主要分兩大家族：①Ink4(Inhibitorofcdk4)：P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d，特異性抑制cdk4。②Kip(Kinaseinhibitionprotein)：P21cip1(cyclininhibitionprotein1)、P27kip1(kinaseinhibitionprotein1)、P57kip2等，能抑制大多數(shù)CDK活性P21cip1還能與DNA聚合酶δ的輔助因子PCNA產(chǎn)物(proliferatingcellnuclearantigen)結(jié)合，直接抑制DNA的合成。經(jīng)過上述研究，有關(guān)細胞周期的調(diào)控機制已逐步變得較為清晰：CDK激酶在細胞周期調(diào)控中起核心作用，不同類型的周期蛋白與不同的CDK結(jié)合，構(gòu)成不同的CDK激酶的活性，對細胞周期不同時期進行調(diào)節(jié)2001年美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因?qū)毎芷谡{(diào)控機理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學獎。二、真核細胞的細胞周期調(diào)控模型3種類型CDK：G1期、S期和M期CDK復合物。細胞被激活進入細胞周期→G1CDK復合物表達→誘導S期CDK抑制物降解，激活S期CDK復合物→將DNA預復制物中蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)位點磷酸化→激活DNA預復制物，阻止新預復制復合物形成→DNA復制→激活M期CDK復合物→誘導染色體凝聚、核膜解體、紡錘體裝配，激活后期啟動復合物→使后期抑制物降解，細胞從M期轉(zhuǎn)到后期→APC誘導M期周期蛋白降解→M期CDK活性降低→染色體去凝聚、核膜重建，形成兩個子細胞細胞生長因子生長因子是一大類與細胞增殖有關(guān)的信號物，已發(fā)現(xiàn)幾十種，具促進細胞增殖功能，又稱有絲分裂原(mitogen)生長因子可通過ras途徑激活MAPK，MAPK進入核內(nèi)，促進細胞增殖相關(guān)基因表達。如通過一種未知途徑激活c-myc，myc作為轉(zhuǎn)錄因子促進cyclinD、SCF、E2F等G1-S有關(guān)的許多基因表達，細胞進入G1期。生長因子的作用機理

cyclinD表達與CDK4、CDK6結(jié)合，使下游的蛋白質(zhì)Rb磷酸化，磷酸化的Rb釋放出轉(zhuǎn)錄因子E2F，促進多個基因的轉(zhuǎn)錄，包括編碼cyclinE、A和CDK1的基因。

CyclinD與CDK結(jié)合使Rb釋放結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子E2F

在G1-S期，cyclinE與CDK2結(jié)合，促進細胞通過G1/S限制點進入S期。向細胞內(nèi)注射CyclinE的抗體能使細胞停滯于G1期，說明細胞進入S期需要CyclinE參與。同樣將CyclinA的抗體注射到細胞內(nèi)，能抑制細胞DNA合成，說明CyclinA是DNA復制所必需。DNA復制

:是由起始復制點開始，起始復制點即自主復制序列。在細胞周期中，起始復制點上結(jié)合有起始識別復合體(ORC)，作用象一個停泊點，供調(diào)節(jié)因子停靠。cdc6是其中1個調(diào)節(jié)因子，在G1期cdc6含量增高，并結(jié)合在ORC上，促進MCM復合體和其它蛋白結(jié)合到ORC上，形成預復制復合體(pre-RC)S-CDK觸發(fā)pre-RC啟動，并將cdc6磷酸化，使其脫離ORC，磷酸化的cdc6隨后被SCF參與的泛素化途徑降解,保證了DNA只復制一次。每個細胞周期啟動一次DNA復制

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。M期CDK的激活M期CDK的激活起始于M期cyclin的積累，在胚胎細胞周期中cyclin一直在合成，其濃度取決于降解的速度；但多數(shù)細胞的分裂周期中，cyclin的積累是因為G2-M期M-cyclin基因轉(zhuǎn)錄的增強。隨著M-cyclin的積累，結(jié)合周期蛋白的M-CDK（CDK1）增加，但沒有活性，因為Wee