醫(yī)學生物學第九章細胞的分裂增殖

醫(yī)學生物學第九章細胞的分裂增殖第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞增殖是生命的基本特征初生嬰兒1012個細胞，成人1014個，約200種類型。成人體內每秒鐘有數百萬新細胞產生，以補償衰老和死亡的細胞。一個大腸桿菌若按20分鐘分裂一次，并保持這一速度，則兩天即可超過地球的重量。第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四一、細胞增殖的方式第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四原核細胞增殖方式第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四真核細胞增殖方式真核細胞增殖的方式無絲分裂（直接分裂）有絲分裂（間接分裂）減數分裂第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四無絲分裂amitosis（直接分裂directdivision）

無絲分裂：直接進行細胞核與細胞質的分裂方式。分裂過程中既無染色體、紡錘體的形成，也無核膜、核仁的解體。有絲分裂mitosis（間接分裂）有絲分裂核分裂karyonitosis胞質分裂cytokinesis

有絲分裂：其分裂過程包括核的分裂、染色體和紡錘體的形成以及核分裂之后隨既而來的胞質分裂。第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四二、細胞增殖周期第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四（一）.細胞增殖周期(cellcycle)的概念

細胞增殖周期（細胞周期）：細胞從一次分裂結束開始生長，到下一次有絲分裂結束為止所經歷的全過程。第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期間期interphase分裂期（M期）mitoticphaseDNA合成前期（G1期）DNA合成期（S期）DNA合成后期（G2期）前期prophase中期premataphase后期anaphase末期telophaseG0期細胞周期中的細胞G1期G2期S期M期第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期時相圖第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四不同細胞的細胞周期時間差異

幾種真核細胞周期時間細胞類型細胞周期時間早期蛙胚細胞30分鐘酵母細胞1.5—3小時腸上皮細胞～12小時培養(yǎng)的哺乳動物成纖維細胞～20小時人肝細胞～1年第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四不同細胞的細胞周期時間差異很大?！ぁ+G2+M的時間變化較小，細胞周期時間長短主要差別在G1期?！さ?2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四增殖周期中的細胞G1期G2期S期M期死亡終末分化細胞（無增殖力細胞）G0期暫不增殖細胞根據細胞的分裂行為,可將真核生物細胞分為三類:第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四三.細胞周期各時相的生化變化第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四G1期G1期：有絲分裂完成到DNA合成之前。G1初期：合成三種RNA、cAMP、cGMP、核糖體、蛋白質以及糖類。氨基酸及糖的轉運迅速進行。G1晚期：急劇合成與DNA合成有關的酶（DNA聚合酶、胸苷激酶）以及一種重要的酶調節(jié)物——鈣調素，還進行H1組蛋白的磷酸化、組蛋白和非組蛋白RNA的合成。限制點（R點）：G1期對一些環(huán)境因素的敏感點，可限制正常細胞通過周期。是控制細胞增殖的關鍵。第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四S期S期：從DNA合成開始到DNA合成結束的全過程，是細胞增殖周期的關鍵階段。S期活化因子：為DNA合成時所需要的啟動信號（DNA合成誘導者）。主要特點：進行DNA的復制、染色體組成（組蛋白和非組蛋白）的合成，中心體的復制。第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四G2期G2期:從DNA復制完成到有絲分裂開始前的時期，為有絲分裂進行物質條件和能量的準備。2.合成有絲分裂調控的重要因子——成熟成熟促進因子（MPF）（其成分為CDK2和cyclinB，它們能促使間期核膜破裂，并使染色質凝聚為染色體。）1.RNA和蛋白質的合成，微管蛋白的合成G2期也是細胞周期中的一個R點第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

2001年10月8日美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因對細胞周期調控機理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學獎。第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四M期M期:染色質螺旋化變?yōu)槿旧w，并均勻分配到兩個子細胞的過程。同時伴有核的一系列變化和胞質分裂。第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四有絲分裂過程間期核膜核仁染色質中心粒前期中期后期末期赤道板收縮環(huán)造成的分裂溝動物細胞的有絲分裂第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四間期前期中期后期末期植物細胞的有絲分裂第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四MicrotubulesandMotorsinthespindle

第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四

核膜的解體與重建第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四動物細胞胞質分裂植物的胞質分裂第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞器的分裂和片段化

內質網、高爾基體等要伸長并斷成片段,這樣增加了均等分配的機會。有絲分裂不僅要保證新形成的子細胞得到全套的遺傳物質,同時要保證子細胞得到其他必備的細胞結構,包括膜結合細胞器。線粒體和葉綠體與細胞分裂同步,使數量加倍。第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期檢驗點及其作用第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四四.

減數分裂（meiosis）

是有性生殖個體的生殖細胞在形成過程中所進行的特殊分裂方式。細胞連續(xù)分裂兩次，DNA只復制一次結果產生染色體數目減半的生殖細胞（配子：精子或卵子）。第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四減數分裂減數第一次分裂減數第二次分裂前期中期后期末期前期中期后期末期細線期偶線期粗線期雙線期終變期間期第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四減數分裂過程1.減數分裂I間期前期I(細線期)前期I(偶線期)1.同源染色體配對—聯會2.二價體形成前期I(粗線期)1.二價體四分體2.非姐妹染色單體之間出現交叉。前期I(雙線期)1.聯會復合體消失2.同源染色體某些部分分離前期I(終變期)第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四中期I后期I1.同源染色體分離（四分體二分體）2.非同源染色體隨機組合末期I2.減數分裂II間期前期II中期II后期II1.姐妹染色單體分離（二分體單分體）2.非姐妹染色單體隨機組合。末期II第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四間期前期I(細線期)前期I(偶線期)前期I(粗線期)前期I(雙線期)前期I(終變期)中期I后期I末期I間期前期II中期II后期II末期II第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四

減數分裂的生物學意義1.維持了遺傳物質的穩(wěn)定（體細胞2n=46，生殖細胞配子：精子和卵子n=23，受精后受精卵為2n=46）2.是遺傳學三大定律的細胞學基礎（分離律、自由組合律、連鎖互換律）3.是遺傳和變異的細胞學基礎（同源染色體上的非姐妹染色單體的交換；非同源染色體以及非同源染色體之間的非姐妹染色單體的自由組合。）第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四有絲分裂與減數分裂的比較第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四①有絲分裂是體細胞的分裂方式，減數分裂主要是細胞產生配子的過程。②有絲分裂是DNA復制一次,分裂一次,染色體由2n→2n;減數分裂是兩次細胞周期,DNA復制一次,細胞分裂兩次,染色體由2n→1n。③有絲分裂中,每個染色體是獨立活動;在減數分裂中,染色體要配對、聯會、交換和交叉。④有絲分裂時間短,1-2小時;減數分裂時間長,幾十小時至幾年。第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期與臨床醫(yī)學第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期調控與腫瘤發(fā)生◆

現代醫(yī)學研究證明，腫瘤的發(fā)生是多因素多基因多階段的復雜過程。包括：抑癌基因的失活原癌基因的不正常激活

DNA轉錄表達失控

DNA損傷等不論何種原因造成的細胞轉化，其最終表現均為細胞周期調控機制紊亂、細胞增殖過度、分化受阻。第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期與腫瘤治療◆從某種意義來看，腫瘤是一種細胞周期疾病。細胞周期的研究成果為腫瘤治療開辟了新途徑。針對整個縱橫交錯的細胞周期調控網絡中的關鍵因子來控制細胞的生長、分裂，阻止癌細胞的增殖依據周期理論進行放療、化療。第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四直接抑制細胞DNA合成和分裂◆

①抑制DNA聚合酶，如阿糖胞苷抑制核苷二磷酸還原酶；◆②直接破壞DNA的結構或與DNA結合，影響其功能；◆③抑制有絲分裂器，如秋水仙素破壞紡錘體；◆④影響轉錄過程，抑制RNA合成；◆⑤影響蛋白質和腫瘤細胞其他成分的合成；◆⑥抑制拓撲酶?！艨拱┧幏譃榧毎芷诜翘禺愋运幬锖吞禺愋运幬锏?1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期與化療依據周期調控理論，確定藥物作用靶點，開發(fā)新藥。以周期調控理論作指導，進行化療殺傷G0期細胞合理用藥，增強療效，保護正常細胞。第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞種類周期（h）細胞種類周期（h）食道上皮144食道癌250.8胃上皮66胃癌80.0結腸上皮24-48結腸癌22-125骨髓細胞24-40急性白血病48-96

人的正常細胞于腫瘤細胞增殖周期的比較

第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四急性白血病（h）周期早期晚期正常骨髓Tc*4010020-36TG120766TS162013-24TG2311-6TM11<1急性白血病和正常骨髓細胞增殖周期的比較第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四抗癌藥物非周期特異性藥周期特異性藥周期階段性藥第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四細胞周期非特異性藥物(CCNSA)

主要作用于增殖細胞群中各期細胞，包括G0期細胞，均可起殺傷作用。其殺傷作用與劑量有關(劑量依賴性)，適用于增殖比率小、生長緩慢的腫瘤。烷化劑

:環(huán)磷酰胺、異環(huán)磷酰胺氮甲、苯丙氨酸氮芥?？拱┛股?/p>

，抑制DNA、RNA和蛋白質的合成發(fā)揮抗癌效能。主要藥物有：放線菌素D、絲裂霉素、博來霉素(BLM)、阿霉素類。還有米托蒽醌(MTT)。鉑類制劑：順鉑(DDP)，為鉑制劑，可與DNA雙鏈或單鏈交聯，影響DNA鏈合成、復制，引起癌細胞死亡。多數烷化劑和抗生素類抗癌藥物的選擇性高。

第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期四周期特異性藥物(CCSA)抗代謝藥：結構上與細胞內某些代謝物相似，氟尿嘧啶(5—FU)、主要殺傷S期細胞。植物類

多數藥物作用于M期和G2期細胞，阻止有絲分裂，使有絲分裂停頓，致死癌細胞。秋水仙素、長春新堿(VCR)、長春花堿(VLB)、長春地辛紫杉醇(泰素PTX)、泰素帝(Taxotere)