医学细胞生物学细胞期及其调控细胞周期本科2.ppt

第二节 细胞周期及其调控 一、细胞周期的基本概念 细胞周期(cell cycle) 连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂完成所经历的全过程。在这一过程中，细胞通过一系列的生化事件复制细胞的组分，然后将细胞一分为二，这种周期性的复制和分裂过程称为细胞周期。包括间期和有丝分裂期。 细胞周期 根据细胞增殖能力的不同，将细胞分为三类： ? 周期性细胞 ? G0期细胞 ? 终末分化细胞 二、细胞周期各时相的动态与生物大分子的合成 ?细胞进行活跃的RNA和蛋白质的合成,细胞体积增大, RNA聚合酶活性升高。 G1期向S期转换所需蛋白（触发蛋白、钙调蛋白、细胞周期蛋白等）； S期DNA复制起始和延长所需要的酶（解螺旋酶、DNA聚合酶）。 ? 多种蛋白质的磷酸化 组蛋白、非组蛋白及某些蛋白激酶 ? 细胞膜对物质的转运功能增强 (二) S 期（合成期） (三) G2期 (有丝分裂准备期) ?合成大量的RNA、ATP及细胞进入有丝分裂期所需要的结构与功能相关的蛋白，为细胞进入M期作准备。 ? S期复制的中心粒，在G2期成熟，并移向细胞两极。 G2晚期到M期之前，中心粒周围形成晕（中心粒周围物质）。 ? 为什么细胞能够严格的按照顺序从 间期?前期?中期?后期?末期？ 三、细胞周期的调控 细胞周期调控系统 （一）细胞周期调控系统的核心 1. 细胞周期蛋白 (Cyclin) Cyclin: 是一类普遍存在于真核细胞中，随细胞周 期的变化呈周期性的合成和降解的蛋白质。 G1期：cyclinC、D、E，促进G1/S转变 （G1期周期蛋白） G1期 向 S 期转变：cyclinA（S期周期蛋白） S期：cyclinB开始表达 G2/M：cyclinB表达达到高峰（M期周期蛋白） M期末： cyclinB降解 Cyclin 需与Cdk结合参与细胞周期活动的调节。 2.细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶 (Cyclin-dependent kinase, Cdk) Cdk的活化机制 哺乳动物的CKI包括两个家族： （1）CIP/KIP (Kinase inhibition protein)家族：p21、p27、p57 （2） INK4(Inhibitor of cdk 4)家族： p15、p16、 p18、p19 4.促进Cdk调节因子降解的酶复合物 ? SCF：对CKI进行降解 ? APC：对cyclin进行降解 （二）细胞周期检查点 （1）未复制DNA检测点 （2）纺锤体组装检测点 （3）染色体分离检测点 （4）DNA损伤检查点 （三）细胞周期的胞内调控 （三）细胞周期的胞内调控 2. G2/M 期的转换 3. M期的调控作用 4.G1期的调控 （1） MPF活性的持续抑制 Rb蛋白是视网膜母细胞瘤蛋白，通过结合E2F来调节细胞周期。 5. DNA损伤检测点 辐射和一些化学物质可以使DNA受损。机体DNA损伤检查点可以阻止受损DNA进入细胞周期。 （四）多种因素与细胞周期调控密切相关 1.生长因子 生长因子是一类多肽类蛋白质，与细胞膜上特异性受体结合来促进细胞增殖。 2.抑素 细胞分泌的糖蛋白，能够抑制细胞周期的进行。 3.cAMP和cGMP cGMP：促进DNA和组蛋白的合成 cAMP与cAMP作用相拮抗 4.SR蛋白及SR蛋白特异的激酶 G2期：DNA损伤信号 cdc25 磷酸化 磷酸化cdc25 （失活） 去磷酸化 Thy15-pi Thy15 M-cdk失活 M期 G1期：DNA损伤信号通过p53蛋白的阻碍作用，阻止细胞进 入S期。 G1期中DNA损伤与p53活化作用 活化的p53结合到p21基因的调控区 激活 转录 翻译 p21(CKI) G1 期 S 期 cyclinE Cdk2 cyclinE Cdk2 ▲ 生长激素 细胞表面相应受体 触发一系列信号传递反应 激活细胞周期控制系统，相应调节蛋白产生 调控细胞周期的进行 1.生长激素 细胞质 细胞核 活化细胞周期控制系统 生长激素 生 长 激 素 对 细 胞 周 期 的 影 响