武汉大学细胞考研答案第三类.doc

第三类：细胞周期/调控/分化 1、2002论述3#——试述cyclin与CDK在细胞周期调控的作用原理及主要下游事件 Cyclin周期蛋白不仅仅起激活CDK的作用，还决定了CDK何时、何处、将何种底物磷酸化，从而推动细胞周期的前进。分为G1型、G1/S型S型和M型4类，各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合。 细胞在生长因子的刺激下，G1期cyclin D表达，并与CDK4、CDK6结合，使下游的蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化的Rb释放出转录因子E2F，促进许多基因的转录，如编码cyclinE、A和CDK1的基因。 在G1-S期， cyclinE与CDK2结合，促进细胞通过G1/S限制点而进入S期。 在G2-M期，cyclinA、cyclinB与CDK1结合，CDK1使底物蛋白磷酸化、如将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体等下游细胞周期事件。 在中期当MPF活性达到最高时，通过一种未知的途径，激活后期促进因子APC，将泛素连接在cyclinB上，导致cyclinB被蛋白酶体（proteasome）降解，完成一个细胞周期 M期CDK的激活起始于分裂期cyclin的积累，在胚胎细胞周期中cyclin一直在合成，其浓度决定于降解的速度；但在大多数细胞的有丝分裂周期中，cyclin的积累是因为在G2-M期M-cyclin基因转录的增强。 随着M-cyclin的积累，结合周期蛋白的M-CDK（CDK1）增加，但是没有活性，这是因为Wee1激酶将CDK1的Thr14和Tyr15磷酸化的缘故，这种机制保证了CDK-cyclin能够不断积累，然后在需要的时候突然释放。 在M期，一方面Wee1的活性下降，另一方面CDC25使CDK去磷酸化，去除了CDK活化的障碍。CDC25可被两种激酶激活，一是polo激酶，另一个是M-CDK本身。激活的M-CDK还可以抑制它的抑制因子Wee1的活性，形成一个反馈环。因此不难想象只要有少量的CDK被CDC25或polo激活，立即就会有大量的CDK被活化。 CDK的激活还需要Thr161的磷酸化，它是在CDK激酶(CDK activating kinase CAK)的作用下完成的 2、2003简7#——经诱变处理发现生活受精卵不能启动分裂，试推测突变基因可能主要涉及哪些生理过程调控（检验点） 细胞周期检验点 细胞要分裂，必须正确复制DNA和达到一定的体积，在获得足够物质支持分裂以前，细胞不可能进行分裂。细胞周期的运行，是在一系列称为检验点（check point）的严格检控下进行的，当DNA发生损伤，复制不完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断。 细胞周期检验点由感受异常事件的感受器、信号传导通路和效应器构成，主要检验点包括（图13-28）： G1/S检验点:在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点(restriction point)，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？ S期检验点：DNA复制是否完成？ G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？ 中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。 ATM（ataxia telangiectasia-mutated gene）是与DNA损伤检验有关的一个重要基因。最早发现于毛细血管扩张性共济失调症患者，人类中大约有1%的人是ATM缺失的杂合子，表现出对电离辐射敏感和易患癌症。正常细胞经放射处理后，DNA损伤会激活修复机制，如DNA不能修复则诱导细胞凋亡，总之不会形成变异的细胞。 ATM编码一个蛋白激酶，结合在损伤的DNA上，能将某些蛋白磷酸化，中断细胞周期。其信号通路有两条。 一条是激活Chk1（checkpoint kinase）,Chk1引起CDC25的Ser216磷酸化，通过抑制CDC25的活性，抑制M-CDK的活性，使细胞周期中断。 另一条是激活Chk2，使P53被磷酸化而激活，然后P53作为转录因子，导致P21的表达，P21抑制G1-S期CDK的活性，从而使细胞周期阻断。 3、2003论述4#——分别举例说明影响细胞分化的主要原因 细胞分化(cell differentiation)：在个体发育中，由一 种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心；细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成；合成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异性表达；差异性表达的机制是由于基因表达的组合调