细胞生物学-10.3

第二节 细胞周期,细胞增殖周期,从亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束所经历的全过程。,Cell generation cycle,cell generation cycle,细胞周期各时相的划分,G1 ( Gap1) 间期 S ( DNA synthesis) G2 ( Gap2)细胞周期 分裂期 M,M,S期 ( DNA synthesis),S,二、细胞周期时间,完成细胞周期所需的时间称为细胞周期时间（ TC ）。包括：分裂间期：细胞生长阶段（、）分裂期：核、质分裂（）TC TG1 + TS + TG2 + TM,哺乳动物细胞周期的时间（小时）,TC TG1 + TS + TG2 + TM,细胞周期时间的差异主要 由 期时间决定时间最短的时相是 期,G1,M,summary,G1期S期G2期M期,三、细胞周期各时相的动态变化,该期的中心任务是为S期的DNA合成做准备,（一）G1 stage （ DNA合成前期）：,细胞体积增大合成各种RNA和蛋白质蛋白质的磷酸化作用加强 （与DNA合成启动相关）,从细胞增殖的角度，细胞可分为几类？,持续增殖细胞 (Cycling cell ),概念：是指在细胞周期中连续运转的细胞，也称为周期性细胞。代表：皮肤基底层细胞。意义：组织更新,休眠细胞（quiescent cell）,概念：暂时离开细胞周期，停止分裂，执行一定的生物学功能，在适宜条件的诱导下可重新进入细胞周期，又称为G0期细胞。代表：淋巴细胞、肝、肾细胞等。意义：创伤愈合。,终末分化细胞(Terminally differentiated cells),概念：指永久性失去了分裂能力的细胞，高度特化，保持生理机能活动。代表：神经元细胞、肌细胞等。,肌细胞,神经细胞,特征,意义,举例,1、DNA复制 ：严格的时间顺序性。 GC-AT 常异染色质2、在S期合成的蛋白质 与DNA复制有关的酶组蛋白3、中心粒也在S期复制,（二）S期的特征（DNA合成期）,该期的中心事件是为DNA复制,中心粒的发育过程：,（三） G2 stage 的特征,（四）M stage （ Mitotic phase ）：,染色质凝集，纺锤体形成，收缩环出现， 遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。,合成骨架蛋白，尤其是微管蛋白,合成成熟促进因子（MPF）,占用时间最短细胞形态结构变化最大RNA和蛋白质合成最少染色体螺旋化程度最高,M期,该期的中心事件是为DNA均等分配,启动DNA的复制,细胞周期的调控,有丝分裂促进因子 MPF,Mitosis Promoting Factor,发现组成功能,The prematurely condensed chromosome, PCC(染色体超前凝集),推测：,M期细胞存在诱导染色质凝集的物质,African clawed frog gave scientists an opportunity to use injection type experiments,Biochemical studies with frog oocytes,推测：,MPF (Maturation promoting factor or M-phase promoting fator),成熟卵母细胞质存在诱导细胞成熟的物质,MPF的突破性进展：1988年，Maller实验室以非洲爪蟾卵母细胞为材料，分离获得了几微克的纯化MPF，并证明主要含有p32和p45两种蛋白。 p32和p45结合后，表现出蛋白激酶的活性，可以使多种蛋白质磷酸化。因而证明，MPF是一种蛋白激酶。,比较研究,1990，Paul Nurse, yeastMPF = P32 + P45P32 = Pcdc2 = P34cdc2 = CDK1P45 = cyclinBMPF = CDK1 + cyclinB,1988年Tim hunt证明了MPF的一个亚基是cyclinB。,首次鉴定、克隆出细胞周期的关键调控子之CDK分子,明确p34cdc2(cdk1)是MPF的另一亚基。,Paul Nurse,Leland Hartwell,Paul Nurse,Tim Hunt,发现了细胞周期调控的基因及START点。,首次鉴定、克隆出细胞周期的关键调控子之CDK分子。,第一个发现了细胞周期蛋白(cyclin) 。,三位学者对细胞周期研究的主要贡献,有丝分裂促进因子(MPF)1、MPF是一种细胞周期蛋白-CdK复合物2、组成(人类细胞)：由两种分子量的蛋白质组成。 CDK1(p34cdc2)：MPF的催化亚基，具激酶活性，含量恒定，可催化不同底物磷酸化。需与CyclinB结合才能被激活。 CyclinB(p56cdc13)：是MPF的调节亚基。含量呈周期性变化，具有调节p34cdc2的活性和选择激酶底物的作用。3、作用：促进细胞从G2M转变。,Prize citation