医学细胞生物学细胞分裂和细胞周期培训课件.ppt

1、文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。无丝分裂无丝分裂 amitosis 由亲代细胞 直接分裂，形成 子代细胞，又称 直接分裂 direct division分裂前，细胞、细胞核 体积增大，DNA复制；进入分裂期，核膜不消失，无纺锤丝、无染色体组装分裂期，细胞核 拉长，高尔基体 移至 中心体 附近，胞核、胞质 均拉长 并从中间断裂两个子细胞 获得的 遗传物质和其他胞质成分，不一定 均等；在低等生物较常见，分裂快速，耗能少高等生物的创伤组织、癌变、衰老的细胞；个别组织：上皮、疏松结缔组织、肌组织、肝脏等，均可见 无丝分裂；无丝分裂与有丝分裂 能够相互转化细

2、胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。有丝分裂有丝分裂 mitosis 也称 间接分裂，是高等真核生物 细胞分裂的主要方式，尤其是 体细胞分裂的主要方式有丝分裂是一个连续的过程，按时间顺序分为：前、中、后、末期，发生：核膜的崩解和重建、染色质凝集成染色体和染色质的重形成、纺锤体的形成和染色体的运动、细胞质的分裂有丝分裂持续时间比较恒定，约0.52小时 分裂前期 核内染色质开始凝聚前期prophase 细胞变化特征：染色质凝聚、分裂极确定、核仁缩小解体、纺锤体形成核内松散的染色质纤维 螺旋化 并发生凝集，是进入前期的标志此期，线状染色质纤维 逐渐凝聚

3、成棒状、杆状的染色体，每条染色体包含 两条由 着丝粒 连接的染色单体；着丝粒两侧 附着多种蛋白质 细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。组成的 板状复合结构动粒组蛋白发生 磷酸化，促进 染色质进一步凝聚核仁中的DNA 缩回各自所属的 染色体，rRNA合成停止，核仁中的蛋白质 和RNA 分散在胞质，核仁逐渐解体消失核膜下的 核纤层蛋白 磷酸化核纤层解体核纤层蛋白A、B、C 核膜小泡-核纤层B，分散到胞质中间期就完成复制的 两组中心体 彼此分开，移向两极；中心体是微管的组织中心之一，能发出大量微管，这些微管与中心体一起被称为 星体 aster细胞分裂

4、文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。马达蛋白 以星体微管 作为轨道，利用ATP水解能 沿微管移动，由此牵引 两个子中心体 分离，分别移向 细胞两极纺锤体 spindle 出现于前期末，由星体微管、动粒微管、和重叠排列的极间微管组成前期末，染色体凝集程度 增高，在动粒微管 牵拉下，染色体 逐渐移向 赤道面，即 染色体列队细胞分裂星体微管动粒微管极间微管染色体中心粒文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分裂中期的细胞赤道面上排列着高度凝聚的染色体中期 metaphase 的主要标志是染色体最大程度凝缩，非随机排列在细

5、胞中央的赤道面上；从侧面看，染色体排列成线状；从极面看，染色体排列成菊花状；该期持续10-20分钟所有染色体的着丝粒 位于同一平面，染色体 两侧的动粒 朝向细胞两极；每个动粒上，结 合数十根微管；两端动粒上结合的微管长度 相等，赤道面直径变形，两极距离增长，染 色体处于动态平衡中中期细胞 形成 有丝分裂器mitotic apparatus 由染色体、星体、中心粒、纺锤体 组成细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂中期 动粒微管 与染色体的 动态平衡文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分裂后期完成姐

6、妹染色单体分离后期 anaphase 着丝粒分开，姐妹染色单体分离，向细胞两级迁移两个染色单体着丝粒中部的蛋白被水解，导 致姐妹染色单体分离，并在动粒微管的牵引 下，向两极运动；持续10分钟左右染色体两臂的移动常滞后于动粒，因此常可 见形态上V形、J形或棒形的染色体极间微管增长、彼此滑动两极长度增加，星体微管向外的作用力，使两极进一步分开染色单体的向极运动 跟马达蛋白 有关，该蛋 白协调微管运动，将染色单体拉向两极细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。分裂末期的细胞核重新组装并完成核分裂末期 telophase 子代细胞 核形成 与胞质分裂染色单

7、体被拉到细胞两极，发生 解聚的过 程；此时H1组蛋白 去磷酸化，高度凝聚 的染色体 开始解旋，出现 细长的 染色质 纤维，RNA合成 恢复，核仁 重新形成胞质中分散的 核膜小泡 向染色体表面 聚集、融合，在每条染色体 周围 形成 双层核膜，核孔 重新组装；核纤层蛋白 去磷酸化，重新形成 核纤层，在核膜下细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。胞质分裂：后期或末期初，中部质膜下方，出现由 大量肌动蛋白和肌球蛋白 聚集形成的 环状结构，即 收缩环contractile ring纺锤体解聚，残存的微管、囊泡聚集于 细胞中部，形成的 环形致密层称为 中体收

8、缩环中的 肌动蛋白和 肌球蛋白 组成的微丝束，通过 互相滑动 使收缩环 不断缢缩，细胞膜内陷形成分裂沟 cleavage furrow分裂沟 至中体时，细胞断裂，胞质分裂 完成，此过程需要的能量由ATP提供胞质分裂 与核分裂 不一定同步进行，无 胞质分裂多核细胞；纺锤体的位置 决定分裂沟的位置，决定两个子细胞大小，是否对称细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂经过 核分裂、胞质分裂 两个过程，借助 细胞骨架重排，实现 有丝分裂；有丝分裂的 三个特征：染色质凝聚、纺锤体形成、收缩环的形成组蛋白等的 磷酸化、去磷酸化，是染色质凝聚与去凝聚、核

9、膜解聚与重建的 分子基础有丝分裂时，细胞与相邻细胞、细胞外基质间的 粘附性减弱，连接 松弛，也与 蛋白质磷酸化 状态有关有丝分裂的变异形式：封闭式有丝分裂closed mitosis在整个细胞分裂过程中，核膜保持完整，纺锤体形成、染色体分离 等活动 均发生在细胞核里；如 单细胞生物：酵母、黏菌等文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。有丝分裂是具备完善分裂程序的细胞分裂方式，有丝分裂的主要意义：细胞经过 DNA复制后，将遗传物质DNA 准确等分到 子细胞中去，是以确保 遗传的稳定性.纺锤体是染色体分离和移动的主要机制染色体的移动取决于纺锤体产生的四种作用力

10、的合力结果：极间微管 重叠区微管之间在 动力蛋白的作用下 相互滑动，产生 对两极星体的 推力动粒微管 与染色体动粒之间 相互作用 对染色体产生拉力，动力微管 在动粒端 去组装而缩短，使末期染色体 向两极运动 星体微管 与细胞膜之间 相互作用 是星体 稳定在细胞两极的 作用力两条 姐妹染色单体chromatid 在着丝粒处 和臂间大分子蛋白 染色体粘附蛋白cohesin 形成的粘着力中心体 基质蛋白的 粘着作用细胞分裂补充 ppt文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。.姊妹染色体的分开是染色体向两极运动的重要条件细胞分裂动粒绿色；Cohesin红色有丝分裂

11、中期，染色体臂的 Cohesin 降解，只有少量存在于 着丝粒中部(姐妹染色单体 连接处)补充 ppt文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。如果细胞在S期不能合成染色体粘着蛋白，则M期的染色体凝聚不能完成，染色单体的分开亦受障碍.动粒与微管的连接处是染色体向两极运动的重要作用点与染色体运动 相关的蛋白，如dynein、kinesin、KRP，以及动粒微管正端的组装与去组装，牵动染色单体向细胞赤道面或两极运动.微管动力蛋白是染色体运动的动力动力微管结构不稳定，组装去组装均很快，此特点可提高M期染色体运动的效率；微管去组装的方向对染色体移动方向发生影响细胞分

12、裂Ndc80 is a protein complex consisting of four different protein subunits that forms a 50 nm-long,rod-shaped molecule extending outward from the body of the kinetochore.These Ndc80 fibrils have been implicated as couplers of the kinetochore to the plus end of a dynamic microtubule.补充 ppt文档仅供参考，不能作为科

13、学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。.染色体运动的方向是纺锤体内各种作用力综合作用的结果分裂中期，极体微管 重叠区 组装延长，使中心体 向两极分开，纺锤体 变长；动力微管 与染色体动粒 连接处KRP的滑动，及微管正端 组装延长 产生 推力；极体微管的拉力 和着丝粒的粘着力 处平衡状态分裂后期，着丝粒 纵裂，姊妹染色单体迅速分开，动力微管 动粒端 也去组装，导致 动粒微管 缩短，染色体向两极 移动，直至动粒微管 完全消失；同时，极体微管 重叠区的末端(正端)滑动把中心体 连同染色体 进一步推向 两极细胞分裂补充 ppt文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联

14、系网站或本人删除。细胞分裂(a)Actin filaments(red)are located at both the cleavage furrow and the cell periphery where they play a key role in cell movement(Section 9.7).(b)(b)Myosin II(green)is localized at the cleavage furrow,where it is part of a contractile ring that encompasses the equator.In this model for

15、budding yeast,the chromosome is able to remain associated with the plus end of the microtubule as it depolymerizes by the presence of the Dam1 ring,which encircles the plus end of the microtubule at the kinetochore.The force required for chromosome movement is provided by the release of strain energ

16、y as the microtubule depolymerizes.The released energy is utilized by the curled ends of the depolymerizing protofilaments to slide the Dam1 ring along the microtubule toward the pole.补充 ppt文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞分裂 减数分裂减数分裂 meiosis 发生于有性生殖细胞的成熟过程中，DNA 复制 一次，细胞 连续分裂 两次；其细胞 遗传物质 减半，

17、形成 具有 单倍体 遗传物质的 配子细胞减数分裂 构成了 生物变异 及多样性的基础，减数分裂中 发生遗传物质的 交换、重组、自由组合，使生殖细胞 呈现遗传上的 多样性，后代 变异增大，对环境 适应力增强减数分裂分为 第一次减数分裂(减数分裂 I)和 第二次减数分裂(减数分裂 II)第一次减数分裂 是同源染色体 通过联会 进行片段交换，随后分开，完成染色体 数目减半、遗传物质的交换第二次减数分裂 与有丝分裂 相似，染色单体分开两次分裂间 有一个短暂 的间隔期文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系

18、网站或本人删除。第一次减数分裂进程中细胞内发生复杂的生化和形态变化第一次减数分裂 分为：前期、中期、后期、末期1.前期I prophase I：持续时间长，不同种属变化很大；此期 染色质 凝集、同源染色体之间 片段交换；分5个阶段细线期 leptotene：染色质开始凝集和同源染色质配对，是本期特点；细线状染色质通过端粒 附着于核膜上；核 与 核仁体积增大偶线期 zygotene：同源染色质进一步靠拢凝集，同源染色质之间部分片段紧密相贴，迅速扩散到整 个染色体，形成联会复合体synaptonemal complex,SC；染色体端粒丛集在核被膜一侧 的内表面，从这里开始结合、配对，使染色体看上

19、去像一个花束；电镜 下可见 同源染色体之间呈 拉链状细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。SC的装配最早发生于细线期，在偶线期完成；是联会的同源染色体之间，沿染色体全长方向，形成的一种特殊结构；电镜下包括三个平行的部分：侧生成分、中央成分、横向纤维 侧生部分，宽约2040nm，位于复合体两侧，成分主要是蛋白质，电子密度较高，如 DNA 拓扑酶、组蛋白等，其外侧是同源染色体DNA两边的侧生成分之间是电子密度较低的区域，宽约100nm，其中央为电子密集的中央成分侧生成分与中央成分之间是横向排列的细丝，称为：横向纤维中央成分与横向纤维 主要由 非组蛋白

20、 组成联会复合体 是临时性结构，使同源 染色体之间的连接变得更加牢固；偶线期 有0.3%的DNA合成，帮助联会复合体的组装细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。同源染色体通过SC连接，含有4条染色单体，称四分体tetrad，也称二价体bivalent；而SC对二价体中 同源染色体的紧密配对意义重大联会复合体形成之初，染色质凝集程度低，同源染色体通过特定位点的碱基互补配对 进行接触；当SC随着染色质凝集逐渐形成，其成分加入了某些单链DNA序列以及蛋白质序列识别分子，构成一个有组织的网络，促使了同源染色体之间的配对进一步形成细胞分裂除去染色体纤维后的

21、SC 电镜图文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。粗线期 pachytene：通过联会紧密结合在一起的两条同源染色体，进一步凝集缩短、变粗，同源染色体间出现染色体片段的 交换和重组；在联会复合体 中央出现 一些椭圆形、球形的 富含蛋白质及酶的棒状结构，称：重组结 recombination nodule多个重组结相间分布于 SC上，与染色体片段重组直接相关粗线期的细胞合成 减数分裂特有的 组蛋白，还合成少量 DNA，称 P-DNA，与交换中DNA链的修复、连接有关双线期 diplotene：联会复合体 去组装，逐渐消失，紧密 配对的同源染色体相互分离，仅

22、在非姊妹染色单体间 残留一些 接触点，称交叉chiasma交叉 被认为是 粗线期同源染色体交换的形态学证据，交叉节与重组结在数量上是相等的人类平均每对同源染色体有2-3个交叉，交叉的数量与物种、细胞类型、染色体长度有关；每个染色体至少有1个交叉细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。双线期 同源染色体的四分体结构非常清晰，并且 交叉 逐渐远离 着丝粒，向染色体末端 推移，数目也由此减少，此现象称 交叉端化；这一过程 将持续到 中期；随着交叉端化，二价体可呈现 V、8、X、O 等形状；某些生物 此期持续时间很久，如 人卵细胞 在双线期 可停留 50年

23、之久细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。终变期 diakinesis：染色体继续凝集，变粗变短，成棒状；交叉端化继续；核仁 消失，中心体移向两极 形成纺锤体；核膜逐渐 解体，纺锤丝伸入核区，染色体开始移向细胞中部的赤道面 终变期 结束 标志着 前期I 完成细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.中期I metaphase I：同源染色体向细胞中部汇集，最终排列在赤道面上，通过动粒微管与细胞不同极相连；来自一侧纺锤体 的动粒微管只连接与同侧的动粒上3.后期I anaphase I：受纺锤体微管的作

24、用，同源染色体 分离并移向细胞的两极；父源和母源的 染色体随机 组合，被拉向两极，每条染色体 由姐妹染色单体 共同组成非同源姊妹染色单体之间的交叉对分离过程是必要的，某些 联会的同源染色体 缺乏彼此的 交叉，随后 正常分离受阻，产生的子代细胞 染色体数目 增多或减少4.末期I telophase I：到达细胞两极染色体，去凝集 成细丝状的 染色质纤维，核仁、核膜重新出现，胞质分裂 并形成两个子细胞；某些生物 染色体依然保持凝集状态细胞分裂文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一次减数分裂后出现短暂的间期与有丝分裂相比，减数分裂间期 持续时间较短，不发生

25、DNA合成，无染色体复制；某些物种基本不经过这一期，直接进入第二次减数分裂 第二次减数分裂与有丝分裂过程相似第二次减数分裂分为：前期II、中期II、后期II、末期II、胞质分裂5个时期前期II：去凝集的染色体 再次发生凝集，呈棒状，每一条染色体由两条染色单体组成纺锤体逐渐形成，来自细胞两极的动粒微管 分别与同一染色体上的两个动粒 相连，将染色体拉向细胞中央的赤道面前期II 末，核仁、核膜消失中期II：染色体排在赤道面上，之后，姐妹染色单体 在着丝粒处 断裂，彼此分离，被纺锤体的动粒微管牵引进入细胞两极，去凝集成 染色质纤维，核仁与核膜重新出现，胞质分裂完成，形成新的子细胞（单倍体）细胞分裂文档

26、仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。脊椎动物的 卵母细胞的 减数分裂II停滞在 中期II，即排卵，只有在卵受精后 才能完成 第二次减数分裂；而卵母细胞 在这两次 减数分裂中，胞质分裂 不对称，只产生 1个大卵子 和3个小的后被吸收的极体后期II-末期II-胞质分裂：跟有丝分裂类似细胞分裂卵原细胞生长与分化有丝分裂初级卵母细胞次级卵母细胞排卵极体受精极体卵卵子发生精原细胞有丝分裂初级精母细胞次级精母细胞精子发生精细胞分化4个精子细胞生长减数分裂脊椎动物配子形成过程：精子与卵子形成的比较文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删

27、除。减数分裂的生物学意义：将亲代细胞 全套单拷贝的 遗传物质 传递给 子细胞，使物种的 遗传特点 在后代中 得以保持减数分裂中 形成的 联会复合体，使来源于双亲的 同源染色体 基因或DNA片段 得以 重组和交换，使后代保持 亲代基本遗传特征的 基础上 不断出现 新的变异，为物种的 不断进化 和生物多样性 提供了基础细胞分裂在减数分裂中，性染色体 也在减数分裂前期，发生 X染色体与Y染色体 的同源区域的配对及交叉互换，可以保证正常分离文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期的基本概念细胞周期 cell cycle：是指 细胞从 上一次有丝分裂结束 到

28、下一次有丝分裂结束 所经历的过程可分为：G1期(gap phase I)S期(synthesis phase)G2期(gap phase II)M期(mitosis phase)分裂期(M期)持续的时间 很短，只有不到5%的周期时间细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。不同发育阶段、不同组织细胞 完成一个细胞周期 所需的时间不同；快速增殖的 人体细胞的 周期时间是 24小时，其中G1期 11小时、S期 约8小时、G2期 4小时、M期 1小时芽生酵母 细胞周期 仅90分钟，受精卵 早期细胞周期 可能少于 30分钟（细胞不生长，缺乏G1和G2

29、期，DNA复制快，因此S期短）有些体细胞完全停止分裂终末分化的细胞；有些体细胞 只在需要替换 损伤、死亡的细胞时，才进行分裂G0期的细胞（长期停留在G1的细胞，或者说 暂时脱离了细胞周期）连续不断分裂的细胞：如造血干细胞、表皮基底层、消化道等上皮20世纪50年代后，人们用各种现代生物技术 证明：间期细胞 进行着非常活跃的 蛋白质、核酸等的 合成DNA合成期 只占间期的一部分，称S期；之前是 G1期，之后是 G2期G1期 是影响细胞周期时间的关键，其时间长度 与其特殊mRNA、蛋白质 积累有关；激素和环境因素都影响细胞周期各时相的时间细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有

30、不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期的主要变化 G1期是DNA复制的准备期G1期 是细胞生长发育的时期，有活跃的RNA和蛋白质合成，细胞体积显著增大，RNA聚合酶 活性升高，各种RNA和蛋白质迅速增加G1期合成 S期DNA复制所需要的各种酶类，如 DNA聚合酶，解旋酶等，及从G1期向S期转换需要的蛋白质，如 触发蛋白、钙调蛋白、细胞周期蛋白、抑素等G1期 与 S期 之间存在一个 限制点，只有通过此点，才能完成细胞周期G1期 突出特点是 发生多种蛋白质的磷酸化，如 组蛋白、非组蛋白、某些蛋白激酶 的磷酸化；多发生在丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸 侧链的-OH上，组蛋白H1的磷酸化，促进G1期染色体结

31、构的重排G1期 细胞膜对物质 转运能力增强，细胞对氨基酸、核苷酸、葡萄糖等小分子营养物质摄入增加；对可能参与G1期向S期转变的调控物质的转运也增加，如 cAMP、K+等细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1期 对物质转运能力的增强 与G1期 细胞膜变化相关；多种因素 如 胆固醇、各种生长因子受体、酪氨酸磷酸化等 均对细胞膜转运作用产生影响 S期中完成DNA复制S期是DNA复制期，也合成组蛋白与非组蛋白；DNA复制 遵循严格时间顺序，通常 CG含量高的DNA 先复制，AT含量高的序列 后复制；常染色质 先复制，异染色质 后复制；异染色质

32、化的X染色体的复制 发生在其他染色体复制完成后S期也是组蛋白合成主要时期，其合成与DNA的复制 同步进行、相互依存；随着DNA复制，组蛋白大量合成、入核，与已复制的DNA结合，组装成 核小体，进而姊妹染色单体组蛋白持续的磷酸化 发生于S期，H1组蛋白 进一步磷酸化，H2A的磷酸化 贯穿整个细胞周期中心粒的复制 完成于S期，相互垂直的一对中心粒 彼此分离，各自在垂直方向 形成一个 子中心粒细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G2期是细胞分裂的准备期G2期 大量合成RNA、ATP 和与M期结构功能 相关的蛋白质，如 微管蛋白、MPF促进细胞

33、 从G2期进入S期G2期 中心粒体积 逐渐增大，开始分离 并移向 细胞两极 M期中细胞进行分裂细胞形态结构 发生显著改变，染色体凝集、分离；核膜、核仁破裂 及重建；纺锤体、收缩环形成，细胞分裂为二M期 细胞变圆，染色质的高度凝集降低其模板活性，该期细胞中的RNA合成 处于抑制状态，除了一部分 与周期调控 密切相关的蛋白外，细胞蛋白质合成 也几乎全部停止细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期的调控细胞周期中的 生化、形态结构 变化，均是在细胞本身 和环境因素 严格控制下 有序进行的细胞中 多种蛋白 构成复杂网络，通过一系列生化反应

34、对细胞周期主要事件 加以控制 细胞周期蛋白与细胞周期依赖激酶构成细胞周期调控系统的核心 1.细胞周期蛋白细胞周期蛋白cyclin 是真核细胞的一类蛋白，随细胞周期进程 周期性地出现、消失；真核生物的cyclin 是一类功能相似的同源蛋白，由一个 相关基因家族 编码，种类达 数十种哺乳动物的 细胞周期蛋白 包括cyclin AH，在细胞周期各个特定阶段中，不同的周期蛋白 相继表达细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。在G1期表达的细胞周期蛋白有：cyclin A、C、D、E，其中cyclin C、D、E 三种蛋白 只在G1期表达，进入S期即

35、降解；且只在G1期向S期转化过程中 起调节作用，被称作：G1期蛋白cyclin是G1S期转化必需，在哺乳动物中 有三种具有组织特异性的cyclin，13cyclin A 合成于G1期向S期转化过程中，中期消失，属S期周期蛋白；cyclin B 表达起始于S期，在G2M时达到高峰，随M期的结束而降解不同的周期蛋白 在分子结构上 存在共同特点，均含 一段氨基酸保守的 细胞周期蛋白框，约100aa 组成，可与 Cdk(cyclin依赖性激酶)结合，参与 细胞周期的调控S期和M期的 cyclins(如cyclin A、cyclin B)的近N端，含有9个aa的破坏框 特殊序列，为中期后cyclin A

36、、cyclin B的快速降解发挥作用细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。G1期 cyclins无破坏框，可以通过其C末端的一段 PEST序列(富含Pro(P),Glu(E),Ser(S)和Thr(T)的序列)介导 发生降解cyclins 常通过 多聚泛素化途径 被降解；泛素是一种 76个aa 组成的高度保守的蛋白质，当其C端 与非特异性泛素活化酶E1 结合后，被活化，E1-泛素复合体 将泛素转移到 泛素结合酶E2上，最终由APC(后期促进复合物anaphase promoting complex泛素连接酶E3)催化下，泛素 连接于cyc

37、lin破坏框附近的 赖氨酸残基上；其它泛素分子 相继结合前一个连接的 泛素分子的赖氨酸残基，形成 多聚泛素链，被 蛋白酶体识别 并降解细胞周期及其调控泛素三维泛素三维结构结构羧基羧基 连接蛋白质的连接蛋白质的 赖氨酸残基赖氨酸残基文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。由APC控制的蛋白水解 M-cyclin 在蛋白酶体中降解泛素化酶多聚泛素链APC 泛素化并水解M-cyclins和其他有丝分裂调节蛋白细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。由APC激发的姊妹染色单体分离 失活的APC活化的APC 粘附

38、蛋白(cohesion)复合物纺锤体中期后期剪切和解离粘附蛋白失活的失活的separase泛素化 以及 降解securin活化的 separase通过 泛素化 降解机制，可引起 M期 连接两个染色单体的 粘附蛋白 cohesin降解，促使染色单体分开，使细胞进入M后期细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2.细胞周期蛋白依赖性激酶细胞周期依赖性蛋白激酶 cyclin-dependent kinase,Cdk 为一类 必须与 cyclin 结合后 才具有 激酶活性的 蛋白激酶；通过磷酸化 参与细胞周期 调控的 关键 蛋白质现已被鉴定的 Cd

39、k为 Cdk18，均存在相似的 激酶结构域，其中有一小段序列 高度保守，是介导 激酶与 周期蛋白 结合的区域在细胞周期各阶段，不同Cdk 通 过结合特定的 周期蛋白，磷酸化 下游蛋白，引发、控制细胞周期 的一些主要事件细胞周期及其调控因cyclin在细胞周期中不断地被合成、降解，Cdk对蛋白质 磷酸化的作用也呈周期性变化文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。人类将最早在 M期的细胞质内 发现的 促进卵细胞成熟 和加速 体细胞进入 有丝分裂的物质，命名为：促细胞成熟因子maturation promoting factor，MPF 或 促细胞分裂因子mit

40、osis promoting factor，MPF实际上MPF 就是 cyclin+Cdk 激活细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。Cdk的活性 受到 Cdk激酶抑制物(Cdk inhobitor,CKI)的负性调节，有多种CKI存在，哺乳类的CKI分为：CIP/KIP、INK4两个家族；属于CIP/KIP 有：p21Cip/Waf1、p27Kip1、p57kip，属于 INK4 有：p16INK4、p15INK4、p18INK4CKI对 Cdk的抑制作用，通过 结合cyclin-Cdk复合物，改变Cdk 活性位点的 空间位置细胞周期及

41、其调控在细胞周期各阶段，不同CKI 结合不同的cyclin-Cdk复合物，对细胞周期进行调控G1期与S期 是CKI 作用的主要阶段文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。3.cyclin-Cdk 的调控作用Cyclin-Cdk复合物 是细胞周期调控体系 的核心，其周期性的 形成与降解，引发细胞周期进程中 特定事件的出现，促成G1期向S期、G2期向M期、中期向后期 等关键过程的 不可逆转的转换细胞周期及其调控在所有的真核生物里，有三种cyclins是共有的：G1/S-cyclins：在G1末期 结合Cdk，有助于 细胞开始DNA复制S-cyclin：在S期

42、结合Cdk，是DNA复制 起始所必须的M-cyclins：促进 有丝分裂 事件的发生文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。CYCLIN-CDK复合体 脊椎动物 芽殖酵母CYCLINCDKCYCLINCDKG1-Cdkcyclin D*Cdk4,Cdk6Cln3Cdk1*G1/S-Cdkcyclin ECdk2Cln1,2Cdk1S-Cdkcyclin ACdk2Clb5,6Cdk1M-Cdkcyclin BCdk1*Clb1,2,3,4Cdk1*哺乳类中有3种D cyclins，即cyclinD1,cyclinD2,cyclinD3*在脊椎动物和裂殖酵母

43、，Cdk1原名都叫Cdc2，而在芽殖酵母中其原名叫Cdc28脊椎动物和芽殖酵母的主要Cyclins和Cdks细胞周期及其调控现已经发现，分属M、G1、G1/S等期的 cyclin-Cdk复合体文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。M期 cyclinB-Cdk1复合物，催化：核纤层蛋白 磷酸化核膜崩解；中期 姐妹染色单体 着丝粒的分离而有丝分裂末期，cyclinB 在APC作用下，经 泛素化 被降解，细胞内许多磷酸化过程 逆转，包括 胞质分裂进行，M期趋向结束细胞周期及其调控如 37页，APC的激活 与染色单体 的分离文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模

44、仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期检测点监控细胞周期的运行细胞中存在 一系列监控系统，对细胞中 发生的重要事件 以及出现的故障 加以检测，只有当这些事件 完成 或故障修复后 才允许 细胞周期 进一步运行，该监控系统 即为 检测点/限制点(check point/limited point)包括：DNA未复制 检测点 纺锤体 组装 检测点 染色体 分离 检测点 DNA 损伤 检测点细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。未复制检测点DNA损伤检测点 纺锤体组装检测点 染色体分离检测点 DNA损伤检测点 DNA损伤检测点磷酸化Ty

45、r15和Tyr14位点去磷酸化 磷酸化一系列蛋白 DNA损伤检测点细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。多种因素与细胞周期调控密切相关 1.生长因子细胞 自分泌 或旁分泌 产生的多肽类，与细胞膜上 特异性受体 结合后，经信号级联传递，调节细胞周期进程没有物种特异性，但有一定的组织和细胞的特异性；如：表皮生长因子(EGF)，血小板源生长因子(PDGF)，转化生长因子(TGF)，成纤维细胞生长因子(FGF)，神经生长因子(NGF)等一种细胞的细胞周期 可受多种生长因子调节，而一种生长因子 可作用于 多种细胞的增殖 2.抑素抑素chalone

46、是细胞自身分泌的，能抑制 细胞周期进程的 糖蛋白，主要在G1期末、G2期 起作用，分别抑制细胞 进入S期、M期细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。抑素 与膜上特异性受体结合，引起信号转换、向胞内传递，抑素对 细胞周期的作用，无毒并可逆，有组织特异性，血液细胞表面 广泛存在抑素受体 3.cAMP与cGMPcAMP与cGMP 均为 细胞信号转导过程中 重要的胞内信使，在细胞周期中，两者相互拮抗，控制细胞周期进程；cGMP正调控，促进细胞分裂，cAMP负调控 4.RNA剪接因子 SR蛋白及SR蛋白特异的激酶影响剪接的因子：SR与SR特异激酶

47、与细胞周期调控有关；SR磷酸化 起始RNA剪接，去磷酸化进行剪接过程；其磷酸化水平 受SR特异激酶控制，两者共同作用 调控细胞周期细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期调控中癌基因和抑癌基因的作用癌基因 oncogene家族、抑癌基因anti-oncogene家族 都参与细胞周期调控，其产物分别促进、抑制 细胞增殖，当其发生突变 或失活，引起细胞 异常增殖、癌变 癌基因家族通过多种产物对细胞周期进行调控病毒癌基因 V-oncogene 是一些 逆转录病毒 基因组 具有的，异常活化后 导致细胞无限增殖、癌变脊椎动物中，与V-onc相

48、似的同源DNA序列，称：细胞癌基因 C-onc,或 原癌基因proto-oncogene原癌基因 是显性基因，正常组织较少表达，是细胞生长、增殖 必须的基因；其突变导致过度表达，将使细胞增殖异常，癌变癌基因、原癌基因 包括：src、ras、sis、myc、myb 等基因家族成员细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。其产物种类较多，主要分为 生长因子类蛋白、生长因子受体蛋白、细胞内信号转导相关蛋白、及 转录因子，以多种方式参与周期调控抑癌基因从转录水平影响细胞周期抑癌基因 是正常细胞具有的，抑制细胞恶性增殖的一类基因；其基因产物 多为 转录

49、因子、转录因子结合蛋白，对细胞周期进行 负调控属于隐性基因，现已鉴定十几种 抑癌基因，其中 Rb、p53基因的 作用机制研究较深入Rb：遗传性视网膜母细胞瘤 Retinoblastoma 基因，分布于胞核，在细胞周期中 改变其磷酸化状态，控制与其结合的转录因子活性，影响细胞周期相关蛋白基因的表达p53：最重要的 抑癌基因，基因产物 分子量53kD，半衰期短，分布核中，可作为转录因子或与其他转录因子结合，在细胞周期中直接及间接影响细胞周期相关基因的转录，使细胞滞留于G1期；p53基因也在DNA损伤检测点 发挥作用，滞留细胞在G1期，保证DNA的修复细胞周期及其调控文档仅供参考，不能作为科学依据，

50、请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。细胞周期与组织再生细胞分裂、增殖 是组织再生的基础，生理性再生 是干细胞stem cell分裂的结果；补偿性再生 是机体一些不发生增殖的组织，受损伤后 重新开始分裂的现象补偿性再生中，促使细胞重新分裂、增殖的胞外信号分子，只要为：细胞因子、生长因子等 细胞周期与肿瘤发生 肿瘤细胞的G1期通常较长肿瘤细胞的 周期比正常细胞 更长些，主要是 肿瘤细胞G1期变长；但是 肿瘤组织处于G0期的细胞极少，引起肿瘤快速生长肿瘤细胞 周期调控 出现很多异常，正负调控因子间 作用失去平衡；通常 抑癌基因调控体系，都出现了变异失活p53 基因具有 广泛的肿瘤抑制作用，