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细胞核与细胞分裂 基础医学研究所 病理生物学研究室 Dolly’s Fate 第一部分 细胞核 细胞核的组成及主要功能 染色质和染色体 相关技术 核膜与核孔复合体 严格控制细胞核内外物质的交换 保护遗传物质DNA免受细胞骨架纤维运动所产生的机械力的损伤 将细胞分为完整的结构和功能区域，从而使DNA复制、RNA转录和加工与蛋白质翻译在时空上分隔，防止彼此干扰 非组蛋白的特性和生物学功能 能够识别特异的DNA序列 识别与结合靠氢键和离子键 识别的DNA序列在进化上高度保守 数量少，但功能多样 帮助DNA分子折叠，形成不同的结构域从而有利于DNA的复制和基因的转录 协助启动DNA复制 控制基因转录和调节基因表达 染色体的分类 1、中间着丝点染色体：“V型” 2、近中着丝点染色体：“L型” 3、近端着丝点染色体：“棒状” 4、端着丝点染色体： “棒状” 5、粒状染色体： “颗粒状” 染色体 部分生物的染色体数目 （6）特种染色体 多线染色体：来源于核内有丝分裂，即核内DNA多次复制产生的子染色体并行排列，且体细胞内同源染色体配对，紧密结合在一起，从而组织染色质纤维进一步聚缩，形成体积很大的染色体结构。 灯刷染色体：是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体，它是一个二价体，包含4条染色单体，此时同源染色体尚未完全解除联会，因此可以见到多处交叉。 思考题 解释染色体DNA的关键序列及其主要作用和生物学意义 细胞增殖(cell proliferation)的意义 细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。 单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。 多细胞生物由一个单细胞(受精卵)分裂发育而来，细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。 成体生物细胞增殖，主要取代衰老死亡的细胞，维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。 机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞增殖。 细胞周期内容概要 细胞周期 细胞周期的调控 细胞周期(cell cycle)概述 基本概念： 细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。 细胞周期中不同时相及其主要事件 细胞周期长短测定 ◆3H-TdR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) 细胞周期同步化 （二） 细胞周期的调控 ●三处关键细胞周期检验点(Cell Cycle Checkpoint) ●三种重要周期调控因子MPF、SPF和APC ●Cyclin-Cdk复合物的多样性和调控方式 ●细胞周期运转的阻遏(细胞周期运转的负调控) A.细胞周期检验点(checkpoint) 细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制,主要是确保周期每一时相事件的有序、全部完成并与外界环境因素相联系 G1/S检验点：酵母（Start）；动物细胞（Restriction Point） G2/M检测点 中期/后期检测点 B. 三种主要周期调控因子 （MPF、SPF和APC） MPF (Maturation-promoting factor，Mitosis promoting factor)的发现及其生化实质 三种调控因子的比较 三种调控因子和三处调控检测点共同调控细胞周期 人M期HeLa细胞与G1、S、G2期细胞融合诱导PCC：提示M期细胞存在诱导PCC的因子 注射实验表明：成熟卵细胞质中，含有卵母细胞成熟的因子，称做MPF MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；由M期的周期蛋白B与Cyclin-Cdk (Cyclin-dependent protein kinase)共同形成的复合物。MPF=p34cdc2+cyclinB C.Cyclin-Cdk复合物的多样性及调控方式 ◆ Cyclin-Cdk复合物的多样性 Cyclin-Cdk---调控细胞周期的引擎： 不同的周期蛋白与不同的CDK结合，构成不同的Cyclin-Cdk； 不同的Cyclin-Cdk在不同的时相表现活性，影响不同的下游事件。 ◆ 周期调控因子的主要调控方式 Cdk的磷酸化和去磷酸化与活性的关系 Cyclin蛋白的降解 Cdc20 和Mad2蛋白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体前不能从动粒上释放，由于Mad2与Cdc20结合而抑制APC的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，APC才有活性，才启动细胞向后期转换。 D. 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