细胞周期与分裂

细胞周期与分裂细胞增殖细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。细胞增殖是生物繁育的基础。成体生物仍然需要细胞增殖，以弥补代谢过程中的细胞损失。一、细胞周期(cellcycle)概述

1、细胞周期的概念P273从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直至下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期。2、细胞周期时相组成G1期S期G2期M期：细胞遗传物质和其他内含物分配

第一节细胞周期分裂间期（物质准备和积累）3、细胞周期时间细胞周期时间口腔粘膜食道回肠结肠TG1（小时）75171267TSTG2TM

10101010TC851813617·不同细胞的细胞周期时间差异很大细胞周期时间长短主要差别在G1期·有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期4、根据增殖状况，细胞分为三类P274G0期细胞和终末分化细胞的界限有时难以划分。终末分化细胞周期中细胞Go期细胞(静止期细胞)二、细胞周期中各不同时相及其主要事件

G1期：①开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等。②进行G1期检验点的检验。

在G1期的晚期阶有一个特定时期：G1期检验点：芽殖酵母——起始点；其他真核细胞——限制点/检验点三种命运连续分裂细胞(如骨髓细胞)休眠细胞(G0期)（如肝细胞）终端分化细胞(如神经细胞)是G1期的一个基本事件，由内外因素共同作用完成。在细胞周期中至少有三个检验点检验点：指细胞周期的某些关键时刻，存在一套监控机制，调控周期各时相有序而适时地进行更迭，并使周期序列过程中后一个事件的开始依赖于前一个事件的完成，从而保证周期事件高度有序地完成。从分子水平看，检验点是作用于细胞周期转换时序的调控信号通路，以保证基因和基因组的稳定性。细胞大小营养条件生长因子DNA损伤染色体是否与纺锤体相连纺锤体装配检验点DNA的复制中心体复制细胞大小环境因素没有检验点会导致染色体的错误分离肿瘤细胞失去这些checkpoints，在没有环境刺激信号时和DNA受损时，仍继续分裂DefectsinthecheckpointcanleadtocancerS期①DNA合成(复制)；②组蛋白的合成；③DNA与组蛋白组装成核小体。G2期

①主要是大量合成ATP、RNA、蛋白质，包括微管蛋白和MPF等，为有丝分裂作准备；②进行G2期检验点的检验。M期·M期即细胞分裂期：包括两种方式，即有丝分裂和减数分裂。遗传物质和细胞内他物质分配给子细胞。三、细胞周期同步化◆自然同步化：

大多数脊椎动物早期胚胎◆人工选择同步化有丝分裂选择法优点：未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是分离的细胞数量少。密度梯度离心法：优点是方法简单省时，效率高，成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用。·DNA合成阻断法─G1/S-TdR双阻断法：最终将细胞群阻断于G1/S交界处。优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点是诱导过程可造成细胞非均衡生长◆人工诱导同步化·分裂中期阻断法通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。

优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大第二节细胞分裂

一、有丝分裂（一）有丝分裂的过程

核分裂胞质分裂前期前中期中期后期末期核分裂胞质分裂间期前期前中期中期后期末期1、前期◆染色质开始凝缩形成早期染色体—由凝缩蛋白介导姐妹染色单体彼此黏着—由黏连蛋白介导◆细胞分裂极的确立和纺锤体的装配复制的中心体→星体→前期纺锤体◆动粒的装配黏连蛋白凝缩蛋白2、前中期◆完成纺锤体装配纺锤体微管与染色体的动粒结合，形成动粒微管每个已复制的染色体有两个动粒，朝相反方向，保证与两极的微管结合形成三种类型的微管◆核膜崩解—核纤层蛋白的磷酸化

星体微管动粒微管极微管◆染色体整列:不断运动的染色体开始移向赤道板。3、中期◆染色体整列完成并且所有染色体排列到赤道板上，标志着细胞分裂已进入中期

4、后期(anaphase)

◆着丝粒分开，姐妹染色单体分离分别向两极移动

＊后期大致可以划分为连续的两个阶段：·后期A：动粒微管去装配变短，牵引染色体向两极运动·后期B：极微管长度增加，相互产生滑动，两极之间的距离逐渐拉长，介导染色体向极运动马达蛋白马达蛋白5、末期染色单体到达两极，即进入了末期：◆到达两极的染色单体开始去浓缩◆核膜、核仁开始重新组装Defectsinthecheckpointcanleadtocancer休眠细胞(G0期)（如肝细胞）肿瘤细胞失去这些checkpoints，在没有环境刺激信号时和DNA受损时，仍继续分裂进行纺锤体的装配构成收缩环(动物细胞)Go期细胞(静止期细胞)从分子水平看，检验点是作用于细胞周期转换时序的调控信号通路，以保证基因和基因组的稳定性。其他内含物分配·M期即细胞分裂期：包括两种方式，即有丝分裂和减数分裂。缺点是分离的细胞数量少。优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。开始移向赤道板。连续分裂细胞(如骨髓细胞)合成减数分裂期专有的组蛋白。检验点：指细胞周期的某些关键时刻，存在一套监控机制，调控周期各时相有序而适时地进行更迭，并使周期序列过程中后一个事件的开始依赖于前一个事件的完成，从而保证周期事件高度有序地完成。纺锤体微管与染色体的动粒结合，形成动粒微管从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直至下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期。从分子水平看，检验点是作用于细胞周期转换时序的调控信号通路，以保证基因和基因组的稳定性。·M期即细胞分裂期：包括两种方式，即有丝分裂和减数分裂。纺锤体微管与染色体的动粒结合，形成动粒微管每个已复制的染色体有两个动粒，朝相反方向，保证与两极的微管结合◆染色质开始凝缩形成早期染色体—由凝缩蛋白介导染色质凝集，但两条染色单体的臂并不分离；·有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期4、根据增殖状况，细胞分为三类P274缺点是这些药物的毒性相对较大①DNA合成(复制)；·不同细胞的细胞周期时间差异很大细胞周期时间长短主要差别在G1期样性的重要基础保证。6、细胞胞质分裂◆在赤道板周围细胞表面下陷，形成分裂沟 ◆肌动蛋白和肌球蛋白在赤道面构成收缩环(动物细胞)◆收缩环收缩◆收缩环处细胞膜融合并形成两个子细胞二、减数分裂(Meiosis)概念：减数分裂是细胞仅进行一次DNA复制，随后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊有丝分裂。G2期是有丝分裂向减数分裂转变的关键点减数分裂的意义◆确保世代间遗传的稳定性； ◆增加变异机会，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力。◆减数分裂是生物有性生殖的基础，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。（一）减数分裂前间期◆可人为的分为G1、S、G2三个时期◆S期持续时间长◆S期复制DNA总量的99.7%-99.9%◆大多数生物细胞核大于体细胞,染色质多为异染色质(二）减数分裂过程1、减数分裂I（1）前期I：持续时间较长

人为的分为细线期，偶线期，粗线期，双线期，终变期等五个阶段◆细线期

染色质凝集，但两条染色单体的臂并不分离；染色体上出现颗粒状的染色粒结构；染色体端粒通过接触斑与核膜相连。有丝分裂前期◆偶线期同源染色体的配对－－形成联会复合体（SC）；四分体出现；继续合成S期未完成的0.3%DNA（Zyg－DNA）。◆粗线期发生等位基因的交换与重组；合成一部分尚未合成的DNA（P－DNA);合成减数分裂期专有的组蛋白。◆双线期同源染色体开始相互分离（四分体结构清晰可见，出现交叉）；染色体部分去凝集，RNA转录活跃，出现灯刷染色体；持续时间长。◆终变期染色体重新凝集，核仁消失，四分体较均匀地分布在细胞核中。（2）中期I：核膜破裂进行纺锤体的装配四分体排列在赤道面（每个四分体含有4个动粒,(一条同源染色体两个动粒位于同侧）（3）后期I：同源染色体对相互分离并移向两极。

各四分体间同源染色体向两极的移动是随机的(4)末期I，胞质分裂I和减数分裂间期末期I:每一套随机组合的染色体组，染色体数目减半，DNA含量为2n减数分裂期II：与有丝分裂各时期大体相似：分为前期II、中期II、后期I