《细胞周期与分裂》课件.ppt

1、细胞生物学细胞生物学细胞生物学2023-1-82023-1-81 1第一节第一节 细胞分裂细胞分裂2023-1-82023-1-82 2有丝分裂器有丝分裂器有丝分裂时由微管及其结合蛋白组成的有丝分裂时由微管及其结合蛋白组成的星体星体(aster)(aster)和和纺锤体纺锤体(spindle)(spindle)组成。组成。2023-1-82023-1-83 3动粒动粒kinetochorekinetochore2023-1-82023-1-84 4中心体周期中心体周期中心体中心体：与微管装配、细胞分裂密：与微管装配、细胞分裂密切相关的细胞器，静止期细胞通常切相关的细胞器，静止期细胞通常含有一个

2、中心体。含有一个中心体。中心体中心体中心粒中心粒周围无定型物质周围无定型物质2023-1-82023-1-85 5中心体周期中心体周期G1G1期期:有一对相互垂直中心粒有一对相互垂直中心粒.G1.G1期末开始复制。期末开始复制。S S期期:两中心粒稍有分离，各自两中心粒稍有分离，各自在其垂直方向长出一个子中心在其垂直方向长出一个子中心粒，复制完成。粒，复制完成。G2G2期期：复制的中心粒延长完成：复制的中心粒延长完成，连同它组装的星体开始向两，连同它组装的星体开始向两极分离。极分离。MM期末期末：每个子细胞各获得一：每个子细胞各获得一对中心粒。对中心粒。2023-1-82023-1-86 6

3、细胞增殖周期细胞增殖周期0412812356791013141511小时小时G G1 1期期S S期期(DNA(DNA合成合成)G G2 2期期MM期期G G0 0期期2023-1-82023-1-87 72023-1-82023-1-88 8有丝分裂有丝分裂 (mitosis)(mitosis)染色质组装为染色体染色质组装为染色体 有丝分裂器形成，遗传物质均分有丝分裂器形成，遗传物质均分 核仁、核膜的消失和重建核仁、核膜的消失和重建一一.有丝分裂过程：有丝分裂过程：前期、中期、后期、末期前期、中期、后期、末期 染色质凝聚染色质凝聚核被膜崩解核被膜崩解纺锤体形成纺锤体形成1.前期前期2023-

4、1-82023-1-89 9(prophase)(prophase)2023-1-82023-1-810102023-1-82023-1-811112023-1-82023-1-812122023-1-82023-1-81313赤道面赤道面(equatorial plane)(equatorial plane)2023-1-82023-1-81414赤道面赤道面(equatorial plane)(equatorial plane)2023-1-82023-1-815152023-1-82023-1-81616后期后期(anaphase)(anaphase)2023-1-82023-1-817

5、172023-1-82023-1-81818细胞质分裂细胞质分裂：从从后期开始，肌动蛋白和肌球后期开始，肌动蛋白和肌球蛋白聚合的微丝，在细胞膜下形成的蛋白聚合的微丝，在细胞膜下形成的收缩环收缩环，将细胞缢缩，使细胞质均匀地分成两部分，形将细胞缢缩，使细胞质均匀地分成两部分，形成两个子细胞。成两个子细胞。2023-1-82023-1-819192023-1-82023-1-820202023-1-82023-1-821212023-1-82023-1-82222微管动力蛋白与有丝分裂微管动力蛋白与有丝分裂1.1.在极间微管重叠区间相互滑在极间微管重叠区间相互滑动使中心体向两极分开。动使中心体向两

6、极分开。2.2.沿动粒微管运动，在其解聚沿动粒微管运动，在其解聚时将染色体锚定在微管上。时将染色体锚定在微管上。分裂后期：分裂后期：纺锤体极间微管纺锤体极间微管()端组装延端组装延长。长。动粒微管动粒端动粒微管动粒端()去组装。去组装。2023-1-82023-1-823232023-1-82023-1-82424vThe pushing and pulling forces The pushing and pulling forces drive the chromosomes to the drive the chromosomes to the metaphase platemetaph

7、ase plateMT behavior during formation of the metaphase plate.Initially,MT from opposite poles are different in length.Experimental demonstration of the importance of mecha-nical tension in metaphase checkpoint control.2023-1-82023-1-825252023-1-82023-1-826262023-1-82023-1-82727减数分裂减数分裂减减数数分分裂裂2023-1

8、-82023-1-828282023-1-82023-1-82929减数分裂减数分裂2023-1-82023-1-830302 2）偶线期（合线期）偶线期（合线期）vv2023-1-82023-1-831312023-1-82023-1-83232联会复合体联会复合体synaptonemal complexsynaptonemal complex2023-1-82023-1-83333vv 每一配对结构中共有每一配对结构中共有4 4条紧密结合在一起的条紧密结合在一起的染色单体，称染色单体，称四分体四分体。2023-1-82023-1-83434四分体四分体tetradtetrad同源染色体同源

9、染色体2023-1-82023-1-83535减数分裂减数分裂Sister chromatidSister chromatidN o n s i s t e r N o n s i s t e r chromatidchromatidTetradTetrad2023-1-82023-1-83636联会复合体消失联会复合体消失同源染色体分离同源染色体分离 以以交叉交叉点相连点相连染色体与核膜脱离染色体与核膜脱离四分体明显四分体明显2023-1-82023-1-83737交叉端化交叉端化chiasma chiasma terminalizationterminalization2023-1-820

10、23-1-83838减数分裂减数分裂2023-1-82023-1-83939减数分裂减数分裂2023-1-82023-1-840405 5）终变期）终变期2023-1-82023-1-84141减数分裂减数分裂2023-1-82023-1-842422023-1-82023-1-84343二、第二次减数分裂二、第二次减数分裂2023-1-82023-1-84444前期前期偶线期偶线期(配对配对)前期前期粗线期粗线期(重组重组)前期前期细线期细线期(凝集凝集)前期前期双线期双线期前期前期终变期终变期中期中期后期后期末期末期前期前期中期中期后期后期末期末期2023-1-82023-1-84545有

11、丝分裂有丝分裂体细胞分裂DNA复制一次细胞分裂一次子细胞染色体数目与母细胞相同前期短，染色体独立活动1个细胞形成2个遗传结构相同的子细胞减数分裂减数分裂形成生殖细胞DNA复制一次细胞分裂两次子细胞染色体数目减半前期长，发生联会、交叉等现象1个母细胞形成4个遗传结构不同的子细胞2023-1-82023-1-846461.什么是传统机械按键设计？什么是传统机械按键设计？传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的上的开关按键来实现功能的一种设计方式。开关按键来实现功能的一种设计方式。传统机械按键设计要点：传统机械按键设计要点：1.合理的选择按键的类型

12、，合理的选择按键的类型，尽量选择平头类的按键，以尽量选择平头类的按键，以防按键下陷。防按键下陷。2.开关按键和塑胶按键设计开关按键和塑胶按键设计间隙建议留间隙建议留0.050.1mm，以，以防按键死键。防按键死键。3.要考虑成型工艺，合理计要考虑成型工艺，合理计算累积公差，以防按键手感算累积公差，以防按键手感不良。不良。传统机械按键结构层图传统机械按键结构层图：按按键键开关开关键键PCBA2023-1-82023-1-84848Metaphase IAnaphase ITelophase Telophase I IInterphaseProphase Prophase II IIMetapha

13、se IITelophase IITelophase II2023-1-82023-1-84949有丝分裂有丝分裂 vs vs 减数分裂减数分裂2023-1-82023-1-85050有丝分裂有丝分裂 vs vs 减数分裂减数分裂2023-1-82023-1-851512023-1-82023-1-852522023-1-82023-1-853532023-1-82023-1-854542023-1-82023-1-85555细细胞胞增增殖殖周周期期2023-1-82023-1-85656第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期(cell cycle)(cell cycle)细胞周期细胞周期 分

14、裂间期：分裂间期：G1、S、G2分裂期：分裂期：M2023-1-82023-1-85757第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期后期后期有丝分有丝分裂间期裂间期有丝分裂有丝分裂期期(MM期期)DNADNA合成前期合成前期(Gap1,(Gap1,G G1 1)DNA synthesisDNA synthesis(S S期期)DNADNA合成后期合成后期(Gap2,(Gap2,G G2 2)前期前期中期中期末期末期G G1 1期期子细胞子细胞2023-1-82023-1-85858间期间期(interphase):(interphase):G1 G1G2 G2 S S有丝分裂期有丝分裂期(M ph

15、ase)(M phase)2023-1-82023-1-85959第二节第二节 细胞增殖周期细胞增殖周期0412812356791013141511小时小时G1期期S期期(DNA合成合成)G2期期M期期G0期期2023-1-82023-1-86060小鼠消化道上皮干细胞的周期时间小鼠消化道上皮干细胞的周期时间2023-1-82023-1-86161G0G0期期(静止期细胞静止期细胞)：暂时脱离细胞周期，停止暂时脱离细胞周期，停止分裂，去执行一定的生物学功能。在适当刺激下重新分裂，去执行一定的生物学功能。在适当刺激下重新进入细胞周期的细胞。进入细胞周期的细胞。2023-1-82023-1-862

16、62细胞周期细胞周期(cell cycle)(cell cycle)2023-1-82023-1-86363细胞周期各时相的动态细胞周期各时相的动态2023-1-82023-1-86464细胞周期各时相的动态细胞周期各时相的动态2023-1-82023-1-86565细胞周期各时相的动态细胞周期各时相的动态n细胞内细胞内DNADNA含量由含量由2n2n增至增至4n4n2023-1-82023-1-86666细胞周期各时相的动态细胞周期各时相的动态2023-1-82023-1-86767细胞周期各时相的动态细胞周期各时相的动态2023-1-82023-1-86868第三节第三节 细胞周期的调控细

17、胞周期的调控 一、细胞周期调控蛋白一、细胞周期调控蛋白 1.1.细胞周期蛋白细胞周期蛋白（cyclincyclin）2.2.细胞周期蛋白依赖激酶细胞周期蛋白依赖激酶 (Cyclin-dependent kinase,Cdk(Cyclin-dependent kinase,Cdk）3.3.Cdk Cdk 抑制因子抑制因子（Cdk inhibitor,CKICdk inhibitor,CKI）2023-1-82023-1-86969细胞周期调控蛋白的发现细胞周期调控蛋白的发现成熟促进因子成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)：M期细胞质注射入期细胞质注射入蛙

18、卵细胞内蛙卵细胞内成熟分裂成熟分裂2023-1-82023-1-87070催化亚单位催化亚单位：细胞周期蛋白依赖激酶细胞周期蛋白依赖激酶(Cdk1)调节亚单位调节亚单位：CyclinBCyclin-Cdk复合物：复合物：2023-1-82023-1-871711.1.细胞周期蛋白细胞周期蛋白(Cyclin)(Cyclin)：一类随细胞周期时相变化呈周期性合成和降解一类随细胞周期时相变化呈周期性合成和降解的蛋白质。的蛋白质。分类：分类：A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G、H H、T T。分子中存在约分子中存在约100100氨基酸组成的保守序列氨基酸组成的保守序列周周期蛋白框期

19、蛋白框，介导与，介导与Cdk Cdk 结合。结合。2023-1-82023-1-872722.2.细胞周期蛋白依赖激酶细胞周期蛋白依赖激酶(Cyclin-(Cyclin-dependent kinase,Cdk)dependent kinase,Cdk)：催化靶蛋白质的催化靶蛋白质的SerSer和和ThrThr的磷酸化，作用于不的磷酸化，作用于不同的细胞周期事件。在整个细胞周期中表达量同的细胞周期事件。在整个细胞周期中表达量较为恒定。较为恒定。按发现顺序命名按发现顺序命名:Cdk 1Cdk 18 82023-1-82023-1-87373不同不同cyclincyclinCdkCdk复合物启动细

20、胞周期的不同步骤复合物启动细胞周期的不同步骤2023-1-82023-1-87474Cyclin and CdksCyclin/CdkcomplexCyclinCdkG1-CdkCyclin DCdk 4,Cdk 6 G1/S-CdkCyclin ECdk 2S-CdkCyclin ACdk 2M-CdkCyclin BCdk 12023-1-82023-1-87575 G1期期CKI抑制抑制Cdk cyclinCdk激素激素生长因子生长因子G1晚期晚期cyclinG1-Cdk S S期期G2期期M-CdkMM期期 每种不同的每种不同的cyclin-Cdkcyclin-Cdk复合物都作为触发某

21、个特定细胞复合物都作为触发某个特定细胞周期事件的分子开关。周期事件的分子开关。2023-1-82023-1-87676G1bG1bG1cG1cG1dG1dS SG2G2MMG0G0PDGFRPDGFREGFREGFRG1aG1aCyclin DCyclin DCDK4,6CDK4,6Cyclin ECyclin ECDK2CDK2Cyclin ECyclin ECDK2CDK2Cyclin ACyclin ACDK2CDK2CyclinCyclin A,BA,BCDK2CDK2E2FE2F2023-1-82023-1-87777Cdk1Cdk1cyclinBcyclinBTyr15-pThr1

22、61-pweelweelWeelWeelCAKCAKCdk1cyclinBThr161-pcdc25Cdk1cyclinBCdkCdk活化激酶活化激酶（Cdk activating kinase,Cdk activating kinase,CAKCAK）cyclinH cyclinH Cdk7 Cdk7 p36p36 作用：作用：使使Cdk Cdk 上上Thr161Thr161磷酸化（活性磷酸化）磷酸化（活性磷酸化）WeelWeel激酶激酶：使使Cdk Cdk 上上Tyr15Tyr15磷酸化（抑制性磷酸化）磷酸化（抑制性磷酸化）M-CdkM-Cdk活化活化2023-1-82023-1-8787

23、82023-1-82023-1-87979M-CdkM-Cdk核纤层蛋白核纤层蛋白P P 核膜崩解核膜崩解染色体凝集染色体凝集蛋白蛋白P P染色体凝集染色体凝集CM130-PCM130-P纺锤体形成纺锤体形成M phaseM phase2023-1-82023-1-880803.CDK3.CDK激酶抑制因子激酶抑制因子(Cyclin-(Cyclin-dependent kinase inhibitors,CKI)dependent kinase inhibitors,CKI)1.CIP/KIP1.CIP/KIP家族：家族：p21p21、p27p27对对G G1 1期期CDKCDK起抑制作用，直

24、接起抑制作用，直接 抑制抑制 DNADNA复制。复制。2.INK2.INK4 4家族：家族：p16p16、p15p15主要抑制主要抑制CDKCDK4 4和和CDKCDK6 6活性，活性，阻止阻止G G1 1S S。2023-1-82023-1-88181CdkCdk抑制物蛋白能使细胞周期阻滞于抑制物蛋白能使细胞周期阻滞于G G1 1期期激活激活活化的活化的p53p53结合到结合到p21p21基因的调控区基因的调控区转录转录翻译翻译2023-1-82023-1-882822023-1-82023-1-883832023-1-82023-1-88484转转录录2023-1-82023-1-8858

25、5R R点：点：G G1 1期晚期的一特定时期。是调节细胞增殖周期的开关。期晚期的一特定时期。是调节细胞增殖周期的开关。接受多种环境信号的调节，控制细胞是否进接受多种环境信号的调节，控制细胞是否进入下一个周期。入下一个周期。1.G11.G1期期 检测点检测点(R(R点点)2023-1-82023-1-88686DNA复制检测点复制检测点纺锤体连接检测点纺锤体连接检测点R点点2023-1-82023-1-88787CdkCdk抑制物蛋白能使细胞周期阻滞于抑制物蛋白能使细胞周期阻滞于G G1 1期期激活激活活化的活化的p53p53结合到结合到p21p21基因的调控区基因的调控区转录转录翻译翻译20

26、23-1-82023-1-88888本节重点：本节重点：1 1减数分裂和有丝分裂各期形态学变化标志。减数分裂和有丝分裂各期形态学变化标志。2.2.减数分裂和有丝分裂意义及异同。减数分裂和有丝分裂意义及异同。3.3.细胞周期各时相生物化学变化特点。细胞周期各时相生物化学变化特点。4.4.细胞周期调控因素，如何调控。细胞周期调控因素，如何调控。2023-1-82023-1-88989G1bG1bG1cG1cG1dG1dS SG2G2MMG0G0PDGFRPDGFREGFREGFRG1aG1ap53p53p16,p15p16,p15p21p21p27p27pRBpRBp21p21p27p27Cyclin DCyclin DCDK4,6CDK4,6Cyclin ECyclin ECDK2CDK2Cyclin ECyclin ECDK2CDK2Cyclin ACyclin ACDK2CDK2CyclinCyclin A,BA,BCDK2CDK2E2FE2F2023-1-82023-1-890902023-1-82023-1-891912023-1-82023-1-89292