第九章细胞增殖

1、第九章第九章 细胞增殖细胞增殖 细胞增殖方式细胞增殖方式细胞的增殖周期细胞的增殖周期细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂细胞增殖的调控细胞增殖的调控细胞的减数分裂细胞的减数分裂细胞增殖：细胞增殖： 细胞通过细胞通过生长生长和和分裂分裂获得和母细胞一样遗传特征获得和母细胞一样遗传特征的子细胞，从而使细胞数目成倍增加的过程。的子细胞，从而使细胞数目成倍增加的过程。方式：方式： 无丝分裂无丝分裂 有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂细胞增殖方式细胞增殖方式细胞的增殖周期细胞的增殖周期细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂细胞增殖的调控细胞增殖的调控细胞的减数分裂细胞的减数分裂一、细胞增殖周期概念：一、细胞增殖周期概念：

2、 从亲代细胞分裂从亲代细胞分裂结束结束到子代细胞分裂到子代细胞分裂结束结束之间之间的间隔时期，为细胞增殖周期的间隔时期，为细胞增殖周期. . 分裂间期：分裂间期： G G1 1、S S、G G2 2 细胞活跃，时间长细胞活跃，时间长 细胞质和细胞质和DNADNA的复制的复制 MM期（分裂期）：期（分裂期）： 前、中、后、末前、中、后、末 时间短、动态过程时间短、动态过程暂不增殖细胞：进入暂不增殖细胞：进入G G0 0期的细胞期的细胞继续增殖细胞：皮肤上皮细胞继续增殖细胞：皮肤上皮细胞终端分化细胞：神经细胞，依靠干细胞补充终端分化细胞：神经细胞，依靠干细胞补充细胞周期长短的差异主要在于期的长短细

3、胞周期长短的差异主要在于期的长短二、各时相的特点二、各时相的特点（一）（一）G G1 1期期（DNADNA合成前期）合成前期）1 1、生化变化：、生化变化：合成合成大量大量的的RNARNA和蛋白质，蛋白质磷酸化，膜转和蛋白质，蛋白质磷酸化，膜转运功能增强，为细胞进入运功能增强，为细胞进入S S期作准备。期作准备。是决定细胞增殖状态的关键阶段是决定细胞增殖状态的关键阶段 可对环境反应可对环境反应2 2、G1G1期的调控期的调控 R R点：控制细胞增殖周期的开关，对环境敏感。点：控制细胞增殖周期的开关，对环境敏感。 CDKCDK基因启动是细胞能否通过基因启动是细胞能否通过R R点的关键。点的关键。

4、 S S期活化因子：期活化因子： 周期蛋白（周期蛋白（G1G1S S交界表达）交界表达）cdkcdk复合物复合物促使促使DNADNA复制相关蛋白磷酸化，启动复制复制相关蛋白磷酸化，启动复制（二）（二）S S期（期（DNADNA合成期）合成期）1 1、生化变化：、生化变化： DNADNA复制；组蛋白、非组蛋白等复制；组蛋白、非组蛋白等染色体蛋白染色体蛋白的合的合成，新中心粒开始合成。与成，新中心粒开始合成。与DNADNA复制相关酶不断复制相关酶不断合成合成DNADNA复制局限于复制局限于S S期，一次，而胞质的复制贯穿期，一次，而胞质的复制贯穿整个细胞周期。整个细胞周期。组蛋白的合成与组蛋白的合

5、成与DNADNA复制密切相关，以保证新组复制密切相关，以保证新组蛋白数量与新合成蛋白数量与新合成DNADNA数量一致数量一致 。（三）（三）G G2 2期期1 1、生化变化：、生化变化： 细胞合成细胞合成一定一定的蛋白质和的蛋白质和RNA RNA ，进入有丝分裂所进入有丝分裂所必需必需的的2 2、形态特征：、形态特征： 染色质进行性凝聚或螺旋化染色质进行性凝聚或螺旋化 3 3、 G2G2期进入期进入MM期的调控期的调控 MPFMPF：有丝分裂促进因子，胞质中，蛋白激酶：有丝分裂促进因子，胞质中，蛋白激酶调节亚基：是周期蛋白，调节亚基：是周期蛋白， 催化亚基：使靶蛋白磷酸化催化亚基：使靶蛋白磷酸

6、化 H1H1及核内非组蛋白及核内非组蛋白染色体构建染色体构建 核纤层蛋白核纤层蛋白核膜解聚核膜解聚 膜结合蛋白膜结合蛋白膜结构解聚膜结构解聚 微管蛋白微管蛋白纺锤体形成纺锤体形成 肌球蛋白肌球蛋白胞质收缩不提前胞质收缩不提前（四）四）MM期：期：1 1、生化特点：、生化特点：RNARNA合成停止，蛋白质合成减少，染色体高度螺旋化合成停止，蛋白质合成减少，染色体高度螺旋化2 2、作用：、作用：保证遗传的保证遗传的连续性连续性和和正确性正确性3 3、形态变化明显、形态变化明显连续的、动态的过程，人为分连续的、动态的过程，人为分前、中、后、末期前、中、后、末期间期细胞间期细胞细胞增殖方式细胞增殖方式

7、细胞的增殖周期细胞的增殖周期细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂细胞增殖的调控细胞增殖的调控细胞的减数分裂细胞的减数分裂MM期细胞核的分裂和细胞质的分裂在时间和空间上期细胞核的分裂和细胞质的分裂在时间和空间上是紧密配合的，但形态上的变化主要表现在细胞核。是紧密配合的，但形态上的变化主要表现在细胞核。根据根据细胞核形态变化细胞核形态变化分为前、中、后、末期分为前、中、后、末期1 1、前期：、前期：主要特征：主要特征： 染色质凝集染色质凝集、核膜崩解核膜崩解、核核仁消失仁消失、纺锤体形成纺锤体形成 细胞核膨大，染色体逐渐组细胞核膨大，染色体逐渐组装，凝聚成染色体装，凝聚成染色体第一个第一个可见标志可见标志

8、 质质丝丝体体前期两个中心体向两极移动前期两个中心体向两极移动动粒微管动粒微管极微管极微管星体微管星体微管纺锤体的结构：纺锤体的结构：左，前中期； 右，中期 2 2、中期：、中期：从核膜消失到有丝分裂器形成。从核膜消失到有丝分裂器形成。特点：染色体由动粒微管牵拉特点：染色体由动粒微管牵拉排列在赤道板排列在赤道板有丝分裂器：有丝分裂器： 纺锤体纺锤体 + +染色体染色体+ + 中心粒中心粒 临时结构临时结构 秋水仙素作用秋水仙素作用微管捕获动粒每条染色体上成对的动粒开始每条染色体上成对的动粒开始分离，使两条染色单体被缓慢分离，使两条染色单体被缓慢拉向各自所面对的纺锤体极拉向各自所面对的纺锤体极

9、3 3、后期、后期动力来源：动力来源： 后期后期A A：动粒微管解聚：动粒微管解聚缩短缩短 后期后期B B：极微管加聚：极微管加聚延长延长 动力蛋白作用动力蛋白作用后期：姐妹染色单体分开后期：姐妹染色单体分开4 4、末期：、末期：重新形成核膜重新形成核膜凝聚染色体逐渐伸展松弛凝聚染色体逐渐伸展松弛核仁重现核仁重现胞质分裂胞质分裂 细胞质分裂细胞质分裂后期开始后期开始由微丝形成收缩环由微丝形成收缩环分裂沟分裂沟连接桥连接桥两个子代细胞两个子代细胞胞质收缩环胞质收缩环有丝分裂1有丝分裂2植物细胞成膜体形成植物细胞成膜体形成细胞增殖方式细胞增殖方式细胞的增殖周期细胞的增殖周期细胞的有丝分裂细胞的有丝

10、分裂细胞增殖的调控细胞增殖的调控细胞的减数分裂细胞的减数分裂细胞的调控环节：细胞的调控环节：Cdk-cyclinsCdk-cyclins的时钟调控的时钟调控细胞周期检查点调控细胞周期检查点调控一、生长因子与生长因子受体一、生长因子与生长因子受体生长因子：无种属特异性，有组织特异性生长因子：无种属特异性，有组织特异性生长因子受体：细胞上存在多种受体，但要生长因子受体：细胞上存在多种受体，但要顺序性调控顺序性调控启动因子启动因子 :G0G1:G0G1推进因子推进因子:G1SG2M:G1SG2M 细胞对生长因子的反应：细胞对生长因子的反应：u早反应基因：迟反应基因转录所必需的转录因子早反应基因：迟反

11、应基因转录所必需的转录因子u迟反应基因：编码各种细胞周期蛋白、迟反应基因：编码各种细胞周期蛋白、CdkCdk及另一类转录因及另一类转录因子子E2F E2F u早反应基因对迟反应的活化作用是细胞由早反应基因对迟反应的活化作用是细胞由G1G1期期向向S S期转变的关键。期转变的关键。二、二、Cdk-cyclinsCdk-cyclins的调控的调控CdkCdk：蛋白激酶，激活后磷酸化相应底物，引：蛋白激酶，激活后磷酸化相应底物，引起后续事件。蛋白总量在整个细胞周期中稳定不起后续事件。蛋白总量在整个细胞周期中稳定不变。激活需要周期素（变。激活需要周期素（cyclinscyclins）CyclinsCy

12、clins：不同细胞周期表达量不同，表达的细：不同细胞周期表达量不同，表达的细胞周期蛋白也不同。胞周期蛋白也不同。时相时相CyclinsCyclinsCdkCdk备注备注G1G1（G0G1G0G1）Cyclin DCdk4/6GFGF持续存在，持续存在，cyclin Dcyclin D持续表达持续表达Cyclin DCyclin D及及E E具特殊序列，可在具特殊序列，可在不同时相转化不同时相转化G1（G1SG1S）Cyclin ECdk2SCyclin ACdk2Cyclin ACyclin A及及B B可被泛素蛋白途径可被泛素蛋白途径降解降解G2Cyclin BCdk1G2G2晚晚M M早

13、（早（G2G2MM）Cyclin ACdk1不同细胞时相的不同细胞时相的cyclin-Cdkcyclin-Cdk周期素对细胞周期的调控周期素对细胞周期的调控细胞周期抑制蛋白（细胞周期抑制蛋白（CKICKI）：）：可抑制可抑制CdkCdk活性活性可与可与CdkCdk结合抑制其与周期素结合抑制活性，结合抑制其与周期素结合抑制活性，也可与也可与Cdk-cyclinCdk-cyclin复合物结合抑制活性复合物结合抑制活性。三、细胞分裂周期基因（三、细胞分裂周期基因（CdcCdc）与细胞周期：）与细胞周期：1.cdc1.cdc基因产物可以调节细胞周期进程基因产物可以调节细胞周期进程2. 2.癌基因及抑癌

14、基因和细胞周期癌基因及抑癌基因和细胞周期癌基因：编码产物与细胞增殖分化有关癌基因：编码产物与细胞增殖分化有关抑癌基因：抑制细胞的生长和分化抑癌基因：抑制细胞的生长和分化四、细胞周期的检查点：四个四、细胞周期的检查点：四个G1/SG1/S期检查点：期检查点：DNADNA损伤损伤p53p53基因转录（抑制基因转录（抑制CdkCdk、促细胞凋亡等）、促细胞凋亡等）S S期检查点：期检查点：抑制抑制DNADNA复制的起始与延长，机制不清复制的起始与延长，机制不清G2/MG2/M期检查点：期检查点：DNADNA损伤损伤Cdk1Cdk1脱磷酸抑制活性或者脱磷酸抑制活性或者cyclin-Cdkcyclin-

15、Cdk滞留细胞滞留细胞质质中中/ /后期检查点：后期检查点：纺锤体形成缺陷纺锤体形成缺陷MadMad、BubBub激活激活阻滞分裂进展阻滞分裂进展细胞增殖方式细胞增殖方式细胞的增殖周期细胞的增殖周期细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂细胞增殖的调控细胞增殖的调控细胞的减数分裂细胞的减数分裂减数分裂是有性繁殖生物的减数分裂是有性繁殖生物的生殖细胞生殖细胞在形成过程在形成过程中的一种特殊分裂形式。中的一种特殊分裂形式。包括包括1 1次次DNADNA的复制，的复制，2 2次细胞的分裂，分别称减次细胞的分裂，分别称减数分裂数分裂和减数分裂和减数分裂。结果形成单倍体细胞。结果形成单倍体细胞。共有共有4 4个时相

16、：减数分裂前间期、第个时相：减数分裂前间期、第1 1次减数分裂、次减数分裂、减数分裂间期、第减数分裂间期、第2 2次减数分裂。次减数分裂。减数分裂模式图减数分裂模式图1 1、减数分裂前间期（、减数分裂前间期（G G1 1、S S、G G2 2) )： S S期明显延长；期明显延长； 单侧动粒组装；单侧动粒组装； G G2 2期具期具R R点：可长期停留于点：可长期停留于G G2 2期，期，2 2、第一次减数分裂：、第一次减数分裂：（1 1）前）前 细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期 同源染色体配对同源染色体配对（联会）（联会） 侧体、轴体侧体、轴体 染

17、色体交叉互换染色体交叉互换 非姐妹染色体间非姐妹染色体间 时间长，同源染色体配对和遗传物质交换重组时间长，同源染色体配对和遗传物质交换重组细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期前前（2 2）中）中：特点：特点： 四分体排列在纺锤体中央形成中期板四分体排列在纺锤体中央形成中期板中中（3 3）后）后： 同源染色体之间分离同源染色体之间分离 自由组合1自由组合2后后 （4 4）末）末： 不发生去凝集和核膜重建不发生去凝集和核膜重建染色体数目减半染色体数目减半末末3 3、减数分裂间期：、减数分裂间期：特点：单侧动粒组装特点：单侧动粒组装 中心粒复制中心粒复制 4 4、第二次减数分裂：、第二次减数分裂：

18、过程基本同有丝分裂过程基本同有丝分裂 纺锤体形成，动粒微管结合到染色体的动粒上。纺锤体形成，动粒微管结合到染色体的动粒上。1 1、前、前2 2、中、中染色体排列到细胞中央（二分体）染色体排列到细胞中央（二分体）3 3、后、后着丝粒断裂，着丝粒断裂，姐妹染色单体姐妹染色单体移向两极。移向两极。4 4、末、末细胞一分为二（单分体）细胞一分为二（单分体）减数分裂减数分裂、生殖细胞的发生、生殖细胞的发生1 1、精子的发生、精子的发生1 1个精母细胞个精母细胞4 4个精子个精子2 2、卵子的发生、卵子的发生1 1个卵母细胞个卵母细胞1 1个卵子个卵子精原细胞精原细胞 增殖增殖 精原细胞精原细胞 生长生长

19、 初级精母细胞初级精母细胞 减减 （2n=462n=46） （2n=462n=46） （2n=462n=46） 次级精母细胞次级精母细胞 减减 精细胞精细胞 变形变形 精子精子（n=23n=23，二分体），二分体） （n=23n=23） （ n=23n=23） 在在雄性动物的睾丸曲精小管上皮中，有许多精原细胞（人雄性动物的睾丸曲精小管上皮中，有许多精原细胞（人2n=462n=46）。）。（一）精子的发生（一）精子的发生卵原细胞卵原细胞 增殖增殖 卵原细胞卵原细胞 生长生长 初级卵母细胞初级卵母细胞（2n=462n=46） （2n=462n=46） （2n=462n=46） 次级卵母细胞次级卵母细胞 第二极体（退化，消失）第二极体（退化，消失