第九章細(xì)胞增殖及其調(diào)控

細(xì)胞增殖的意義細(xì)胞增殖(cellproliferation)是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征之一,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(lái)，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)體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等，都要依賴(lài)細(xì)胞增殖。細(xì)胞增殖是通過(guò)細(xì)胞周期實(shí)現(xiàn)的，細(xì)胞周期是細(xì)胞生命活動(dòng)的全過(guò)程?，F(xiàn)在是1頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五細(xì)胞周期概述有絲分裂減數(shù)分裂現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五一、細(xì)胞周期概述細(xì)胞周期細(xì)胞周期同步化細(xì)胞周期各個(gè)不同時(shí)相主要事件現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五概念：

細(xì)胞的生命開(kāi)始于母細(xì)胞的分裂，結(jié)束于子細(xì)胞的形成。但子細(xì)胞產(chǎn)生后，又開(kāi)始新一輪的物質(zhì)積累，準(zhǔn)備下一輪的細(xì)胞分裂，如此周而復(fù)始。通常將細(xì)胞的這種物質(zhì)積累與分裂的循環(huán)過(guò)程，稱(chēng)為細(xì)胞周期。細(xì)胞周期時(shí)相組成細(xì)胞周期時(shí)間根據(jù)增殖情況，細(xì)胞分為三類(lèi)細(xì)胞周期現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五細(xì)胞周期時(shí)相組成分期間期有絲分裂期（M期）合成前期（G1期）合成期（S期）合成后期（G2期）合成前期（G1期）

細(xì)胞沿著G1→S→G2→M→G1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?，F(xiàn)在是5頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五細(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)間變化教小，細(xì)胞周期時(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期現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五細(xì)胞分類(lèi)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(guò)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。分類(lèi)連續(xù)分裂細(xì)胞（周期細(xì)胞）暫不分裂細(xì)胞（G0期細(xì)胞）終末分化細(xì)胞暫不分裂細(xì)胞（G0期細(xì)胞）現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五細(xì)胞同步化是指在自然過(guò)程中發(fā)生或經(jīng)人為處理造成的細(xì)胞周期同步化，前者稱(chēng)自然同步化，后者稱(chēng)為人工同步化。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。人工同步化：利用細(xì)胞培養(yǎng)的方法，經(jīng)各種理化因素處理，人工選擇或人工誘導(dǎo)獲得同步化生長(zhǎng)的細(xì)胞。細(xì)胞周期同步化現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五人工誘導(dǎo)同步化DNA合成阻斷法選用DNA合成的抑制劑，可逆地抑制DNA合成，而不影響其他時(shí)期細(xì)胞的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終可將細(xì)胞群阻斷在S期或G/S交界處。5-氟脫氧尿嘧啶、羥基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高濃度ADR等，均可抑制DNA合成使細(xì)胞同步化。優(yōu)點(diǎn)是同步化程度高，適用于任何培養(yǎng)體系。可將幾乎所有的細(xì)胞同步化。缺點(diǎn)是產(chǎn)生非均衡生長(zhǎng)，個(gè)別細(xì)胞體積增大。分裂中期阻斷法通過(guò)抑制微管聚合來(lái)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?，F(xiàn)在是12頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五人工選擇同步化由于細(xì)胞處于不同時(shí)期，根據(jù)形態(tài)、體積和重量上的顯著差異將其分離開(kāi)來(lái)，從而獲得不同時(shí)期的細(xì)胞群體。有絲分裂選擇法：使單層培養(yǎng)的細(xì)胞處于對(duì)數(shù)增殖期，此時(shí)分裂活躍，分裂細(xì)胞變圓隆起，與培養(yǎng)皿的附著性低，此時(shí)輕輕振蕩，M期細(xì)胞脫離器壁，懸浮于培養(yǎng)液中，收集培養(yǎng)液，再加入新鮮培養(yǎng)液，依法繼續(xù)收集，則可獲得一定數(shù)量的中期細(xì)胞。其優(yōu)點(diǎn)是，操作簡(jiǎn)單，同步化程度高，細(xì)胞不受藥物傷害，缺點(diǎn)是獲得的細(xì)胞數(shù)量較少?，F(xiàn)在是13頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五G1期S期G2期M期細(xì)胞周期不同時(shí)相主要事件現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五G1期從上次細(xì)胞分裂結(jié)束到DNA開(kāi)始合成之間的時(shí)期；為S期DNA合成作物質(zhì)、能量準(zhǔn)備；開(kāi)始合成細(xì)胞生長(zhǎng)所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化合物、脂等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集；具有限制點(diǎn)（R點(diǎn)）：指細(xì)胞在周期運(yùn)行的過(guò)程中所具有的控制點(diǎn)，以調(diào)節(jié)細(xì)胞是繼續(xù)沿周期運(yùn)行，還是停止于某一階段。

現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五S期DNA復(fù)制；組蛋白和非組蛋白合成；DNA復(fù)制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)構(gòu)；DNA復(fù)制的起始和復(fù)制過(guò)程受到多種細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因素的嚴(yán)密調(diào)控，如S期檢驗(yàn)點(diǎn)；S期是細(xì)胞周期最重要的時(shí)期?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五G2期細(xì)胞進(jìn)入M期的準(zhǔn)備階段；染色質(zhì)螺旋化，產(chǎn)生凝集（成熟促進(jìn)因子、有絲分裂因子）；合成與有絲分裂有關(guān)的特殊蛋白質(zhì)，如微管蛋白；合成使核膜解體的可溶性因子；等R點(diǎn)：檢驗(yàn)DNA復(fù)制時(shí)候完成，細(xì)胞時(shí)候已經(jīng)生長(zhǎng)到合適大小，環(huán)境因素時(shí)候利于細(xì)胞分裂?，F(xiàn)在是18頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五M期M期即細(xì)胞分裂期；包括核分裂和胞質(zhì)分裂；真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂包括三種方式，即有絲分裂、減數(shù)分裂和無(wú)絲分裂。M期也存在檢驗(yàn)點(diǎn)?，F(xiàn)在是20頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五二、有絲分裂真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式；細(xì)胞分裂期的主要特征是出現(xiàn)紡錘絲，故稱(chēng)為有絲分裂；前期前中期中期后期末期胞質(zhì)分裂有絲分裂全過(guò)程現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五星體：指圍繞在中心粒向外輻射狀發(fā)射的微管。

紡錘體：由大量微管縱向排列組成的中部寬闊，兩極縮小的細(xì)胞器，形狀似紡錘而得名。前期現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五標(biāo)志前期開(kāi)始的第一個(gè)特征是染色質(zhì)開(kāi)始濃縮形成有絲分裂染色體（這種染色體由兩條染色單體構(gòu)成）。第二個(gè)特征細(xì)胞骨架解聚，有絲分裂紡錘體開(kāi)始裝配。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(kāi)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(guò)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。核仁解體、核膜消失，Golgi體、ER等細(xì)胞器解體，形成小的膜泡。在前期末，染色體主縊痕部位形成一種蛋白復(fù)合物稱(chēng)為動(dòng)?！，F(xiàn)在是24頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五核仁解體后，細(xì)胞即進(jìn)入前中期；主要事件是紡錘體裝配；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(lèi)型的微管（著絲點(diǎn)微管，星體微管，極體微管）。核膜破裂成小的膜泡，核纖層解體。不斷運(yùn)動(dòng)的染色體開(kāi)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)。前中期現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五所有染色體排列到赤道板上，標(biāo)志著細(xì)胞分裂已進(jìn)入中期.中期染色體結(jié)構(gòu)典型，清晰可數(shù)，適合作分析。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)平衡形成的張力中期現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五MTbehaviorduringformationofthemetaphaseplate.Initially,MTfromoppositepolesaredifferentinlength.Experimentaldemonstrationoftheimportanceofmecha-nicaltensioninmetaphasecheckpointcontrol.現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五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)。后期現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五染色單體到達(dá)兩極，即進(jìn)入了末期（telophase）,到達(dá)兩極的染色單體開(kāi)始去濃縮。核膜開(kāi)始重新組裝。在赤道板的位置出現(xiàn)了一個(gè)細(xì)胞板，逐漸形成新的細(xì)胞壁。核仁也開(kāi)始重新組裝，Golgi體和ER重新形成并生長(zhǎng)，RNA合成功能逐漸恢復(fù),有絲分裂結(jié)束。末期現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂

胞質(zhì)分裂(cytokinesis)開(kāi)始于細(xì)胞分裂后期，在赤道板周?chē)?xì)胞表面下陷，形成環(huán)形縊縮，稱(chēng)為分裂溝。胞質(zhì)分裂開(kāi)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(chēng)為收縮環(huán)。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。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(kāi)。胞質(zhì)分裂現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五間期前期中期后期末期現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的不同點(diǎn)現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五三、減數(shù)分裂概念減數(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。是生殖細(xì)胞成熟時(shí)的特有的分裂方式。特點(diǎn)細(xì)胞分裂兩次，而DNA只復(fù)制一次；子細(xì)胞中染色體數(shù)目減半（2n→n）；子細(xì)胞與母細(xì)胞之間的遺傳性具有較大差異?，F(xiàn)在是49頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五分期減數(shù)分裂第一次第二次前間期分裂期前期中期后期末期分裂期間期前期中期后期末期細(xì)線(xiàn)期偶線(xiàn)期粗線(xiàn)期雙線(xiàn)期終變期現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五S期特別長(zhǎng)，如蠑螈的S期由原來(lái)的12小時(shí)增長(zhǎng)到10天。前間期現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五減數(shù)分裂Ⅰ期1、前期Ⅰ減數(shù)分裂第一次分裂的前期比有絲分裂的前期長(zhǎng)得多，可長(zhǎng)達(dá)數(shù)周、數(shù)年甚至數(shù)十年，而且染色體也表現(xiàn)出相當(dāng)復(fù)雜的形態(tài)變化。

根據(jù)細(xì)胞形態(tài)變化，可將前期Ⅰ分為細(xì)線(xiàn)期、偶線(xiàn)期、粗線(xiàn)期、雙線(xiàn)期、終變期5個(gè)階段?，F(xiàn)在是53頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五①細(xì)線(xiàn)期此期中染色體開(kāi)始凝集，又稱(chēng)凝縮期；染色質(zhì)開(kāi)始凝縮成細(xì)絲狀；核的體積變大，核仁也變大；染色體端部通過(guò)附著斑同核膜相連，從而使染色體在核中呈花束狀，也稱(chēng)為花束期。現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五②偶線(xiàn)期此期最主要的特征是同源染色體發(fā)生配對(duì)（聯(lián)會(huì)），又稱(chēng)配對(duì)期；配對(duì)過(guò)程僅發(fā)生在同源染色體之間，兩條同源染色體配對(duì)結(jié)合后的復(fù)合體稱(chēng)為二價(jià)體，也稱(chēng)四分體；在配對(duì)過(guò)程中兩條同源染色體并未完全合并在一起，而是由一個(gè)約為150—200nm的空間隔開(kāi)，此空間為蛋白質(zhì)性的聯(lián)會(huì)復(fù)合體；聯(lián)會(huì)復(fù)合體是同源染色體配對(duì)和聯(lián)會(huì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)?，F(xiàn)在是55頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五③粗線(xiàn)期染色體明顯變粗變短；同源染色體非姊妹染色單體間發(fā)生DNA片斷互換，光鏡下可見(jiàn)交叉現(xiàn)象，

產(chǎn)生新的等位基因組合。電鏡下見(jiàn)重組節(jié)；現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五交換導(dǎo)致同源染色體間遺傳物質(zhì)重組現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五聯(lián)會(huì)的染色體一些部位發(fā)生分離，聯(lián)會(huì)復(fù)合體解體，姐妹染色體變得清晰可見(jiàn),且在非姐妹染色體之間的某些部位上，可見(jiàn)相互間有接觸點(diǎn)，稱(chēng)為交叉；同源染色體只靠稱(chēng)為交叉的部位聯(lián)系在一起，交叉被認(rèn)為粗線(xiàn)期交換發(fā)生的形態(tài)學(xué)證據(jù)；雙線(xiàn)期可長(zhǎng)達(dá)數(shù)周、數(shù)月、數(shù)年，在人中可長(zhǎng)達(dá)幾十年。④雙線(xiàn)期現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五染色體更加變短、變粗，交叉明顯減少，交叉先從同源染色體中部逐漸消失，最后只在染色體端部保留交叉，交叉的這種端移過(guò)程稱(chēng)為端化。核內(nèi)各二價(jià)體彼此分開(kāi)，清晰可數(shù)。終變期結(jié)束時(shí)，核仁、核膜消失。⑤終變期現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五2、中期Ⅰ主要進(jìn)行紡錘體的裝配；二價(jià)體排列在赤道面?，F(xiàn)在是62頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有70頁(yè)\編輯于星期五同源染色體在紡錘體的作用下，相互分離向兩極移動(dòng)，移向兩極的同源染色體均是含有兩條染色單體的二倍體。到達(dá)每個(gè)極的染色體數(shù)量為細(xì)胞內(nèi)染色體重?cái)?shù)量的一半。因此，減數(shù)分裂中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂中。非同源染色體