第十一章细胞增殖及其调控(王喜忠邹方东细胞生物学全套).ppt

四、细胞周期运转的阻遏(细胞周期运转的负调控) ◆细胞至少可通过两种不同机制阻遏细胞周期的运转： Cdk抑制蛋白(CDI)阻止Cyclin-Cdk复合物的装配或活 性；周期调控系统组分停止合成。 ◆CDI包括CIP/KIP家族和INK4家族，其作用是抑制Cyclin-Cdk复合物的装配或活性，而将细胞阻止在不同的检验点。如DNA受损后，细胞将停留于G1 Checkpoint 让DNA修复或者凋亡 ◆周期调控系统组分停止合成，如G0细胞，大部分Cyclin和Cdk都消失，这在多细胞生物尤其明显。 S期 ·DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构 ·S期DNA合成不同步 细胞周期长短测定 ◆脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 ◆流式细胞仪测定法(Flow Cytometry) ◆缩时摄像技术， 可以得到准确的细胞周期时间及分裂间 期和分裂期的准确时间。 细胞周期同步化 ◆自然同步化，如有一种粘菌的变形体plasmodia， 某些受精卵早期卵裂 ◆人工选择同步化 ◆药物诱导法 ◆条件依赖性突变株在细胞周期同步化中的应用： 将与细胞周期调控有关的条件依赖性突变株转移 到限定条件下培养，所有细胞便被同步化在细胞 周期中某一特定时期。 人工选择同步化 ·有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。优点是细 胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是 分离的细胞数量少。 ·密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量 上存在差别进行分离。优点是方法 简单省时，效率高， 成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用。 药物诱导法 · DNA合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法：最终将 细胞群阻断于G1/S交界处。优点是同步化效率高， 几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点是诱 导过程可造成细胞非均衡生长 · 分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来抑制细胞 分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点 是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对 较大 特异的细胞周期 特异的细胞周期是指那些特殊的细胞所具 有的与标准的细胞周期相比有着鲜明特点的细 胞周期。 ◆爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期 ◆酵母细胞的细胞周期 ◆植物细胞的细胞周期 ◆细菌的细胞周期 爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期 ·细胞分裂快,无G1期, G2期非常短,S期也短(所有复 制子都激活), 以至认为仅含有S期和M期 ·无需临时合成其它物质 ·子细胞在G1、G2期并不生长，越分裂体积越小 ·细胞周期调控因子和调节机制与一般体细胞标准的 细胞周期基本是一致的 酵母细胞的细胞周期 ·酵母细胞的细胞周期与标准的细胞周期在时相和 调控方面相似 ·酵母细胞周期明显特点:首先，酵母细胞周期持 续时间较短；细胞分裂过程属于封闭式，即在细 胞分裂时核膜不解聚；纺锤体位于细胞核内；在 一定环境下，也进行有性繁殖 植物细胞的细胞周期 ·植物细胞的细胞周期与动物细胞的标准细胞周期 非常相似，含有G1期、S期、G2期和M期四个时期。 ·植物细胞不含中心体，但在细胞分裂时可以正常 组装纺锤体。 ·植物细胞以形成中间板的形式进行胞质分裂 细菌的细胞周期 · 慢生长细菌细胞周期过程与真核细胞周期过程有 一定相似之处。其DNA复制之前的准备时间与G1期 类似。分裂之前的准备时间与G2期类似。再加上S 期和M期，细菌的细胞周期也基本具备四个时期 · 细菌在快速生长情况下，如何协调快速分裂和最 基本的DNA复制速度之间的矛盾 前期(prophase) ◆标志前期开始的第一个特征是染色质开始浓缩 (condensation)形成有丝分裂染色体(mitotic chromosome） ◆第二个特征细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体 (mitotic spindle)开始装配 ◆Golgi体、ER等细胞器解体，形成小的膜泡 ·这种染色体由两条染色单体(chromatid)构成 ·在前期末，染色体主缢痕部位形成一种蛋白复 合物称为动粒(kinetochore) 间期动物细胞含一个MTOC，即中心体，在 S期末，两个中心粒在各自垂直的方向复制出一个中心粒，形成两个中心体。当前期开始时， 2个中心体移向细胞两极，并同时组织微管生 长，由两极形成的微管通过微管结合蛋白在正 极末端相连，最后形成有丝分裂纺锤体。 前中期(prometaphase) ◆核膜破裂成小的膜泡，这一过程是由核纤层蛋白中 特异的Ser残基磷酸化导致核纤层解体 ◆纺锤体微管与染色体的动粒结合，捕捉住染色体 每个已复制的染色体有两个动粒，朝相反方向，保 证与两极