医学细胞生物学细胞周期及其调控细胞周期本科

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1、亲代细胞细胞周期间期有丝分裂期（M期）有丝分裂子代细胞Ⅰ子代细胞Ⅰ有丝分裂子代细胞Ⅱ子代细胞Ⅱ第二节细胞周期及其调控一、细胞周期的基本概念亲代细胞细胞周期间期有丝分裂期（M期）有丝分裂子代细胞Ⅰ子代细胞Ⅰ有丝分裂子代细胞Ⅱ子代细胞Ⅱ细胞周期(cellcycle)连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂完成所经历的全过程。在这一过程中，细胞通过一系列的生化事件复制细胞的组分，然后将细胞一分为二，这种周期性的复制和分裂过程称为细胞周期。包括间期和有丝分裂期。细胞周期间期DNA复制准备期(G1期)合成期(

2、S期)有丝分裂准备期(G2期)有丝分裂期(M期)G0期8h11h4h1hG0期：就是静止期，有些细胞从G1期中退出细胞周期，不进行DNA的复制和细胞分裂,当受到一定的刺激后，即可进入细胞周期，开始进行分裂。根据细胞增殖能力的不同，将细胞分为三类：周期性细胞G0期细胞终末分化细胞▼二、细胞周期各时相的动态与生物大分子的合成细胞进行活跃的RNA和蛋白质的合成,细胞体积增大,RNA聚合酶活性升高。G1期向S期转换所需蛋白（触发蛋白、钙调蛋白、细胞周期蛋白等）；S期DNA复制起始和延长所需要的酶（解螺旋酶、DNA

3、聚合酶）。多种蛋白质的磷酸化组蛋白、非组蛋白及某些蛋白激酶细胞膜对物质的转运功能增强(一)G1期是DNA复制准备期G1期细胞对外界变化非常敏感，如温度、营养物质、生长因子、离子浓度、pH值、药物等。R点(restrictionpoint)：是哺乳动物细胞周期中控制细胞从G1期进入S期的一个调节点，具有调节细胞增殖周期开关的阀门，称R点。G1期的细胞做好了生化准备之后，能否直接进入S期呢？(二)S期（合成期）DNA复制合成GC含量较高的DNA序列早复制、AT含量较高的DNA序列晚复制；常染色质先复制、异染色

4、质后复制。蛋白质的合成组蛋白、非组蛋白和染色质凝集蛋白的合成；同时组蛋白的持续磷酸化仍在进行。中心粒的复制完成新中心粒的形成(三)G2期(有丝分裂准备期)合成大量的RNA、ATP及细胞进入有丝分裂期所需要的结构与功能相关的蛋白，为细胞进入M期作准备。成熟促进因子(maturationpromotingfactor,MPF)是一种在G2期形成的、能促进M期启动的调控因子。包括CyclinB和Cdk1。MPF的活性单位MPF的调节单位S期复制的中心粒，在G2期成熟，并移向细胞两极。G2晚期到M期之前，中心粒周

5、围形成晕（中心粒周围物质）。(四)M期染色质凝集、核膜崩解、姐妹染色单体分离、核膜重建等。RNA合成抑制、除非组蛋白外，其他蛋白合成显著降低。为什么细胞能够严格的按照顺序从间期前期中期后期末期？答：细胞内存在着细胞周期调控系统。三、细胞周期的调控细胞周期调控系统（一）细胞周期调控系统的核心cyclinCdkCKI促进Cdk调节因子降解的酶复合物（二）细胞周期检测点（一）细胞周期调控系统的核心1.细胞周期蛋白(Cyclin)Cyclin:是一类普遍存在于真核细胞中，随细胞周期的变化呈周期性的合成和

6、降解的蛋白质。可分为：A、B、C、D、E等几大类，在细胞周期的不同阶段相继表达。G1期：cyclinC、D、E，促进G1/S转变（G1期周期蛋白）G1期向S期转变：cyclinA（S期周期蛋白）S期：cyclinB开始表达G2/M：cyclinB表达达到高峰（M期周期蛋白）M期末：cyclinB降解Cyclin需与Cdk结合参与细胞周期活动的调节。周期蛋白框（cyclinbox）：在细胞周期蛋白中都存在一个由100个左右的氨基酸组成的保守序列，该序列介导周期蛋白与Cdk结合。2.细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(Cyc

7、lin-dependentkinase,Cdk)1Cdk:是细胞周期调控系统的核心成分之一，是一类必需与cyclin结合才具有活性的激酶。Cdk家族蛋白中都存在一个Cdk结构域和可被磷酸化的氨基酸残基。Cdk结构域与相应的细胞周期蛋白结合，发挥激酶的活性。可被磷酸化的氨基酸残基通过磷酸化和去磷酸化调节其活性。第三步第二步第一步Cdk14-Thr15-Tyr161-Thrmyt激酶Wee1激酶cyclinCAK(cdk活化激酶)cdc25磷酸酶Cdk的活化机制PP14-Thr15-Tyr161-ThrCdkcyc

8、linPP14-Thr15-Tyr161-ThrCdkcyclinP161-ThrP15-Tyr14-ThrPcyclin161-ThrP15-Tyr14-ThrCdk第一步M-cdk的活化机制哺乳动物的CKI包括两个家族：（1）CIP/KIP(Kinaseinhibitionprotein)家族：p21、p27、p57（2）INK4(Inhibitorofcdk4)家族