细胞生物学-细胞周期与调控.ppt

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1、细胞周期与调控生物教研室内容细胞周期概念细胞周期调控网络Cyclins–CDKs–CKIS调控网络人来源于人人的繁殖“一切细胞来自细胞”细胞的增殖细胞增殖(cellproliferation)是细胞通过生长和分裂使细胞数目增加的过程。细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一细胞增殖?细胞周期与调控细胞增殖有十分精确的调控机制，表现出精确的平衡和严格的时间及空间的顺序性和周期性，如果异常就会产生疾病。如造血细胞生成的速率小于血液中细胞死亡的速率，就会造成贫血；机体局部细胞无休止的分裂就会产生肿瘤；细胞增殖过程中染色体分配异常就会导致染色体病。所以探讨细胞增殖的机理对于医学的理论

2、和实践有十分重要的意义。第一节细胞周期的基本概念一、细胞周期（cellcycle)细胞增殖的顺序性和周期性：细胞周期生长分裂（一）细胞增殖周期概念细胞周期：指连续分裂的细胞从亲代细胞分裂结束开始到子代细胞分裂结束为止所经历的全过程，简称细胞周期(cellcycle)。何为细胞周期?DNA合成前期(G1期)间期DNA合成期(S期)DNA合成后期(G2期)细胞周期分裂期（M）前期、中期、后期、末期“圆”常用于表示周期性概念（二）细胞周期时间不同生物或不同组织细胞的周期时间可以有很大差别:有的只需几十分钟，如早期胚胎细胞；有的要几十个小时，如某些上皮细胞和离体培养细胞；也有的要

3、1-2年（肝、肾实质细胞）甚至更长的时间。细胞周期时间(cycletime，TC)细胞增殖过程所经历的时间则称为细胞周期时间。何为细胞周期时间?不同细胞的周期时相差别很大：TCTG1TSTG2TMTCTG1小鼠食道上皮87757.24.10.712小鼠腹壁上皮1511396.25.30.512人大肠粘膜241011.520.514人宫颈癌2086.84.51.512人羊膜19.49.86.82.20.69.6大鼠肝47.528161.81.715.5人肺成纤维细胞16.86640.810.8细胞时相(小时)从表中可看出:不同细胞的TC差别很大TC与TG1的变化一致TS+T

4、G2+TM值比较稳定,约12-24小时TM较小,约1小时左右可见,G1期时间决定细胞周期时间二、细胞周期各时相的划分ＤＮＡ合成前期（Ｇ１期）细胞增殖周期（TC）ＤＮＡ合成期（Ｓ期）ＤＮＡ合成后期（Ｇ２期）分裂期（M）细胞周期各个阶段所需时间分别为:TG1、TS、TG2、TMTC=TG1+TS+TG2+TM单位:小时持续增殖细胞不断进入周期，进行分裂，如皮肤生发层细胞，骨髓造血细胞等。暂不增殖细胞又称Ｇ０期细胞，如肝肾的部分细胞。肝切除后开始分裂修复。不增殖细胞即细胞失去增殖能力，合成（分化细胞）其功能性蛋白而走向分化，又称不育细胞或终末细胞。根据细胞增殖状态，将机体

5、细胞分三类：分化死亡G0Ｇ1期细胞三种去向：Ｇ0期细胞的特点：表型分化的细胞，其性质与Ｇ1期相似，因此，可视为延长了的Ｇ1期细胞暂停分裂可恢复增殖能力对药物的敏感性差Ｇ０期细胞即部分G1期细胞离开周期暂停分裂,当给予适宜的刺激时又可进入周期开始分裂，这类细胞称为Ｇ0期细胞。如肝细胞、肾细胞等什么是G0细胞?细胞周期各时相生化特点的总结G1SG2MG1AG1BRNA合成S期需要的酶DNA复制有丝分裂因子染色质组装为蛋白质合成及前体物质组蛋白、及微管蛋白的合成染色体，均等核糖体形成的合成非组蛋白合成分配入子细胞（细胞生长（为DNA复（为细胞分裂胞质分裂物质积累）制做准

6、备）做准备）细胞周期的特点有：单向性即细胞只能沿G1→S→G2→M方向推进而不能逆行阶段性在4个连续的时相中，细胞的形态与代谢特点有较明显的差异，细胞可因某种原因在某时相停滞(arrest)下来，待生长条件好转后，细胞可重新活跃起来过渡到下一时相。试想一想，46条染色质（每条染色体DNA长度约40000µm）绕在一个很小的范围内(细胞核直径约30µm），如何平均分配？染色体形成的意义——完成遗传物质的平均分配只有绕成一个个线团，才能平均分配。调控元素：细胞周期素(cyclin)细胞周期素依赖激酶(cyclin-dependentkinase，CDK)细胞周期蛋白依赖性激酶

7、抑制剂（CDKinhibitoryproteinCKIS）Cyclins–CDKs–CKIS调控网络第二节细胞周期调控背景成熟促进因子(maturationpromotingfactor，MPF)=CDK1(cdc2)+cyclinB1983年，Evans等首次在海洋无脊椎动物中发现一组蛋白质呈周期性出现，并调节细胞的生长，其被确定为细胞周期蛋白(细胞周期素)。细胞周期蛋白（cyclin）至少发现有11种不同的cyclin，分别为A、B1、B2、C、D1、D2、D3、E、F、G和H。其中8种主要的cyclin己被分离。根据cy