细胞增殖-细胞生物学-1-12课件

细胞如何才能“传宗接代”？细胞分裂细胞增殖细胞也能够“传宗接代”？细胞为什么要“传宗接代”？第十二章细胞增殖

第一节细胞周期

第二节细胞分裂

第三节细胞周期的调控

第四节细胞增殖周期与医学

第一节细胞周期

（cyclecellulaire）一、细胞周期概述细胞增殖周期指细胞从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止所经历的全过程。细胞周期四个连续的时期：G1期、S期、G2期、M期二、细胞周期各期的主要特征细胞在分裂前需要做准备吗？你认为需要做哪些准备呢？G0期细胞分化相细胞G0期细胞不能分裂，处于特殊的休眠状态，但在一定条件下会重新进入细胞周期而分裂。2.S期新中心粒形成DNA复制蛋白质合成组蛋白合成与DNA复制同步进行3.G2期此时细胞核内DNA含量已经比G1期增加一倍RNA合成蛋白质合成主要合成与M期细胞结构和功能有关的蛋白质最后细胞分裂成两个相同的子细胞4.M期染色体凝集RNA合成停止，蛋白质合成下降。细胞在增殖过程中会遇到障碍么？遇到障碍怎么办?三、细胞周期检查点（pointdecontrôle）

细胞周期中有几个点负责监控周期中细胞及环境的状况，如条件不合适就阻滞细胞周期进程，这些点称为检查点。（一）G1/S期检查点(R点)监测细胞生长状态、环境条件、DNA损伤情况（二）S期检查点监测DNA复制有没有完成（三）G2/M期检查点监测细胞生长状态、环境条件、DNA损伤情况（四）M期检查点监测纺锤体有没有组装好第二节细胞分裂一、无丝分裂（amitose)二、有丝分裂（mitose）三、减数分裂（méiose）三、减数分裂又称成熟分裂，是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂形式，主要特点是DNA复制一次，细胞连续分裂两次。(详见第十五章)二、有丝分裂

又称间接分裂，指细胞通过形成纺锤丝和染色体将遗传物质平均分配到子细胞中的细胞分裂形式。前期（prophase）前中期（prométaphase）中期（métaphase）后期（anaphase）末期（télophase）胞质分裂（cytodiérèse）前期前期（prophase）前期末一些蛋白质结合到染色体着丝粒外侧，形成一种特殊结构，称为动粒（kinétochore），在细胞分裂过程中与染色体移动有关。动粒结构图染色质纤维内层中间层外层着丝粒动粒卡通2.前中期核膜破裂纺锤体形成染色体与纺锤体相连中心体前中期前中期（prométaphase）纺锤体（fuseaumitotique）是细胞分裂过程中出现的一种与染色体分离相关的临时性细胞器。纺锤体有三种类型的微管星体微管重叠微管动粒微管3.中期染色体凝集程度最高染色体排列在细胞中央赤道面上中期中期（métaphase）4.后期姐妹染色单体分离，并向细胞两极移动。后期后期（anaphase）5.末期子染色体解凝集核仁再次出现核膜重新装配形成两个子细胞核到核仁融合核仁在一个细胞周期中的变化核仁解体核仁聚合返回末期末期（télophase）6.胞质分裂细胞质成分分配到两个子细胞区域细胞拉长最后形成两个子细胞胞质分裂胞质分裂（cytodiérèse）分裂沟由肌球蛋白和肌动蛋白丝组成的收缩环间期细胞末期细胞后期细胞中期细胞前期细胞卡通mov推动细胞增殖的“发动机”是什么？细胞增殖过程是自发的还是受到严格控制的？第三节细胞周期的调控细胞增殖的秘密终于被发现了！2001年因为对细胞增殖调控研究的杰出贡献而获得诺贝尔生理学奖一、常用的细胞周期调控研究系统1.酵母2.蛙卵3.哺乳动物体外培养细胞裂殖酵母芽殖酵母蛙卵返回哺乳动物体外培养细胞二、调控细胞周期的关键因子1.M期促进因子的发现

1970年：将M期细胞与间期细胞融合培养，间期细胞出现了染色体凝集，被称为染色体超前凝集。M期细胞M期细胞M期细胞S期细胞G1期细胞G2期细胞此现象提示在M期细胞中存在一种诱导染色体凝集的物质，称为M期促进因子MPF（facteurpromouvantlaphaseM）。1971年:发现成熟卵细胞的细胞质能诱导卵母细胞分裂，变为成熟卵细胞。卵母细胞被驱动进入M期卵母细胞仍然停滞在G2期注射M期细胞的细胞质注射间期细胞的细胞质此现象提示在成熟卵细胞的细胞质中存在一种诱导细胞分裂的物质，称为成熟促进因子MPF(facteurpromouvantlamaturation)。M期促进因子=成熟促进因子达成共识：能够促进细胞进入M期，进行分裂。2.周期蛋白1983年Hunt等发现细胞中有一类蛋白质的含量随细胞周期进程变化而变化，在下一个细胞周期中又重复这一消长现象，因此被命名为细胞周期蛋白(cycline)，简称周期蛋白。cycline的含量随细胞周期进程变化而变化3.周期蛋白依赖性激酶Hartwell和Nurse等发现一类在周期调控中起关键作用的激酶，它们只有与周期蛋白结合后才表现出激酶活性，因此被称为周期蛋白依赖性激酶（cycline-dependentkinase，Cdk)。cycline调节亚单位cycline-Cdk复合物Cdk催化亚单位cycline-Cdk复合物是蛋白激酶，能使许多与细胞周期有关的蛋白质磷酸化，结构功能改变，从而启动或调节细胞周期事件，因此被称为驱动细胞周期进程的引擎。MPF也是这类激酶。三、Cdk活性的调节1.周期蛋白对Cdk活性的调节细胞中周期蛋白含量的周期性变化导致cycline-Cdk复合物周期性地装配和解聚，从而使Cdk的激酶活性发生周期性变化，触发细胞周期事件周期性发生。

M-Cdk的活性cycline的含量细胞周期中M-Cdk活性的变化受cycline含量的影响脊椎动物和芽殖酵母中主要的cycline和Cdk

cycline-Cdk脊椎动物芽殖酵母复合物cyclineCdkcyclineCdkG1-CdkcyclineDCdk4,Cdk6Cln3Cdk1G1/S-CdkcyclineECdk2Cln1,2Cdk1S-CdkcyclineACdk2Clb5,6Cdk1M-Cdk*cyclineBCdk1**Clb1,2,3,4Cdk1

*M-Cdk即MPF

**Cdk1即脊椎动物和裂殖酵母中的Cdc2，芽殖酵母中的Cdc28。触发有丝分裂触发DNA复制M-cyclineG1-cycline2.磷酸化对Cdk活性的调节Cdk的活性还要受到几种激酶的精细调节3.Cdk抑制蛋白对Cdk活性的调节

细胞中还有一些对Cdk激酶活性起负调控作用的蛋白质，称为Cdk抑制蛋白(protéinesinhibitricesdeCdk,CKI)。p16,p21,p27等四、细胞周期运转的调控1.G1-Cdk

和G1/S-Cdk促进细胞从G1期向S期转换芽殖酵母中S-Cdk抑制蛋白Sic1的水解控制G1期向S期转换2.S-Cdk确保S期中DNA只复制一次S-Cdk触发DNA复制复制起始点识别复合物（ORC）ORC结合位点前复制复合物（pre-RC）S-Cdk触发S开始DNA复制完成3.M-Cdk促进细胞进入M期M-Cdk使核纤层蛋白磷酸化4.APC触发中期向后期转换M-Cdk激活的后期促进复合物（complexepromouvantl’anaphase,CPA）使姐妹染色单体分离。APC诱导的水解作用触发姐妹染色单体分离5.M-cycline的降解促使细胞完成分裂卡通各种因素通过影响cycline-Cdk来间接影响细胞周期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2.抑癌基因抑癌基因是正常细胞增殖过程中的负调控因子，它编码的蛋白质往往起阻止细胞周期进程的作用，其功能与癌基因(oncogène)相拮抗。如p53等原癌基因与抑癌基因对细胞周期的影响正常的细胞增殖过度的细胞增殖过度的细胞增殖结果抑癌基因抑癌基因失活细胞周期控制系统原癌基因突变使一个原癌基因过度活化第四节细胞增殖周期与医学一、细胞周期与组织再生二、细胞周期与疾病1.细胞周期与肿瘤2.细胞周期与艾滋病三、细胞周期与衰老各期的主要特征细胞增殖周期分为G1期、S期、G2期和M期。本章重点有丝分裂分为以下几个阶段：前期（prophase）前中期（prométaphase）中期（métaphase）后期（anaphase）末期（télophase）胞质分裂（cytodiérèse）各阶段的主要特征cycline-Cdk复合物是蛋白激酶。cycline是其中的调节亚单位，通过其自身含量周期性地变化而周期性地调节Cdk的活性。Cdk是其中的催化亚单位,能使许多与细胞周期有关的蛋白质磷酸化，结构功能改变，其活性周期性地改变从而周期性地启动或调节细胞周期事件。因此