細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期課件

細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期Cellproliferation&cellcycle細(xì)胞增殖（cellproliferation）

細(xì)胞生命活動的重要特征之一.基本事件

*

DNA的復(fù)制*

細(xì)胞分裂增殖特征差異：不同發(fā)育階段，不同類型細(xì)胞

（活躍，不活躍，相對靜止，停止）細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期運行嚴(yán)格有序進行重要性

遺傳物質(zhì)精確分配，保持細(xì)胞的遺傳穩(wěn)定性。類型：無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂、

amitosismitosismeiosis第一節(jié)細(xì)胞分裂

過程簡單、迅速，沒有一系列細(xì)胞核的變化,沒有紡錘體的形成和染色體的組裝。遺傳物質(zhì)不能均等分配1.前期（prophase）

染色質(zhì)凝集(組蛋白-P核小體—染色體袢環(huán)—染色單體)核膜破裂和核仁解體(lamin-P為可溶性,核膜斷裂成小泡)核仁DNA加入各自染色體中，核仁成分分散

確立分裂極和紡錘體形成

centrosome移動方向

微管組織中心(MTOC):----中心體

星體周圍微管三種中心粒無定形基質(zhì)中心體星體

（astar)

星體微管2.中期（metaphase）標(biāo)志染色體排列在赤道面上。細(xì)胞側(cè)面觀“線狀”細(xì)胞極面觀“單星”紡錘體拉長3.后期（anaphase）

姐妹染色單體分離、向細(xì)胞兩極運動二分體------單體（子代染色體）動粒微管縮短極間微管延長染色體被拉向兩極——雙星10min

②細(xì)胞質(zhì)分裂（cytokinesis)

分裂溝，中間小體

（殘余微管和致密細(xì)胞基質(zhì)）加深、完全斷開細(xì)胞器大致分配分裂溝4.末期（telophase）標(biāo)志子細(xì)胞核形成;細(xì)胞質(zhì)、器分裂①染色體解聚、核膜形成、核仁形成紡錘體是染色體分離、移動的主要裝置

推力、拉力、固著力、粘著力

姐妹染色單體（著絲粒）分開

促后期蛋白復(fù)合體APC

染色體動粒與微管連接處是作用點

微管動力蛋白是染色體運動的動力

動力蛋白（dynein）；紡錘體微管組裝/去組裝規(guī)律

染色體運動方向是綜合力作用的結(jié)果有絲分裂保障機制二、減數(shù)分裂（meiosis)時間生殖細(xì)胞形成時特有的分裂方式。地點生殖腺特點染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，子細(xì)胞染色體數(shù)目減半。Mitosis–meiosis轉(zhuǎn)變機理？1.G2較長2.0.3%DNA遲復(fù)制3.同步性減數(shù)分裂的4個階段（前）減數(shù)分裂間期（G1，S，G2,少數(shù)DNA序列遲復(fù)制）

減數(shù)分裂I（前I、中I、后I、末I）

減數(shù)間期（無DNA復(fù)制）

減數(shù)分裂II（前II、中II、后II、末II）同源染色體：在細(xì)胞中形態(tài)、大小相同，上面載有等位基因，一條來自父方，一條來自母方，減數(shù)分裂時可以配對的兩條染色體。中期I染色體排列在赤道面上染色體動粒----極后期I同源染色體分離，非同源染色體自由組合末期I3.減數(shù)分裂間期(沒有DNA的合成)4.減數(shù)分裂II

減數(shù)分裂II（meiosisII）和有絲分裂過程基本相同。

(前期II中期II后期II末期II)

減II中II:細(xì)胞內(nèi)為n個二分體

減數(shù)分裂小結(jié)

1、減數(shù)分裂包括一次DNA復(fù)制、兩次細(xì)胞分裂；2、子細(xì)胞和母細(xì)胞之間的遺傳性具有較大差異（遺傳物質(zhì)重組與交換，自由組合）3、由1個母細(xì)胞形成4個子細(xì)胞，染色體的數(shù)目減半。卵細(xì)胞1:1精細(xì)胞1:4思考題遺傳三大定律的細(xì)胞學(xué)證據(jù)？后期著絲點一分為二，染色單體向兩極移動中期I：同源染色體分別移向細(xì)胞的兩極中期II：著絲點一分為二，姐妹染色單體分別移向細(xì)胞的兩極末期染色體數(shù)目不變?nèi)旧w數(shù)目減半分裂結(jié)果子細(xì)胞染色體數(shù)目與分裂前相同子細(xì)胞的遺傳物質(zhì)與親代細(xì)胞相同子細(xì)胞染色體數(shù)目比分裂前減少一半子細(xì)胞的遺傳物質(zhì)與親代細(xì)胞及子細(xì)胞之間均不相同發(fā)生地點體細(xì)胞生殖腺有絲分裂減數(shù)分裂一、細(xì)胞周期概念

細(xì)胞周期（cellcycle）：是指細(xì)胞從上一次分裂結(jié)束開始生長到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，又稱細(xì)胞增殖周期。細(xì)胞周期時間（TC）細(xì)胞周期經(jīng)歷的時間

第二節(jié)細(xì)胞周期

細(xì)胞周期劃分G1(gap1)

細(xì)胞有絲分裂完成DNA復(fù)制前S(synthsisphase)DNA復(fù)制2c-4cG2(gap2)：DNA復(fù)制完成到有絲分裂開始M期(mitosis,division）

分裂開始到結(jié)束研究方法：流式細(xì)胞術(shù)細(xì)胞同步化生化方法等等終端分化細(xì)胞

G0周期性細(xì)胞細(xì)胞類型（增殖特性）

周期性細(xì)胞：

始終保持旺盛的增殖活性。

G0期細(xì)胞：

一般不分裂，暫不增殖細(xì)胞。

終端分化細(xì)胞

（無增殖能力細(xì)胞）

結(jié)構(gòu)和功能高度特化

周期性細(xì)胞終端分化細(xì)胞（一）G1期（DNA合成前期）體積、表面積、核\質(zhì)比

RNA的合成活躍：

蛋白質(zhì)合成活躍：DNA復(fù)制所需酶，G1/S轉(zhuǎn)換所需蛋白蛋白質(zhì)的磷酸化：組蛋白、非組蛋白及某些蛋白激酶磷酸化細(xì)胞膜對物質(zhì)的轉(zhuǎn)運作用加強：二、細(xì)胞周期各時相的細(xì)胞形態(tài)和分子事件三、細(xì)胞周期調(diào)控蛋白cellcycle-regulatingprotein

（一）細(xì)胞周期調(diào)控蛋白是一組控制細(xì)胞周期運行的蛋白，控制細(xì)胞周期中DNA的復(fù)制，遺傳物質(zhì)的分開等主要事件的有序發(fā)生和發(fā)展，從而形成對細(xì)胞周期調(diào)控起中心作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。發(fā)現(xiàn)MPF種類細(xì)胞周期調(diào)控蛋白種類

CDK類蛋白激酶——催化亞單位細(xì)胞周期素（Cyclin)——調(diào)節(jié)亞單位

CDK抑制因子（CKI）——抑制

DEAB1.細(xì)胞周期素(cyclin)--使CDK磷酸化或活化

是一類隨細(xì)胞周期的變化呈現(xiàn)周期性出現(xiàn)和消失的蛋白質(zhì)。（A、B、C、D、E等幾類，亞型，20多種）表達(dá)時間不同，執(zhí)行功能多種多樣G1、G1/S、G2

CyclinD、E、AM期

CyclinB

2.CDK類蛋白激酶（cyclin-dependentkinase）CDK是一類必須與細(xì)胞周期蛋白結(jié)合才具有激酶活性的蛋白激酶，可將多種與細(xì)胞周期相關(guān)的蛋白磷酸化，在細(xì)胞周期調(diào)控中起關(guān)鍵作用。分子的特性：

①與cyclin結(jié)合②具有磷酸激酶的活性分類：CDK1——CDK7等

①G1、G1/S、S期—CDK

②M期—CDK

功能：啟動DNA復(fù)制和終止，染色體的凝集、運動和松解，核膜、核仁的崩解和重建，核纖層的降解和重新聚合，紡錘體的形成和消失。3.CDK抑制物（CDKinhibitor,CKI）CDKI是對CDK激酶起負(fù)性調(diào)控作用的蛋白質(zhì)。已發(fā)現(xiàn)多種CDKI

INK4家族:p16

抑制CDK4(p15、p18、p19)CIP/KIP家族:P21、27、57

在G1期抑制多種CDKp16P21p27p57cyclinDcyclinEcyclinB（二）M期調(diào)控

1.

M-CDK活化（涉及CyclinB、CAK、cdc25、Well1）

2.CDK1激發(fā)M期所有事件

CDK1

APCAPC遍在蛋白連接酶復(fù)合體

M-Cylin降解遍在蛋白多聚化蛋白酶體4.3.促后期蛋白復(fù)合體（anaphasepromotingcomplex)

APCM中——M后促進染色單體分開遍在蛋白（Ubiquitin)cyclin降解盒4.CDK1活性下降出M期

細(xì)胞核重建、染色體解螺旋、啟動收縮機制（三）進出S期調(diào)控

M期末G1

CDKs活性——0G1晚期

增殖信號（激素、生長因子）G1—cyclin轉(zhuǎn)錄

cyclinD+cdk4/cdk6G1/S轉(zhuǎn)換“Start”S期

DNA合成啟動，cyclin+CDK2（S—CDK）

保證精確復(fù)制（pre—RC）

—G2

—M

（四）限制點在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用

二、細(xì)胞周期中的信號系統(tǒng)調(diào)控溫度、pH、營養(yǎng)、藥物、感染、射線細(xì)胞因子、激素、生長因子1.生長因子（growthfactor):

細(xì)胞自分泌或旁分泌的，通過與細(xì)胞膜上特異受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的多肽類物質(zhì)。

包括：PDGF、EGF、IL、TGF、FGFNGF等作用階段：G1期、S期

2.抑素（Hormone):

是細(xì)胞自分泌的，通過與細(xì)胞膜上特異受體結(jié)合，抑制細(xì)胞周期進程的糖蛋白。

作用階段：G1期、G2期3.cAMP與cGMPcAMP與cGMP均為細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中重要的胞內(nèi)信使，在細(xì)胞周期中，兩者可相互拮抗，控制細(xì)胞周期的進程。

cGMP促進細(xì)胞分裂cAMP抑制細(xì)胞分裂

第四節(jié)細(xì)胞增殖異常與疾病一、細(xì)胞周期調(diào)控異常與腫瘤腫瘤基因癌基因(oncogene)：能促使細(xì)胞無限增殖、癌變的DNA序列。分若干個基因家族（已發(fā)現(xiàn)近百種癌基因）抑癌基因（suppression-oncogene)：存在于正常細(xì)胞中、能抑制細(xì)胞惡性增殖的基因。腫瘤基因的基本類型（癌基因類）

類型舉例相應(yīng)原癌基因編碼蛋白生長因子類蛋白sis

血小板生長因子生長因子受體erbB

上皮生長因子受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中src

酪氨酸蛋白激酶的分子ras

GTP結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄因子myc

轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白細(xì)胞周期來源CDKcyclincdk腫瘤基因的基本類型（抑癌基因類）Rb

（遺傳性視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因）

P53

“基因組衛(wèi)士”與腫瘤產(chǎn)生密切相關(guān)的基因（基因突變導(dǎo)致腫瘤發(fā)生）P53蛋白，與轉(zhuǎn)錄因子共同參與基因表達(dá)調(diào)控，G1期阻滯。

P16、21、2