chapter12细胞周期和细胞分裂.ppt

12.1 细胞周期cell cycles 通过细胞分裂产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成子细胞结束为止所经历的过程称为细胞周期。 在这一过程中, 细胞的遗传物质复制并均等地分配给两个子细胞。 12.1.1 细胞周期时相及类型 ?Phases of the cell cycle ◆G1期(Gap 1 phase),即从M期结束到S期开始前的一段间歇期; ◆S期,即DNA合成期(DNA synthetic phase); ◆G2期(Gap 2 phase), 即DNA合成后(S期)到有丝分裂前的一个间歇期; ◆M期,即有丝分裂期(mitosis phase)。 不一定每种细胞都有四个时期，如胚胎细胞没有G1期。 ◆持续分裂细胞 如性细胞、造血干细胞 ◆终端分化细胞 永久性失去了分裂能力的细胞。高度特化的细胞, 如哺乳动物的红细胞、神经细胞等。 ◆G0细胞 又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期,不进行增殖,也叫静止细胞群,如某些免疫淋巴细胞, 肝,肾细胞等。 12.1.2 细胞周期各时相的合成活动 ◆G1期 (Gap1 phase) DNA合成前期。主要合成rRNA、蛋白质、脂类和碳水化合物。在G1期的后期, DNA合成酶的活性大大增加。 ◆S 期 (synthesis phase) DNA合成期。合成DNA，组蛋白, DNA复制所需的酶都在这一时期合成。 ◆G2 期(Gap 2 phase) 大量合成ATP、RNA、蛋白质, 包括微管蛋白和成熟促进因子MPF(maturation promoting factor)等，为有丝分裂作准备。 ◆ M期 核分裂和胞质分裂，并形成两个子细胞。 12.1.3 细胞周期的研究方法 ?细胞同步化(synchronization) ◆诱导同步法 ●DNA合成阻断法 胸腺嘧啶 ●中期阻断法 秋水仙素 ◆选择同步法(selection synchrony) ●有丝分裂选择法 ●细胞沉降分离法 ◆条件突变(conditional mutants) 12.2.1 细胞周期调控概述 ◆细胞周期的控制系统(cell-cycle control system) 类似于中央控制系统(central control system)。 细胞周期中的基本事件, 如DNA复制、有丝分裂、胞质分裂都是通过中央的细胞周期控制系统控制的。 12.2.2 蛋白激酶在细胞周期调控中的作用 细胞周期的控制有两个主要事件: 对DNA复制起始的控制 对染色体凝集的控制 将处于分裂期的细胞（M期）与处于细胞周期其他时期（G1期、S期、G2期）的细胞融合, M期的细胞质总是能够诱导非有丝分裂的细胞中的染色质凝集,这种现象称为染色体超前凝集。 后来称为成熟促进因子MPF (maturation promoting factor，MPF) ，是指M期细胞中存在的促进细胞分裂的因子。 是由两个不同的亚基组成的异质二聚体: ●催化亚基 ▲是丝氨酸/苏氨酸型蛋白激酶 ▲其活性有赖于周期蛋白，故蛋白称为周期依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinases,Cdks); ●调节亚基：周期蛋白(cyclin)。 ●获得同步化的受精的海胆卵细胞 ●在有放射性氨基酸的培养液中培养 ●每10分钟取一次样分离纯化蛋白质进行分析 ◆实验结果 ●发现了周期蛋白B(cyclin B)： ●周期蛋白B的cDNA克隆与周期蛋白B的鉴定 ◆多遍在蛋白化作用(polyubiquitination) ●遍在蛋白活化酶(ubiquitin-activating enzyme, E1) ●遍在蛋白缀合酶(ubiquitin-conjugating enzyme, E2) ●遍在蛋白连接酶(ubiquitin ligase, E3) ，又称为促后期复合物 (anaphase-promoting complex, APC) 。 ◆蛋白酶体的降解作用 ◆当MPF的活性在有丝分裂中期达到最高峰时, 它将APC磷酸化并将其激活； ◆接着发生周期蛋白B遍在蛋白多聚化, 引起周期蛋白B的降解； ◆由于周期蛋白B是MPF的一个必需亚基, 它的降解势必导致MPF的失活； ◆在G1期的后期,APC失活,使得周期蛋白B的浓度升高,同时提高MPF的活性, 以便进入下一个有丝分裂期。 ◆三类周期蛋白-CDK复合物: ●G1期周期蛋白-CDK复合物 ●S期周期蛋白-CDK复合物 ●M期周期蛋白-CDK复合物 ◆三个关键的过渡 ●G1期→S期 ●中期→后期 ●后期→末期及胞质分裂期过渡 12.2.3裂