细胞增殖和细胞周期

关于细胞增殖和细胞周期细胞增殖是生命的基本特征，种族繁衍、个体发育、机体修复等都离不开细胞增殖。初生婴儿有1012个细胞，成人1014个，约200种类型。成人体内每秒钟有数百万新细胞产生，以补偿衰老和死亡的细胞。一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次，并保持这一速度，则两天即可超过地球的重量。第2页,共59页，2024年2月25日，星期天第一节细胞分裂细胞增殖的方式无丝分裂（直接分裂）有丝分裂（间接分裂）减数分裂第3页,共59页，2024年2月25日，星期天一、无丝分裂(amitosis)质分裂分裂后分裂前核分裂第4页,共59页，2024年2月25日，星期天

有丝分裂

减数分裂第5页,共59页，2024年2月25日，星期天分期前期中期后期末期二.有丝分裂第6页,共59页，2024年2月25日，星期天第7页,共59页，2024年2月25日，星期天S期完成复制，前期移向两极，中期到达两极---确定分裂极向第8页,共59页，2024年2月25日，星期天第9页,共59页，2024年2月25日，星期天第10页,共59页，2024年2月25日，星期天动粒微管：由中心体发出，连接在染色体着丝点的动粒上，着丝点上具有马达蛋白。极间微管：由中心体发出，在纺锤体中部重叠，重叠部位结合有分子马达，负责将两极推开星体微管：由中心体向外放射，末端结合有分子马达，负责两极的分离。--+++++第11页,共59页，2024年2月25日，星期天第12页,共59页，2024年2月25日，星期天染色体凝集到最大程度，排列在赤道面上形成赤道板；有丝分裂器形成。第13页,共59页，2024年2月25日，星期天中心体染色体纺锤丝染色体切面观极面观第14页,共59页，2024年2月25日，星期天第15页,共59页，2024年2月25日，星期天着丝粒与着丝点第16页,共59页，2024年2月25日，星期天第17页,共59页，2024年2月25日，星期天子细胞核重建在分裂末期染色体解旋——组蛋白H1去磷酸化核仁重新形成——核仁组织区开始转录核膜重建——核纤层蛋白去磷酸化第18页,共59页，2024年2月25日，星期天第19页,共59页，2024年2月25日，星期天第20页,共59页，2024年2月25日，星期天动物细胞的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现，收缩环由大量平行排列的肌动蛋白组成。用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象？2.胞质分裂第21页,共59页，2024年2月25日，星期天三、减数分裂第22页,共59页，2024年2月25日，星期天第二节细胞周期及其调控一、细胞周期的基本概念第23页,共59页，2024年2月25日，星期天第24页,共59页，2024年2月25日，星期天在细胞周期过程中所需要的时间称为细胞周期时间。S＋G2＋M的时间变化相对较小，

G1期持续的时间差异却很大细胞周期时间的长短主要取决于G1期的长短

Tc=TG1+Ts+TG2+TM24h11h8h4h1h第25页,共59页，2024年2月25日，星期天二、细胞周期各时相的动态变化与生物大分子的合成（一）G1期（DNA合成前期）（二）S期（DNA合成期）（三）G2期（DNA合成后期）（四）M期（有丝分裂期）指有丝分裂完成到DNA合成之前的一段时间。从DNA合成开始到DNA合成结束的全过程，是细胞增殖周期的关键阶段。从DNA复制完成到有丝分裂开始前的时期，为有丝分裂进行物质条件。细胞经过分裂将染色体平均分配到两个子细胞中。第26页,共59页，2024年2月25日，星期天二.细胞周期各时相的动态及特点G1期合成大量RNA和蛋白质。与DNA合成有关的酶（DNA聚合酶、胸苷激酶）一些重要的激素和蛋白质——钙调素、G1期周期蛋白（cyclin）和周期蛋白依赖激酶（CDK）。S期活化因子：为DNA合成时所需要的启动信号，是S期启动和进行的关键物质。细胞生长的主要阶段G1早期限制点（R点）：G1期末期有1、2个R点,是调控细胞增殖的关键。是药物等因素作用于细胞周期的敏感时期第27页,共59页，2024年2月25日，星期天终端分化细胞

G0周期性细胞

细胞类型（增殖特性）

周期性细胞：（增殖型细胞）

始终保持旺盛的增殖活性。

G0期细胞：（暂不增殖型细胞）

一般不分裂，暂不增殖细胞。

终末分化细胞：（不增殖型细胞）无增殖能力细胞，结构和功能高度特化。

周期性细胞终末分化细胞第28页,共59页，2024年2月25日，星期天S期（DNA合成期）

DNA合成(复制)染色体蛋白的合成：组蛋白、非组蛋白等完成中心粒的复制（G1末期开始）S期返回（二）S期（DNA合成期）从DNA合成开始到DNA合成结束的全过程，是细胞增殖周期的关键阶段。第29页,共59页，2024年2月25日，星期天G2期为有丝分裂进行物质和能量的准备。加速RNA和有丝分裂相关蛋白的合成：成熟促进因子（MPF）、有丝分裂因子、微管蛋白等。中心粒开始向两极移动也有R点，DNA复制尚未完成、复制错误、环境条件等不适合则不能越过R点，进入M期。细胞增殖的调控时期。第30页,共59页，2024年2月25日，星期天(四)M期（有丝分裂期）

DNA、RNA、蛋白质合成停止。细胞发生一系列形态变化、结构建成。将加倍的DNA平均分配到两个子细胞中M期返回第31页,共59页，2024年2月25日，星期天三、细胞周期的调控（一）细胞周期蛋白对细胞周期的调控---核心细胞周期的2个关键时期G1SG2M第32页,共59页，2024年2月25日，星期天第33页,共59页，2024年2月25日，星期天第34页,共59页，2024年2月25日，星期天3.细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶复合物对细胞周期的调控人细胞周期的调控第35页,共59页，2024年2月25日，星期天第36页,共59页，2024年2月25日，星期天调控主要过程活化转录因子，启动与DNA复制相关基因，产生合成所需的酶和蛋白，为进入S期做准备。降解S期抑制物，促细胞进一步向S期转化。第37页,共59页，2024年2月25日，星期天启动DNA复制阻止已复制的DNA再发生复制第38页,共59页，2024年2月25日，星期天（3）G2/M期转换及M期中cyclin-Cdk复合物的作用CDK1+cyclinB=MPF第39页,共59页，2024年2月25日，星期天第40页,共59页，2024年2月25日，星期天第41页,共59页，2024年2月25日，星期天（1）MPF是CDK1和CyclinB的复合物，是细胞从G2期进入M期的始动者。当它被激活后，可使Ｈ1组蛋白磷酸化，染色质凝集形成染色体；核纤层蛋白的磷酸化可引起核纤层的解体，核膜破裂；核仁蛋白磷酸化核仁组织区停止转录促使核仁解体；多种微管结合蛋白磷酸化，使微管发生重排，促进纺锤体的形成，细胞分裂进入M期。MPF对细胞周期的调控第42页,共59页，2024年2月25日，星期天

（2）MPF的活性中期末达到高峰，启动了APC(促后期蛋白复合体)，导致CyclinB被降解，MPF活性降低，同时APC降解姐妹染色单体着丝粒之间的黏着蛋白,促进染色单体分开，使细胞分裂从中期向后期的转换。第43页,共59页，2024年2月25日，星期天（3）MPF促进后期向末期的转换,最终完成分裂CyclinB被降解，MPF活性下降，细胞退出M：Ｈ1组蛋白去磷酸化，染色体去凝集形成染色质；核纤层蛋白去磷酸化，核膜组装，形成子核；肌球蛋白去磷酸化，形成收缩环，分裂沟加深，胞质分裂。第44页,共59页，2024年2月25日，星期天（二）限制点（检测点）的调控第45页,共59页，2024年2月25日，星期天第46页,共59页，2024年2月25日，星期天第47页,共59页，2024年2月25日，星期天第48页,共59页，2024年2月25日，星期天第49页,共59页，2024年2月25日，星期天第50页,共59页，2024年2月25日，星期天第51页,共59页，2024年2月25日，星期天第52页,共59页，2024年2月25日，星期天（二）其他因素对周期的调控第53页,共59页，2024年2月25日，星期天第54页,共59页，2024年2月25日，星期天2.信号分子第55页,共59页，2024年2月25日，星期天（一）.肿瘤增殖周期特点1.在肿瘤细胞群中，G0期的细胞很少，增殖细胞所占比例较高2.细胞增殖周期失控，增殖无限，失去接触抑制3.G0期细胞是肿瘤复发的根源：因为G0期细胞对环境因子和药物都不敏感细胞种类周期(h)细胞种类周期(h)食管上皮144食管癌250.8胃上皮66胃癌80.0结肠上皮24～48结肠癌22～125骨髓细胞24～40急性白血病48～96肿瘤生长迅速与肿瘤细胞周期时间无关细胞生长的密度依赖性和接触抑制第三节细胞周期与医学的关系正常细胞Vs癌细胞的周期时间第56页,共59页，2024年2月25日，星期天抗癌药物非周期特异性药周期特异性药（二）.抗癌药物的分类G1环磷酰胺、阿霉素S阿糖胞苷M秋水仙素改变和破坏D