分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控課件_第1頁
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文檔簡介

第十三章細(xì)胞周期及細(xì)胞分裂李蓮軍博士云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院2003.9-2010.9分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控第四節(jié)細(xì)胞周期調(diào)控

細(xì)胞周期調(diào)控有兩大機(jī)制:★細(xì)胞周期驅(qū)動(dòng)機(jī)制(時(shí)順調(diào)控機(jī)制);★細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)制(檢查點(diǎn)調(diào)控機(jī)制)。

細(xì)胞周期調(diào)控的關(guān)鍵點(diǎn):Cyclin、CDKs、CDKI、Checkpointofcellcycle。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

細(xì)胞周期調(diào)控是一個(gè)非常復(fù)雜和精細(xì)的調(diào)節(jié)過程,有大量調(diào)節(jié)蛋白參與其中。此過程的核心是一組細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶(CDKs),而CDKs調(diào)節(jié)的關(guān)鍵步驟是細(xì)胞周期檢查點(diǎn)。細(xì)胞周期調(diào)控由信號傳導(dǎo)通路來實(shí)現(xiàn),并決定細(xì)胞的分裂、分化和凋亡等過程。細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控一、細(xì)胞周期時(shí)順調(diào)控二、細(xì)胞周期檢查點(diǎn)調(diào)控三、細(xì)胞周期同步化分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控一、細(xì)胞周期時(shí)順調(diào)控

細(xì)胞周期調(diào)控的關(guān)鍵物質(zhì)是細(xì)胞周期蛋白(cyclin),周期蛋白依賴性蛋白激酶(cyclindependentkinase,CDK)和CDK的抑制性蛋白(CDKI)。不同分子的cyclin和CDK及CDKI

與其他相關(guān)調(diào)控蛋白精確調(diào)控細(xì)胞周期的每一個(gè)時(shí)相。細(xì)胞通過調(diào)節(jié)cyclin的水解和Cdks的連續(xù)激活和滅活來實(shí)現(xiàn)周期調(diào)控。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控(一)細(xì)胞周期蛋白

細(xì)胞周期蛋白cyclin,也稱周期素、循環(huán)素,指合成和降解與細(xì)胞周期相關(guān),并能與相應(yīng)的Cdk形成復(fù)合物的一類蛋白。它們與細(xì)胞周期依賴性激酶(Cdk)形成復(fù)合物以決定激酶特異性和酶活性。

脊椎動(dòng)物已發(fā)現(xiàn)10余種:

cyclinD1、cyclinD2、cyclinD3,cyclinE1、cyclinE2cyclinA1、cyclinA2、cyclinA3、cyclinB1、cyclinB2,cyclinC,cyclinG,cyclinH。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控cyclins均含有由100~150個(gè)氨基酸殘基組成的保守區(qū),稱為周期蛋白框(cyclinbox),是介導(dǎo)周期蛋白與CDK結(jié)合的活性區(qū)域。此外,cyclins還可含有由降解盒(destructionbox)或PEST序列(脯-谷-絲-蘇),用于決定其降解途徑以調(diào)節(jié)周期蛋白的水平。

按周期素表達(dá)及作用的細(xì)胞周期階段的不同,可將其分為G1期(C、D、E)和M期(A、B)兩大類。cyclins分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控周期蛋白分子結(jié)構(gòu)分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CyclinD家族

含有3個(gè)成員cyclinD1、cyclinD2、cyclinD3在G1期開始表達(dá),分裂后期降解。與CDK2、CDK4、CDK6組成復(fù)合體,是啟動(dòng)細(xì)胞由G1期向S期轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因子。CyclinE家族有cyclinE1和cyclinE2兩種。其表達(dá)水平在G1/S調(diào)控點(diǎn)達(dá)峰值。與CDK2、CDK3結(jié)合,啟動(dòng)DNA復(fù)制。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CyclinA家族包括cyclinA1、cyclinA2和cyclinA3

在S期開始表達(dá),G2期達(dá)高峰,M期的中期降解。與CDK2結(jié)合,啟動(dòng)DNA復(fù)制。CyclinB家族含有2個(gè)成員cyclinB1和cyclinB2。在G2末期開始表達(dá),M期的中期達(dá)高峰,M期的后期降解。與CDK1、CDK2結(jié)合,促進(jìn)G2期向M期轉(zhuǎn)換。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CyclinH家族,

cyclinH的表達(dá)在整個(gè)細(xì)胞周期過程中不呈周期性變化。與CDK7結(jié)合,組成CAK。激活CDK、磷酸化RNA-polⅡ

的CTD,調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。CyclinC家族與CDK8結(jié)合,組成CAK,激活CDK。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期蛋白水平變化分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

周期蛋白依賴性激酶(cyclindependentkinase)是指與周期蛋白結(jié)合才具有酶活性的激酶類?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)10余種。(二)周期蛋白依賴性激酶

在細(xì)胞周期中,CDK的表達(dá)量相對恒定,但以非活性的形式存在,在細(xì)胞周期特定的時(shí)間與周期素特異地結(jié)合,一種CDK能與多種cyclin結(jié)合,以復(fù)合體的形式發(fā)揮作用。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CDKs是一組絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,稱為CDK1~9。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CDK常以使底物磷酸化的形式起作用,其效應(yīng)是多方面的,包括DNA合成的啟動(dòng)和終止,染色體的凝集、運(yùn)動(dòng)和松懈,核膜、核仁的崩解和重新形成,核纖層的降解和重新聚合,紡綞體的形成和消失等。

各種CDK分子在進(jìn)化上高度保守,都含有一段類似的CDK激酶結(jié)構(gòu)域,其中一段PSTAIRE的序列相當(dāng)保守,與周期蛋白的結(jié)合有關(guān)。另外,都有多個(gè)磷酸化位點(diǎn),位點(diǎn)的磷酸化與激酶的活性有關(guān)。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CDK催化活性的激活:①CDK與周期素結(jié)合②保守蘇氨酸殘基磷酸化修飾CDK催化活性的抑制:①N-端氨基酸殘基的抑制性磷酸化②抑制蛋白與其結(jié)合(是主要的抑制性調(diào)節(jié))CDK的催化活性受到激活因素與抑制因素兩方面的調(diào)節(jié)。CDK的調(diào)節(jié)物包括:cyclin、CKI、CDK調(diào)節(jié)分子、CAK和磷酸酶等。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控(三)CDKs激活激酶CAK(CDKactivatingkinase)有2種:

cyclinH-CDK7及cyclinC-CDK8。CDKs的激活需要與特異性亞基cyclins結(jié)合,并被cyclinH-CDK7-MAT1三元復(fù)合物(CAK)磷酸化。CDK7-cylinH-MAT1也是轉(zhuǎn)錄因子ⅡH(TFⅡH)的亞基組成部分,磷酸化RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)大亞基的C-末端結(jié)構(gòu)域(CTD)。p27能阻止cyclinH-CDK7的催化作用。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控CDKI分為兩大家族:★INK4(InhibitorofCDK4)★CIP/KIP(Kinaseinhibitionprotein)(四)CDK抑制因子

CDK抑制因子(CDKinhibitor,CDKI或CDI、CKI)是一類細(xì)胞周期蛋白依賴激酶抑制劑、主要對細(xì)胞周期起負(fù)性調(diào)控作用,大部分都是抑癌基因的編碼產(chǎn)物,以多肽的分子量大小來命名。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

1、Ink4(InhibitorofCdk4)P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d等,能專一性的與CDK4和CDK6結(jié)合,并阻止其與周期素的結(jié)合反應(yīng),從而特異地抑制CDK4-cyclinD1、CDK6-cyclinD1復(fù)合物的活性,使細(xì)胞停留于G1期。

p15、p16受TGFβ的調(diào)控,p18、p19的表達(dá)受p53的調(diào)控。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控2、CIP/KIP(Kinaseinhibitionprotein)P21cip/waf1(cyclininhibitionprotein1)、P27kip1(kinaseinhibitionprotein1)、P57kip2等,含一相似的60個(gè)氨基酸抑制區(qū),能抑制所有G1和S期CDK的激酶活性。

P57是CDK2的抑制劑。

P21cip/waf1除抑制CDK的激酶活性外,還能與DNA聚合酶δ的輔助因子PCNA(proliferatingcellnuclearantigen)結(jié)合,直接抑制DNA的合成。

P53可促進(jìn)P21cip/waf1的表達(dá),因P53是WAF1/CIP1基因的轉(zhuǎn)錄激活因子。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

P27能與幾乎所有的cyclin-CDK復(fù)合物結(jié)合,抑制其蛋白激酶活性,使細(xì)胞停留于G1期。其作用機(jī)制是抑制cyclinH-CDK7等CAK的活性。

p27的表達(dá)受TGFβ的調(diào)控,還受cAMP的調(diào)節(jié)。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控theG1Cdkcomplexes;G1/S-phaseCdkcomplexes;theS-phaseCdkcomplexes;themitoticCdkcomplexes.5.APC(anaphasepromotingcomplex)(五)細(xì)胞周期調(diào)控復(fù)合物分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

Cyclins相關(guān)CDKs細(xì)胞周期作用相關(guān)蛋白底物降解

ACDK1,CDK2S+G2,Mp107+E2F,p21,PCNARbubiquitinB(B1,B2)CDK1(cdc2)G2,Mp21,PCNARbubiquitinCCDK8G1--PESTD(D1-3)CDK4(2,5,6)G1Rb,p21,p27,p15,p16,PCNARbPESTECDK2G1+G1,Sp107+E2F,p21,PCNARbPESTF-S---G-G1---HCDK7G1,S,G2,M-CDK1,4,6-Cyclin-CDK復(fù)合物及其相關(guān)蛋白分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控復(fù)合物分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控(六)細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)依賴于調(diào)控復(fù)合物活性的周期性變化。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

細(xì)胞在生長因子的刺激下,G1期cyclinD表達(dá),并與CDK4、CDK6結(jié)合,使PRb被磷酸化而失活,釋放出轉(zhuǎn)錄因子E2F,E2F進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),使促進(jìn)G1期轉(zhuǎn)入S期所需的調(diào)控基因開始轉(zhuǎn)錄。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入S期后,cyclinD被磷酸化后由SCF泛素化途徑降解。1.細(xì)胞周期的啟動(dòng)分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控PRb是由Rb抑癌基因編碼合成的蛋白質(zhì),有低磷酸化型和高磷酸型兩種型式。低磷酸化型的PRb可與轉(zhuǎn)錄因子E2F形成復(fù)合體,抑制其轉(zhuǎn)錄激活作用,阻止細(xì)胞分裂;而高磷酸化型的PRb則不能與E2F形成復(fù)合體。催化Rb由低磷酸化型轉(zhuǎn)變?yōu)楦吡姿峄偷牡鞍准っ妇褪歉餍虲DK。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

在G1-S期,cyclinE在G1期到S期的早期與CDK2結(jié)合,啟動(dòng)DNA的復(fù)制,促進(jìn)細(xì)胞通過G1/S限制點(diǎn)而進(jìn)入S期。細(xì)胞進(jìn)入S期后,cyclinE由依賴SCF的泛素化途徑降解。

在S期,cyclinA與CDK2結(jié)合,維持S期DNA合成。cyclinA是在S期和G2期穩(wěn)定存在的cyclin。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控2、細(xì)胞周期由G2期過渡到M期

在G2-M期,cyclinB在細(xì)胞周期G2的中晚期逐漸積累,cyclinA、cyclinB與CDK1結(jié)合,CDK1使底物蛋白磷酸化(如組蛋白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(xì)胞周期事件),使得細(xì)胞進(jìn)入M期。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

不同類型的M期細(xì)胞中分別提取出了能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂的因子,統(tǒng)稱為M期促進(jìn)因子或成熟促進(jìn)因子(M-phasepromotingfactor,maturationpromotingfactor,MPF),即themitoticCdkcomplexes

。

MPF由細(xì)胞周期蛋白cyclinA/B和周期蛋白依賴激酶Cdk1(p34cdc2)組成。M期促進(jìn)因子(MPF)分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控MPF活性在細(xì)胞分裂中呈周期性改變。當(dāng)細(xì)胞處于間期時(shí),檢測不到MPF活性;處于分裂期時(shí)MPF具有活性。MPF以無活性的前體形式存在,其活化依賴于Cdc25磷酸酶的出現(xiàn)。

Cyclinlevelsfluctuate;CDKlevelsareconstant.分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

在中期當(dāng)MPF活性達(dá)到最高時(shí),通過某種途徑激活A(yù)PC(一類泛素連接酶E3),將泛素連接在cyclin上,導(dǎo)致cyclin被蛋白酶體識別和降解,從而完成細(xì)胞分裂,完成一個(gè)細(xì)胞周期。3、細(xì)胞周期M期的過渡

細(xì)胞通過M期需要cyclinA和cyclinB的降解,若cyclinA不被降解則會(huì)引起細(xì)胞周期停止在M期的中期。如果cyclinB的降解受到抑制,將會(huì)使細(xì)胞周期停滯在M期后期。

CyclinA和CyclinB都是經(jīng)依賴APC泛素化途徑所降解。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期中CyclinB的合成與降解分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控(七)泛素介導(dǎo)cyclins降解與細(xì)胞周期cyclins的泛素化途徑可分為兩類:

★依賴SCF(Skp1-Cullin-F-boxprotein)的泛素化途徑

★依賴APC/C(Anaphasepromotingcomplex)的泛素化途徑。cdc(celldivisioncycle)基因:是指那些表達(dá)水平隨細(xì)胞周期性變化或者表達(dá)產(chǎn)物直接參與細(xì)胞周期調(diào)控的基因。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

泛素(Ubiquitin)是由76個(gè)氨基酸組成的一種小蛋白,高度保守,普遍存在于真核細(xì)胞,故名泛素。其主要功能是標(biāo)記需要降解掉的蛋白質(zhì),使其被水解。

蛋白質(zhì)的泛素化主要發(fā)生在賴氨酸殘基的側(cè)鏈,且通常是多泛素化。結(jié)合泛素的蛋白質(zhì)能被蛋白酶體識別進(jìn)而被降解,泛素相當(dāng)于蛋白質(zhì)被降解的標(biāo)簽。

26S蛋白酶體(proteasome)是一個(gè)由70多個(gè)亞基組成的大型復(fù)合分子,分子量接近2,000KD,可識別泛素化的蛋白質(zhì),并將其降解成短肽。

1泛素-蛋白酶體途徑分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

需要被蛋白酶體降解的蛋白質(zhì)會(huì)先被連接上泛素作為標(biāo)記,這一過程是一個(gè)三酶級聯(lián)反應(yīng)。

★泛素活化酶E1(ubiquitinactivatingenzyme)

★泛素結(jié)合酶E2(ubiquitinconjugatingenzyme)

★泛素連接酶E3(ubiquitin-proteinligase),也稱底物識別因子(substraterecognitionfactor)。蛋白分子泛素化

由于蛋白酶體識別泛素化的蛋白并將其降解是一個(gè)非特異性的進(jìn)程,因此,E3在整個(gè)蛋白質(zhì)的降解過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,決定了反應(yīng)的特異性。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

首先泛素激活酶E1水解ATP獲取能量,通過其活性中心的Cys殘基與泛素分子的C端形成高能硫酯鍵而激活泛素(形成E1-泛素復(fù)合體);然后E1-泛素復(fù)合體將活化的泛素遞交給泛素結(jié)合酶E2;最后由泛素連接酶E3家族中的一員(隨底物的不同而異)識別需要被泛素化的靶蛋白,募集底物和E2,并介導(dǎo)泛素從E2轉(zhuǎn)移到靶蛋白上。蛋白分子泛素化反應(yīng)

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)泛素分子被連上后,后續(xù)泛素分子連于前一泛素分子的賴氨酸殘基,逐漸形成一條多聚泛素鏈(至少4個(gè)泛素分子)。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

泛素化反應(yīng)包含一個(gè)E1,少數(shù)幾個(gè)E2和眾多E3。參與細(xì)胞周期調(diào)控的泛素連接酶E3至少有兩類:

★SCF(skp1-cullin-F-boxprotein)復(fù)合物,負(fù)責(zé)將泛素連接到G1/S期周期蛋白和某些CKI上。

★APC/C(anaphasepromotingcomplex/cyclosome

負(fù)責(zé)將泛素連接到M期周期蛋白、雙體素和其它有絲分裂因子上。

在細(xì)胞周期中SCF始終具有活性,其作用底物蛋白質(zhì)必須先磷酸化后,才能被SCF識別并通過泛素化而降解。APC/C活性在細(xì)胞周期各相中不斷發(fā)生變化。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控1依賴SCF復(fù)合物的泛素化途徑SCF(SKP/CUL/F-box)復(fù)合物主要參與G1/S期調(diào)控因子的泛素化降解,如CyclinD、CyclinE、p27Kip1等。

SCF復(fù)合物主要包含Skp1、Cullins、F-box蛋白、ROC/Rbx/SAG環(huán)指蛋白等。其中Cullins為復(fù)合物各個(gè)組分提供作用平臺,環(huán)指蛋白識別E2,F(xiàn)-box蛋白是一大類蛋白的統(tǒng)稱,其F-box結(jié)構(gòu)域與Skp1結(jié)合,Skp1-F-box識別底物。F-box是一個(gè)大約50個(gè)氨基酸的結(jié)構(gòu)域,由于周期素F具有與此相同的結(jié)構(gòu)域而命名。

Skp1:S-phasekinase-associated-protein1

Cullin:淘汰素分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控2依賴APC/C的泛素化途徑APC介導(dǎo)的泛素化途徑較為復(fù)雜,它與姊妹染色單體分離、紡錘絲解聚、胞質(zhì)分裂、細(xì)胞脫離有絲分裂和細(xì)胞重新進(jìn)入G1期都有著密切的關(guān)系。APC是一個(gè)20S的多亞基泛素連接酶E3,定位于紡錘體微管和中心粒上,其作用底物都含有由9個(gè)氨基酸組成的保守區(qū)(cyclins的降解框)。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控①與E2的結(jié)合部APC2、APC11和APC10/Doc1,前兩個(gè)亞基被認(rèn)為是催化反應(yīng)的核心;②TPR(34肽重復(fù)單位)亞基APC3、APC6、APC7、Apc13,參與最初的與銜接蛋白和Apc8的結(jié)合;③結(jié)構(gòu)性復(fù)合物Apc1、Apc4和Apc5。①、②和③三部分構(gòu)成了APC/C的穩(wěn)定核心;④共激活因子Cdc20、Cdh1和Ama1,APC/C復(fù)合物的活性調(diào)節(jié)和底物識別特異性主要依靠共激活因子。APC/C可分成4個(gè)部分APC/C核心和銜接蛋白、底物共同形成最終具有連續(xù)催化泛素連接反應(yīng)的APC-Cdc20/Cdh1-底物復(fù)合物。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控二、細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)制分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

細(xì)胞周期的運(yùn)行,是在一系列稱為檢查點(diǎn)的嚴(yán)格檢控下進(jìn)行的。

細(xì)胞周期檢查點(diǎn)(checkpoint)是細(xì)胞周期中的一套保證DNA復(fù)制和染色體分配質(zhì)量的檢查機(jī)制。從功能上看,細(xì)胞周期有DNA損傷檢測點(diǎn)和時(shí)相次序檢測點(diǎn)兩大類。

細(xì)胞周期查驗(yàn)點(diǎn)主要在4個(gè)時(shí)相點(diǎn)發(fā)揮作用:(1)G1/S期檢查點(diǎn),在酵母中稱Start點(diǎn),在哺乳動(dòng)物中稱Restrictionpoint;(2)S期檢查點(diǎn);(3)G2/M期檢查點(diǎn);(4)中/后期檢查點(diǎn),又稱紡錘體組裝檢查點(diǎn)。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

根據(jù)調(diào)控內(nèi)容,檢查點(diǎn)又可分:

★DNA損傷檢查點(diǎn)(DNAdamagecheckpoint)負(fù)責(zé)查看DNA有無損傷;

★DNA復(fù)制檢查點(diǎn)(DNAreplicationcheckpoint)負(fù)責(zé)DNA復(fù)制的進(jìn)度;

★紡錘體組裝檢查點(diǎn)(spindleassemblycheckpoint)管理染色體的正確分配已否。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

G1/S檢查點(diǎn);又稱限制點(diǎn)(restrictionpoint),控制細(xì)胞由G1進(jìn)入S期,檢查的事件包括DNA是否損傷?細(xì)胞外環(huán)境是否適宜?細(xì)胞體積是否足夠大?

S期檢查點(diǎn):DNA復(fù)制是否完成?

G2/M檢驗(yàn)點(diǎn):是決定細(xì)胞一分為二的控制點(diǎn),相關(guān)的事件包括DNA是否損傷?細(xì)胞體積是否足夠大?

中-后期檢查點(diǎn):又稱紡錘體組裝檢查點(diǎn),檢查染色體著絲粒有沒有正確連接到紡錘體上?任何一個(gè)著絲點(diǎn)沒有正確連接到紡錘體上,都會(huì)抑制APC的活性,引起細(xì)胞周期中斷。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期4個(gè)主要查驗(yàn)點(diǎn)分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控(一)DNA損傷檢查調(diào)控DNA損傷檢查由DNA損傷感應(yīng)機(jī)制、細(xì)胞生長停滯機(jī)制、DNA修復(fù)機(jī)制和細(xì)胞命運(yùn)決定機(jī)制四個(gè)功能機(jī)制組成。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

細(xì)胞一旦發(fā)生DNA損傷或復(fù)制錯(cuò)誤,DNA損傷首先啟動(dòng)損傷感應(yīng)機(jī)制,將DNA損傷轉(zhuǎn)化成信號,由信號傳導(dǎo)通路傳給生長停滯機(jī)制,使細(xì)胞停止生長,進(jìn)而啟動(dòng)DNA修復(fù)機(jī)制,修復(fù)損傷的DNA。最后,如果DNA損傷得到完全修復(fù),細(xì)胞周期可進(jìn)入下一個(gè)時(shí)相,細(xì)胞周期仍可正常完成,但倘若DNA損傷修復(fù)失敗,細(xì)胞凋亡機(jī)制將被啟動(dòng),損傷細(xì)胞進(jìn)入凋亡,從而避免DNA損傷帶到子代細(xì)胞,維持了組織細(xì)胞基因組的穩(wěn)定性。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控

在G1/S檢查點(diǎn),DNA損傷引起p53依賴的細(xì)胞周期阻滯。正常細(xì)胞內(nèi)p53的水平通常很低,DNA損傷刺激能引起p53的表達(dá)量和并被磷酸化而激活。P53又可引起多種基因轉(zhuǎn)錄,如p21等。

p21是一種CDKI,通過抑制CDKs導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯,阻止損傷DNA的復(fù)制。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控Chk1和Chk2是G2期DNA損傷檢查點(diǎn)的核心分子。

Chk1(checkpointkinase1)引起Cdc25的Ser216磷酸化,通過抑制Cdc25的活性而抑制M-CDK的活性,阻止細(xì)胞進(jìn)入M期。

Chk2(checkpointkinase2)使P53被磷酸化而激活,激活后的P53作為轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)致P21表達(dá),P21抑制G1-S期CDK的活性,使細(xì)胞停止于G2期。分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控分子細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞周期調(diào)控(二)紡錘體組裝檢查點(diǎn)

在紡錘體裝配檢控(spindleassemblycheckpoint)過程中,Ma

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