第十二章細(xì)胞增殖及其調(diào)控

1、細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(cell proliferation)(cell proliferation)的意義的意義細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控l細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖 cell reproduction,親代細(xì)胞親代細(xì)胞(mother cell)經(jīng)物質(zhì)準(zhǔn)備，分裂（經(jīng)物質(zhì)準(zhǔn)備，分裂（cell division）產(chǎn)生子）產(chǎn)生子代細(xì)胞代細(xì)胞(daughter cell)的過程。的過程。l細(xì)胞增殖是生命的基本特征，種族繁衍、個(gè)細(xì)胞增殖是生命的基本特征，種族繁衍、個(gè)體發(fā)育、機(jī)體修復(fù)等都離不開細(xì)胞增殖。體發(fā)育、機(jī)體修復(fù)等都離不開細(xì)胞增殖。l細(xì)胞增殖受嚴(yán)密的調(diào)控（細(xì)胞增殖受嚴(yán)密的調(diào)控（r

2、egulation）機(jī)制）機(jī)制的監(jiān)控，其增殖過程必須遵循一定的規(guī)律。的監(jiān)控，其增殖過程必須遵循一定的規(guī)律。細(xì)胞增殖細(xì)胞增殖(cell proliferation)(cell proliferation)是細(xì)胞生命活動(dòng)的是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征之一重要特征之一, ,是生物繁育的基礎(chǔ)。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。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)胞多細(xì)胞生物由一個(gè)單細(xì)胞(受精卵受精卵)分裂發(fā)育而來，分裂發(fā)育而來， 細(xì)胞增殖是多細(xì)胞生物繁殖基礎(chǔ)（細(xì)胞增殖是多細(xì)胞生物繁殖基礎(chǔ)（1012-1014）。）。成體生物仍然需要細(xì)胞增殖，主要取代衰老死

3、亡的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。功能。機(jī)體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等，都要機(jī)體創(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。依賴細(xì)胞增殖。細(xì)胞周期細(xì)胞周期(cell cycle)(cell cycle)概述概述有絲分裂有絲分裂(mitosis)(mitosis)胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂(Cytokinesis)減數(shù)分裂減數(shù)分裂(Meiosis) 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

4、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)細(xì)胞周期細(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)定細(xì)胞周期長(zhǎng)短測(cè)定細(xì)胞周期同步化細(xì)胞周期同步化特異的細(xì)胞周期特異的細(xì)胞周期前期前期(prophase)(prophase)前中期前中期(prometaphase)(prometaphase)中期中期(metaphase)(metaphase)后期后期(anaphase) 末期末期(telophase)(telophase)動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂植物細(xì)胞胞質(zhì)分裂植物細(xì)胞胞質(zhì)分裂減數(shù)分裂概念與過程：減數(shù)分裂的意義減數(shù)分裂特點(diǎn)脊椎動(dòng)物配子發(fā)生過

5、程概念：概念：細(xì)胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分細(xì)胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分 完成所經(jīng)歷的一個(gè)有序過程。其間細(xì)胞遺傳物完成所經(jīng)歷的一個(gè)有序過程。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)相組成細(xì)胞周期時(shí)間細(xì)胞周期時(shí)間根據(jù)增殖狀況，細(xì)胞分類三類根據(jù)增殖狀況，細(xì)胞分類三類Figure 17-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)Figure 17-3 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)Figu

6、re 17-4 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)間期間期(interphase): G1 phase(interphase): G1 phase，S phaseS phase，G2 phaseG2 phaseM phase: M phase: 有絲分裂期有絲分裂期(Mitosis), (Mitosis), 胞質(zhì)分裂期胞質(zhì)分裂期(Cytokinesis)(Cytokinesis) 細(xì)胞沿著細(xì)胞沿著G1SG2MG1G1SG2MG1周期性運(yùn)轉(zhuǎn)，在間期細(xì)胞體周期性運(yùn)轉(zhuǎn)，在間期細(xì)胞體積增大積增大( (生長(zhǎng)生長(zhǎng)) )，在，在 M M

7、 期細(xì)胞期細(xì)胞 先是核分裂，接著胞質(zhì)分裂，先是核分裂，接著胞質(zhì)分裂，完成一個(gè)細(xì)胞周期。完成一個(gè)細(xì)胞周期。不同細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間差異很大不同細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間差異很大S+G2+M S+G2+M 的時(shí)間變化較小，細(xì)胞周的時(shí)間變化較小，細(xì)胞周 期時(shí)間長(zhǎng)短主要差別在期時(shí)間長(zhǎng)短主要差別在G1G1期期有些分裂增殖的細(xì)胞缺乏有些分裂增殖的細(xì)胞缺乏G1G1、G2G2期期連續(xù)分裂細(xì)胞連續(xù)分裂細(xì)胞(cycling cell)(cycling cell)休眠細(xì)胞休眠細(xì)胞(G0(G0細(xì)胞細(xì)胞) )終末分化細(xì)胞終末分化細(xì)胞 G0G0期細(xì)胞和終末分化細(xì)胞的界限有時(shí)難以劃期細(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

8、認(rèn)為屬于終末分化細(xì)胞，目前分，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)為是可能被認(rèn)為是G0G0期細(xì)胞。期細(xì)胞。 G1 G1期期 S S 期期 G2 G2期期 M 期期與與DNADNA合成啟動(dòng)相關(guān)，開始合成細(xì)胞生長(zhǎng)所合成啟動(dòng)相關(guān)，開始合成細(xì)胞生長(zhǎng)所 需要的多種蛋白質(zhì)、需要的多種蛋白質(zhì)、RNARNA、碳水化合物、脂、碳水化合物、脂 等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集。等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集。(Checkpoint)DNADNA復(fù)制完成，在復(fù)制完成，在G2G2期合成期合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNARNA分子分子G2 check pointG2 check pointMM期即細(xì)胞分裂期，真核細(xì)胞

9、的細(xì)胞分裂主期即細(xì)胞分裂期，真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂主要包括兩種方式，即有絲分裂要包括兩種方式，即有絲分裂(mitosis)(mitosis)和和減數(shù)分裂減數(shù)分裂(meiosis)(meiosis)。遺傳物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)其。遺傳物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)分配給子細(xì)胞。他物質(zhì)分配給子細(xì)胞。 DNA DNA復(fù)制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)復(fù)制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)構(gòu)構(gòu) SS期期DNADNA合成不同步合成不同步脈沖標(biāo)記脈沖標(biāo)記DNADNA復(fù)制和細(xì)胞分裂指數(shù)觀察測(cè)定法復(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)定法流式細(xì)胞儀測(cè)定法(Flow Cytometry)(Flow Cytometry)自然同步化

10、，如有一種粘菌的變形體自然同步化，如有一種粘菌的變形體plasmodiaplasmodia， 某些受精卵早期卵裂某些受精卵早期卵裂 人工選擇同步化人工選擇同步化 藥物誘導(dǎo)法藥物誘導(dǎo)法 條件依賴性突變株在細(xì)胞周期同步化中的應(yīng)用：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)期周期中某一特定時(shí)期。有絲分裂選擇法：用于有絲分裂選擇法：用于單層貼壁單層貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)是細(xì)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

11、步化效率高。缺點(diǎn)是胞未經(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。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。優(yōu)點(diǎn)是方法上存在差別進(jìn)行分離。優(yōu)點(diǎn)是方法 簡(jiǎn)單省時(shí)，效率高，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)胞并不適用。成本低。缺點(diǎn)是對(duì)大多數(shù)種類的細(xì)胞并不適用。 DNADNA合成阻斷法合成阻斷法 G1/S-TdR G1/S-TdR雙阻斷法：最終將雙阻斷法：最終將 細(xì)胞群阻斷于細(xì)胞群阻斷于G1/SG1/S交界處。優(yōu)點(diǎn)是同步化效率高，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

12、細(xì)胞體系。缺點(diǎn)是誘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)導(dǎo)過程可造成細(xì)胞非均衡生長(zhǎng) 分裂中期阻斷法分裂中期阻斷法：通過抑制微管聚合來抑制細(xì)胞：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)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)是操作簡(jiǎn)便，效率高。缺點(diǎn)是這些藥物的毒性相對(duì) 較大較大特異的細(xì)胞周期是指那些特殊的細(xì)胞所具特異的細(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)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。胞周期。 爪蟾早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期爪蟾早期胚

13、胎細(xì)胞的細(xì)胞周期 酵母細(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)胞周期植物細(xì)胞的細(xì)胞周期 細(xì)菌的細(xì)胞周期細(xì)菌的細(xì)胞周期細(xì)胞分裂快細(xì)胞分裂快, ,無無G1G1期期, G2, G2期非常短期非常短,S,S期也短期也短( (所有復(fù)所有復(fù) 制子都激活制子都激活),), 以至認(rèn)為僅含有以至認(rèn)為僅含有S S期和期和M M期期無需臨時(shí)合成其它物質(zhì)無需臨時(shí)合成其它物質(zhì)子細(xì)胞在子細(xì)胞在G1G1、G2G2期并不生長(zhǎng)，越分裂體積越小期并不生長(zhǎng)，越分裂體積越小 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酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期與標(biāo)準(zhǔn)的

14、細(xì)胞周期在時(shí)相和調(diào)控方酵母細(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)控方面相似面相似酵母細(xì)胞周期明顯特點(diǎn)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；酵母細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間較短； 封閉式細(xì)胞分裂封閉式細(xì)胞分裂 ，即細(xì)胞分裂時(shí)核膜不解聚；，即細(xì)胞分裂時(shí)核膜不解聚； 紡錘體位于細(xì)胞核內(nèi)；紡錘體位于細(xì)胞核內(nèi)； 在一定環(huán)境下，也進(jìn)行有性繁殖在一定環(huán)境下，也進(jìn)行有性繁殖植物細(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)胞周期期非常相似，含有非常相似，含有G1G1期、期、S S期、期、G2G2期和期和M M期四個(gè)時(shí)期。期四個(gè)時(shí)期。植物細(xì)胞不含植物細(xì)胞不含中心體中心體，但在細(xì)胞

15、分裂時(shí)可以正，但在細(xì)胞分裂時(shí)可以正常常組裝紡錘體。組裝紡錘體。植物細(xì)胞以形成植物細(xì)胞以形成中板中板的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂 慢生長(zhǎng)細(xì)菌細(xì)胞周期過程與真核細(xì)胞周期過程慢生長(zhǎng)細(xì)菌細(xì)胞周期過程與真核細(xì)胞周期過程有有一定相似之處。其一定相似之處。其DNADNA復(fù)制之前的準(zhǔn)備時(shí)間與復(fù)制之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G1G1期期類似。分裂之前的準(zhǔn)備時(shí)間與類似。分裂之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G2G2期類似。再加上期類似。再加上S S期和期和M M期，細(xì)菌的細(xì)胞周期也基本具備四個(gè)時(shí)期期，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)快速分裂和細(xì)菌在快速生長(zhǎng)情況下，如何協(xié)調(diào)快速分裂和最最 基本的基本的DN

16、ADNA復(fù)制速度之間的矛盾復(fù)制速度之間的矛盾? ?標(biāo)志前期開始的第一個(gè)特征是染色質(zhì)開始濃縮標(biāo)志前期開始的第一個(gè)特征是染色質(zhì)開始濃縮 (condensation)(condensation)形成有絲分裂染色體形成有絲分裂染色體(mitotic (mitotic chromosomechromosome） 第二個(gè)特征細(xì)胞骨架解聚，有絲分裂紡錘體第二個(gè)特征細(xì)胞骨架解聚，有絲分裂紡錘體(mitotic spindle)(mitotic spindle)開始裝配開始裝配GolgiGolgi體、體、ERER等細(xì)胞器解體，形成小的膜泡等細(xì)胞器解體，形成小的膜泡這種染色體由兩條染色單體這種染色體由兩條染色單體

17、(chromatid)(chromatid)構(gòu)成構(gòu)成 在前期末，染色體主縊痕部位形成一種蛋白復(fù)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)粒合物稱為動(dòng)粒(kinetochore)(kinetochore)間期動(dòng)物細(xì)胞含一個(gè)間期動(dòng)物細(xì)胞含一個(gè)MTOCMTOC，即中心體，即中心體，在在S S期末，兩個(gè)中心粒在各自垂直的方向復(fù)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。制出一個(gè)中心粒，形成兩個(gè)中心體。 當(dāng)前期開始時(shí)，當(dāng)前期開始時(shí)，2 2個(gè)中心體移向細(xì)胞兩極，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

18、末端相連，最后通過微管結(jié)合蛋白在正極末端相連，最后形成有絲分裂紡錘體。形成有絲分裂紡錘體。核膜破裂成小的膜泡，這一過程是由核纖層蛋白中核膜破裂成小的膜泡，這一過程是由核纖層蛋白中 特異的特異的SerSer殘基磷酸化導(dǎo)致核纖層解體殘基磷酸化導(dǎo)致核纖層解體紡錘體微管與染色體的動(dòng)粒結(jié)合，捕捉住染色體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，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

19、也由前中期不斷運(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)。逐漸向中期運(yùn)轉(zhuǎn)。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 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，極間微管長(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)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

20、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 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 細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架?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)胞分開概念：減數(shù)分裂是細(xì)胞僅進(jìn)行

21、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。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(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 減 數(shù) 分 裂 前 S 期 有 絲 分 裂 前 S 期 蠑螈 10天 12小時(shí) 小鼠 14小時(shí) 56小時(shí) 小麥 12小時(shí) 3.8小時(shí) 酵

22、母 1.0小時(shí) 0.5小時(shí) 減數(shù)分裂前S期與有絲分裂前S期長(zhǎng)度比較前期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 Complex, SC)同源染色體間遺傳物質(zhì)重組,產(chǎn)生新的基因組合Figure 17-47 (part 1 of 2) Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)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)) 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

23、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Restriction PointMPF(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蛋白激酶； 由M期Cyclin-Cdk(Cyclin-dependent protein kinase)

24、形成的復(fù)合物。MPF=CDK1=p34cdc2+cyclinB 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Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性 Cyclin-Cdk-調(diào)控細(xì)胞周期的引擎：不同的周期蛋白與 不同的CDK結(jié)合，構(gòu)成不同的Cyclin-Cdk； 不同的Cyclin-Cdk在不同的時(shí)相表現(xiàn)活性，影響不同的下游事件。G1 Cyclin-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

25、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) 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-CDC2 CIG13-CDC2 Higher Eukaryotes CyclinD1,2,3-CDK4/6 CyclinA-CDK2 CyclinB-CDC2 CyclinE1,2-CDK2G1 SubstratesS SubstratesG2/M SubstratesGrowth and MorphogenesisDNA ReplicationMitosisAPC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 Inhibitors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