細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期(1)

1、整理課件1三、細(xì)胞周期及其進(jìn)程整理課件2G0期，也稱靜止期， 細(xì)胞暫時(shí)離開(kāi)細(xì)胞周期。細(xì)胞轉(zhuǎn)化為G0期 多發(fā)生在G1期。G0期細(xì)胞一旦得到信號(hào)，會(huì)返回細(xì)胞周期典型的人的體細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間為24小時(shí)整理課件3(一)細(xì)胞周期進(jìn)程1.G1期是DNA合成準(zhǔn)備期n細(xì)胞質(zhì)分裂結(jié)束即進(jìn)入G1期n主要特點(diǎn)：nRNA、蛋白質(zhì)合成旺盛，細(xì)胞生長(zhǎng)體積變大n多種蛋白質(zhì)磷酸化，H1組蛋白磷酸化與基因轉(zhuǎn)錄活躍相適應(yīng)整理課件4(一)細(xì)胞周期進(jìn)程1.G1期是DNA合成準(zhǔn)備期n細(xì)胞質(zhì)分裂結(jié)束即進(jìn)入G1期n主要特點(diǎn)：n細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)作用加強(qiáng)，細(xì)胞對(duì)氨基酸、核苷酸、葡萄糖等小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)攝入增加，保證G1期進(jìn)行的大量生化合成有充

2、足原料。另外，細(xì)胞對(duì)一些可能參與G1期向S期轉(zhuǎn)變調(diào)控物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)也增加。整理課件52. S期DNA完成復(fù)制nDNA復(fù)制開(kāi)始即進(jìn)入S期n主要特點(diǎn)：n進(jìn)行DNA和染色體復(fù)制nDNA復(fù)制n組蛋白合成n組蛋白的合成與DNA復(fù)制同步進(jìn)行、相互依賴n組蛋白磷酸化n中心體復(fù)制完成整理課件62. S期DNA完成復(fù)制GC含量較高的DNA序列早復(fù)制，AT含量較高的DNA序列復(fù)晚制常染色質(zhì)復(fù)制在先，異染色質(zhì)復(fù)制在后組蛋白的合成與DNA復(fù)制是同步進(jìn)行、相互依存的。新合成的組蛋白迅速進(jìn)入胞核，與已復(fù)制的DNA結(jié)合，組裝成核小體，形成染色體。S期末，當(dāng)DNA復(fù)制完成，組蛋白mRNA在短時(shí)間內(nèi)大量降解.整理課件72. S期D

3、NA完成復(fù)制S期組蛋白繼續(xù)磷酸化,繼G1期進(jìn)行絲氨酸磷化后,在S期H1另外絲氨酸位點(diǎn)也將發(fā)生磷酸化.而H2A的磷酸化則存在于整個(gè)細(xì)胞周期中心粒復(fù)制:相互垂直的一對(duì)中心粒彼此分離,各自在其垂直方向形成一個(gè)子中心粒.整理課件83. G2期為細(xì)胞分裂準(zhǔn)備期nDNA、染色體復(fù)制完成即進(jìn)入G2期n主要特點(diǎn)：n細(xì)胞生長(zhǎng)n合成大量RNA、ATP及一些與M期結(jié)構(gòu)功能相關(guān)的蛋白質(zhì)。n微管蛋白合成旺盛n合成某些由G2期向M期轉(zhuǎn)化所必需的蛋白整理課件94. M期有絲分裂期n細(xì)胞核分裂和細(xì)胞質(zhì)分裂n不同細(xì)胞的M期時(shí)間差異不大整理課件10整理課件11細(xì)胞周期各時(shí)相的生物化學(xué)變化細(xì)胞周期各時(shí)相的生物化學(xué)變化整理課件12（

4、二）、細(xì)胞周期調(diào)控(一) 細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的核心1. 細(xì)胞周期蛋白 cyclinn特性：n哺乳動(dòng)物包括cyclin AHn在細(xì)胞周期的進(jìn)程中發(fā)生周期性的合成與降解，因此命名為周期蛋白n在細(xì)胞周期的各特定階段，不同周期性蛋白相繼表達(dá)，與細(xì)胞中其他蛋白結(jié)合后，對(duì)細(xì)胞周期相關(guān)活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)整理課件13整理課件14ncyclin C,D,E只在G1期表達(dá)并只在G1期向S期轉(zhuǎn)化過(guò)程中執(zhí)行調(diào)節(jié)功能，稱為G1期周期蛋白。ncyclin B在間期表達(dá)積累，到M期才表現(xiàn)出調(diào)節(jié)功能，稱為M期周期蛋白。整理課件15細(xì)胞周期蛋白類型細(xì)胞周期蛋白類型整理課件16整理課件17Cyclin A/BCyclin A/B經(jīng)多聚泛

5、素化途徑被降解經(jīng)多聚泛素化途徑被降解（4 4）多聚泛素化降解途徑多聚泛素化降解途徑泛素：由76個(gè)氨基酸殘基組成的高度保守蛋白整理課件182.2.細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶 cyclin-dependent kinase，CDKn特性：n是一類蛋白激酶，但必須與cyclin結(jié)合并且特定的氨基酸殘基處于合適的磷酸化狀態(tài)后才可能具有激酶活性n通過(guò)磷酸化多種與細(xì)胞周期相關(guān)的蛋白，在細(xì)胞周期調(diào)控中起關(guān)鍵作用n在細(xì)胞周期的不同階段，不同的Cdk分子被激活，由此引發(fā)或調(diào)控細(xì)胞周期的主要事件，并促進(jìn)了G1期向S期，G2期向M期，中期向后期等關(guān)鍵過(guò)程不可逆的轉(zhuǎn)換n現(xiàn)已被鑒定的Cdk為Cdk1-

6、8n在細(xì)胞周期進(jìn)程中cyclin可不斷合成與降解，Cdk對(duì)蛋白質(zhì)磷酸化的作用也因此呈現(xiàn)出周期性的變化整理課件19整理課件20整理課件21周期蛋白依賴性激酶的活化周期蛋白依賴性激酶的活化整理課件22整理課件23整理課件24n抑制cyclin-Cdk復(fù)合物形成np16,p21 抑制Cdk4np15抑制Cdk4,Cdk6np24 抑制Cdk1，Cdk2np27 抑制全部的Cdk-cyclin活性整理課件25影響影響Cdk活性的因素活性的因素整理課件26(三)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)就是細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的關(guān)鍵蛋白激酶被激活或失活的過(guò)程整理課件27細(xì)胞周期事件的胞內(nèi)調(diào)控機(jī)制細(xì)胞周期事件的胞內(nèi)調(diào)控機(jī)制

7、cyclin-Cdkcyclin-Cdk復(fù)合物是細(xì)胞周期調(diào)控體系的核心，其周期性復(fù)合物是細(xì)胞周期調(diào)控體系的核心，其周期性的形成及降解，引發(fā)了細(xì)胞周期進(jìn)程中的特定事件的出現(xiàn)，的形成及降解，引發(fā)了細(xì)胞周期進(jìn)程中的特定事件的出現(xiàn)，并促成了并促成了G1G1期向期向S S期期，G2G2期向期向M M期期，中期向后期中期向后期等關(guān)鍵過(guò)程等關(guān)鍵過(guò)程不可逆的轉(zhuǎn)換。不可逆的轉(zhuǎn)換。兩種關(guān)鍵的cyclin-CDK復(fù)合物nG1 CDKCDK4/6cyclinD 活性出現(xiàn)在細(xì)胞通過(guò)G1期檢查點(diǎn)之前，使細(xì)胞由G1期向S期轉(zhuǎn)化nMPFCDK1+cyclinB 活性出現(xiàn)在細(xì)胞通過(guò)G2期檢查點(diǎn)之后，驅(qū)動(dòng)有絲分裂開(kāi)始整理課件28

8、1. G1期的調(diào)控期的調(diào)控G1-CDK 使使RB蛋白磷酸化而釋放蛋白磷酸化而釋放轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子E2F,促進(jìn)促進(jìn)G1期細(xì)胞跨越期細(xì)胞跨越限制點(diǎn)，向限制點(diǎn)，向S期發(fā)生轉(zhuǎn)化。期發(fā)生轉(zhuǎn)化。整理課件29整理課件30整理課件312. S期的期的DNA復(fù)制復(fù)制CyclinA -Cdk復(fù)合物形成。復(fù)合物形成。CyclinA Cdk復(fù)合物能啟動(dòng)復(fù)合物能啟動(dòng)DNA的復(fù)制，并且的復(fù)制，并且阻止已復(fù)制的阻止已復(fù)制的DNA再次發(fā)生復(fù)制再次發(fā)生復(fù)制。細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)表明細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)表明:只有只有G1期的細(xì)胞有能力開(kāi)始期的細(xì)胞有能力開(kāi)始DNA復(fù)制復(fù)制,而完成了而完成了S期的細(xì)胞期的細(xì)胞G2期細(xì)胞則不能進(jìn)行期細(xì)胞則不能進(jìn)行DN

9、A復(fù)制。復(fù)制。整理課件32整理課件333. G2/M期轉(zhuǎn)化中期轉(zhuǎn)化中cyclinB-CDK復(fù)合物的作用復(fù)合物的作用 G2晚期形成晚期形成cyclin-CDK復(fù)合物，在促進(jìn)復(fù)合物，在促進(jìn)G2期向期向M期轉(zhuǎn)換的過(guò)程期轉(zhuǎn)換的過(guò)程中起重要作用，該復(fù)合物又被稱為成熟促進(jìn)因子（中起重要作用，該復(fù)合物又被稱為成熟促進(jìn)因子（maturation promoting factor，MPF)，意為能促進(jìn)，意為能促進(jìn)M期啟動(dòng)的調(diào)控因子。期啟動(dòng)的調(diào)控因子。MPFMPF磷酸化磷酸化M M期啟動(dòng)有關(guān)的蛋白質(zhì)。如期啟動(dòng)有關(guān)的蛋白質(zhì)。如MPFMPF可催化組蛋白可催化組蛋白HIHI磷酸化，從而調(diào)磷酸化，從而調(diào)節(jié)染色體高級(jí)組裝，

10、引起染色質(zhì)凝集與啟動(dòng)有絲分裂；節(jié)染色體高級(jí)組裝，引起染色質(zhì)凝集與啟動(dòng)有絲分裂；MPFMPF可磷酸化核纖可磷酸化核纖層蛋白。促使核纖層結(jié)構(gòu)解體。層蛋白。促使核纖層結(jié)構(gòu)解體。MPF=Cdk1cyclinB整理課件34整理課件35整理課件36MPF對(duì)M期早期細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的作用n染色質(zhì)凝集n核膜裂解：核纖層蛋白絲氨酸磷酸化，引起核纖層纖維結(jié)構(gòu)解體，核膜破裂成小泡n紡錘體形成：對(duì)多種微管結(jié)合蛋白進(jìn)行磷酸化，合微管發(fā)生重排，促進(jìn)紡錘體的形成nMPF還可通過(guò)誘導(dǎo)著絲粒分離而促進(jìn)中期細(xì)胞向后期的轉(zhuǎn)換整理課件37MPF促進(jìn)中期細(xì)胞向后期的轉(zhuǎn)化n中期染色體兩姐妹染色單體的分離是啟動(dòng)后期的關(guān)鍵nMPF作用：使A

11、PC （Anaphase-promoting complex，后期促進(jìn)復(fù)合物）磷酸化，引起securin蛋白降解，分離酶釋放，分解Scc1，著絲粒分離，進(jìn)入后期整理課件38MPF在細(xì)胞退出M期中的作用Cyclin B降解MPF解聚、失活A(yù)PC組蛋白去磷酸化 核纖層蛋白去磷酸化染色體去凝集核膜組裝核形成肌球蛋白去磷酸化收縮環(huán)溢縮、分裂溝加深胞質(zhì)分裂整理課件39四四 細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)監(jiān)控細(xì)胞周期的運(yùn)行細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)監(jiān)控細(xì)胞周期的運(yùn)行整理課件40（一）. 細(xì)胞周期中的主要檢測(cè)點(diǎn)(1)G1期檢測(cè)點(diǎn) n在酵母細(xì)胞周期中稱為起始點(diǎn)(start point)n是哺乳動(dòng)物細(xì)胞的首要檢查點(diǎn)，又稱為限制點(diǎn)(rest

12、riction point, R點(diǎn))n通過(guò)R點(diǎn)的細(xì)胞一般可以完成整個(gè)細(xì)胞周期循環(huán)(2)G2期檢測(cè)點(diǎn)(3)M期檢測(cè)點(diǎn) 整理課件41G2-M期檢測(cè)點(diǎn)期檢測(cè)點(diǎn)整理課件42M-G1期檢測(cè)點(diǎn)期檢測(cè)點(diǎn)整理課件43G1-S期檢測(cè)點(diǎn)期檢測(cè)點(diǎn)整理課件44 檢測(cè)點(diǎn)的本質(zhì)n細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的組成分子被激活或失活，尤其是細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的關(guān)鍵蛋白激酶被激活或失活的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程n檢測(cè)點(diǎn)：可對(duì)細(xì)胞周期發(fā)生的重要事件及出現(xiàn)的故障加以檢測(cè)，只有當(dāng)這些事件完成或故障修復(fù)后，才允許細(xì)胞周期進(jìn)一步運(yùn)行，該監(jiān)控系統(tǒng)即為檢測(cè)點(diǎn)整理課件45細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)的特點(diǎn)及作用機(jī)制細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)的特點(diǎn)及作用機(jī)制檢測(cè)點(diǎn)類型作用特點(diǎn)與作用相關(guān)的主要蛋白

13、質(zhì)未復(fù)制DNA檢測(cè)點(diǎn)紡錘體組裝檢測(cè)點(diǎn)染色體分離檢測(cè)點(diǎn)DNA損傷檢測(cè)點(diǎn)監(jiān)控DNA復(fù)制，決定細(xì)胞是否進(jìn)入M期監(jiān)控紡錘體組裝，決定細(xì)胞是否進(jìn)入后期監(jiān)控后期末子代染色體在細(xì)胞中的位置，決定細(xì)胞是否進(jìn)入末期及發(fā)生胞質(zhì)分裂監(jiān)控DNA損傷的修復(fù)，決定細(xì)胞周期是否進(jìn)行ATR、Chl1 、Cdc25 、cyclinA/B-Cdk1Mad2、APC 、securinTem1、Cdc14 、M期cyclinATM/ATR、ChK1/2、Cdc25 、p53整理課件46五 多種因素與周期調(diào)控密切相關(guān)n生長(zhǎng)因子n抑素ncAMP與cGMPnRNA剪接因子SR蛋白及SR蛋白特異激酶整理課件47整理課件48整理課件49整理課

14、件50整理課件51六 原癌基因和抑癌基因?qū)?xì)胞周期的調(diào)控n原癌基因(proto-oncogene)和抑癌基因(tumor suppressor gene)均是細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的基因，其表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞增殖和分化起著重要的調(diào)控作用。n原癌基因維持細(xì)胞正常增殖，對(duì)細(xì)胞周期的進(jìn)程起正的推動(dòng)作用，非正常表達(dá)可導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化，增殖過(guò)程異常，甚至癌變。nMYC, RASnCYCLIN D整理課件52整理課件53n抑癌基因表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞增殖起負(fù)性調(diào)節(jié)作用nRB基因,pRb蛋白,1986年,第一個(gè)被克隆的抑癌基因nP53基因，p53蛋白整理課件54n以原癌基因?yàn)榇硗苿?dòng)細(xì)胞周期進(jìn)程的正的調(diào)控作用和以抑癌基因?yàn)榇淼囊种萍?xì)胞周期的負(fù)的調(diào)控作用，兩者之間的平衡維