第十二章细胞增殖及其调控.ppt

第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控 细胞生物学细胞生物学第十二章第十二章 细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控F细胞增殖（细胞增殖（cell proliferationcell proliferation）：）：经过一定的物质准备，然后进行细胞分裂，使细经过一定的物质准备，然后进行细胞分裂，使细胞数目增加的过程。胞数目增加的过程。F细胞增殖是生物繁育的基础：细胞增殖是生物繁育的基础：F细胞增殖受到严密的调控机制的监控：细胞增殖受到严密的调控机制的监控：细胞增殖细胞增殖调控是整个生命活动的最基本的保证。调控是整个生命活动的最基本的保证。第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控1 1、细胞周期、细胞周期概念：从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备过程，概念：从一次细胞分裂结束开始，经过物质准备过程，直到下次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期。直到下次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期。标准的细胞周期：包括标准的细胞周期：包括G1G1、S S、G2G2和和M M期。期。细胞周期时间：细胞周期时间：不同细胞的周期时间不同不同细胞的周期时间不同-细胞周期时间主要差别在细胞周期时间主要差别在G1G1期期l根据增殖状态根据增殖状态,多细胞生物细胞可分为三类多细胞生物细胞可分为三类-周期中细胞、静止期细胞、终末分化细胞周期中细胞、静止期细胞、终末分化细胞-周期中细胞多在周期中细胞多在G1G1期转化为期转化为G0G0期细胞期细胞第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 周期中细胞指细胞周期持续运转的细胞。小肠绒毛上皮隐周期中细胞指细胞周期持续运转的细胞。小肠绒毛上皮隐窝细胞，表皮基底层细胞，部分骨髓细胞等均属此类窝细胞，表皮基底层细胞，部分骨髓细胞等均属此类静止期细胞又称G0期细胞指暂时脱离细胞周期，停止增殖，指暂时脱离细胞周期，停止增殖，去执行一定的生物学功能，但在适当刺激下可重新进入细去执行一定的生物学功能，但在适当刺激下可重新进入细胞周期的细胞，如某些免疫淋巴细胞，肝、肾细胞等胞周期的细胞，如某些免疫淋巴细胞，肝、肾细胞等终末分化细胞是指那些不可逆地脱离细胞周期，丧失分终末分化细胞是指那些不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，保持生理机能活动的细胞，如神经、肌肉细胞、裂能力，保持生理机能活动的细胞，如神经、肌肉细胞、多形核白细胞等多形核白细胞等第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控2 2 2 2、细胞周期各不同时期的主要事件、细胞周期各不同时期的主要事件、细胞周期各不同时期的主要事件、细胞周期各不同时期的主要事件F G1期：细胞的生长期，为期：细胞的生长期，为DNA的复制进行物质准备的复制进行物质准备物质合成，染色质去凝集。物质合成，染色质去凝集。G1期的晚期：期的晚期：限制点或检验点，控制细胞周期进入限制点或检验点，控制细胞周期进入S期的监控机制。期的监控机制。监测监测DNA是否有损伤、物质准备是否充分等是否有损伤、物质准备是否充分等FS期：期：DNA合成期。在此期进行合成期。在此期进行DNA的复制和组蛋白、的复制和组蛋白、非组蛋白合成。非组蛋白合成。FG2期：在此期期：在此期DNA含量增加一倍，并且为细胞进入含量增加一倍，并且为细胞进入M期进行物质准备，合成必须的蛋白质和期进行物质准备，合成必须的蛋白质和RNA。FM期：细胞分裂期。期：细胞分裂期。第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 细胞周期检验点细胞周期检验点细胞周期检验点细胞周期检验点细胞周期进程中的一系列细胞周期进程中的一系列监控机制监控机制监控机制监控机制，主，主要是确保周期每一时相事件的有序、全部完成并与外界要是确保周期每一时相事件的有序、全部完成并与外界环境因素相联系，可以鉴别细胞周期进程中的错误，并环境因素相联系，可以鉴别细胞周期进程中的错误，并诱导产生特异的抑制因子，控制细胞周期的进一步运行。诱导产生特异的抑制因子，控制细胞周期的进一步运行。第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控3 3 3 3、细胞周期长短的测定、细胞周期长短的测定、细胞周期长短的测定、细胞周期长短的测定F脉冲标记细胞分裂指数观察测定法：对测定细胞脉冲标记细胞分裂指数观察测定法：对测定细胞进行进行脉冲脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂细胞百分标记有丝分裂细胞百分数数的办法来测定细胞周期。的办法来测定细胞周期。F放射标记物为放射标记物为3H或者或者14C标记的标记的TdR。第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控1.含含3H-TdR的培养液短期培养，的培养液短期培养，细胞被标记细胞被标记2.从更换培养液开始，到从更换培养液开始，到开始出现标记的开始出现标记的M期期细胞的时间：细胞的时间：3.从开始出现标记的从开始出现标记的M期细胞到期细胞到所占所占M期的比例达到最大期的比例达到最大值的时间值的时间：4.从开始出现标记的从开始出现标记的M期细胞到期细胞到M期标记细胞百分数从最期标记细胞百分数从最大值开始下降大值开始下降的时间：的时间：5.第一次开始出现第一次开始出现M期标记细胞到期标记细胞到第二次出现标记的细胞第二次出现标记的细胞所用的时间所用的时间：第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 S期期G2开始出现标记的开始出现标记的M期细胞：期细胞：S期最晚期的细胞进入期最晚期的细胞进入M期期标记的标记的M期细胞占期细胞占M期的比例达到最大值：期的比例达到最大值：S期最晚期的期最晚期的细胞离开细胞离开M期期MM期标记细胞百分数从最大值开始下降：期标记细胞百分数从最大值开始下降：S期最早期最早期的细胞进入期的细胞进入M期期STc第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控4.1 4.1 自然同步化自然同步化F在自然界中，细胞自然同步化的现象在动、植物在自然界中，细胞自然同步化的现象在动、植物及粘菌中都有所发现，它们不受人为条件的干扰，及粘菌中都有所发现，它们不受人为条件的干扰，因而有可能在接近自然的条件下进行观察。因而有可能在接近自然的条件下进行观察。F自然同步化受到很多条件的限制自然同步化受到很多条件的限制第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控4.2 4.2 人工同步化人工同步化F人工选择同步化：人工选择同步化：人工选择同步化：人工选择同步化：人为的将处于不同细胞周期的细胞分人为的将处于不同细胞周期的细胞分离开，从而获得不同时期细胞群体的方法。离开，从而获得不同时期细胞群体的方法。有丝分裂选择法有丝分裂选择法密度梯度离心法密度梯度离心法F人工诱导同步化：人工诱导同步化：人工诱导同步化：人工诱导同步化：S期期DNA合成阻断法：合成阻断法：分裂中期阻断法：分裂中期阻断法：条件倚赖性突变株条件倚赖性突变株第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 有丝分裂选择法（反复振摇法）：有丝分裂选择法（反复振摇法）：利用有丝分裂细胞变圆利用有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性降低的特点。隆起，与培养皿的附着性降低的特点。优点是优点是优点是优点是细胞不受药物等的伤害，同步化程度高，放入细胞不受药物等的伤害，同步化程度高，放入37环境中，收集的细胞即可同步分裂。环境中，收集的细胞即可同步分裂。缺点是缺点是缺点是缺点是分裂细胞一般占分裂细胞一般占1%-2，分离的细胞数量少。，分离的细胞数量少。密度梯度离心法：密度梯度离心法：周期时相不同而细胞大小不同。周期时相不同而细胞大小不同。优点是优点是优点是优点是简单、成本低。简单、成本低。缺点是缺点是缺点是缺点是同步程度有限，因同一时相的细胞大小并非都一同步程度有限，因同一时相的细胞大小并非都一致，而且对大多数种类的细胞不适用。致，而且对大多数种类的细胞不适用。S S期期DNADNA合成阻断法：合成阻断法：选用选用DNADNA合成抑制剂可逆地抑制合成抑制剂可逆地抑制DNADNA合成而不影响其他期细胞沿周期运转，最终可将细胞群合成而不影响其他期细胞沿周期运转，最终可将细胞群体阻断在体阻断在S S期。期。高浓度高浓度TdRTdR对对S S期细胞的毒性较小，阻断效果较好，因此期细胞的毒性较小，阻断效果较好，因此成为较常使用的成为较常使用的S S期阻断剂期阻断剂TdRTdR双阻断法双阻断法双阻断法双阻断法:是最常使用的方法是最常使用的方法是最常使用的方法是最常使用的方法1.1.向对数增殖期的培养细胞的培液中加入向对数增殖期的培养细胞的培液中加入TdR，使细胞阻，使细胞阻于于S期和期和G1/S期交界处。期交界处。2.2.移去移去TdR，洗涤细胞。当释放时间大于，洗涤细胞。当释放时间大于ts时，所有细胞时，所有细胞均脱离均脱离S期，这时再给予第二次期，这时再给予第二次TdR阻断。阻断。3.3.细胞群体再经过细胞群体再经过G2+M+G1的时间，则细胞阻断于的时间，则细胞阻断于G1/S交界处的一个狭窄的区段中交界处的一个狭窄的区段中 tG1+tG2+tmtsDNADNA合成阻断法合成阻断法合成阻断法合成阻断法优点是优点是优点是优点是同步化程度高，适用于任何培养同步化程度高，适用于任何培养体系，可将几乎所有的细胞同步化。体系，可将几乎所有的细胞同步化。缺点是缺点是缺点是缺点是诱导过程造成细胞非均衡生长诱导过程造成细胞非均衡生长(蛋白质、蛋白质、RNA合合成并不停止成并不停止)，细胞体积增大，较正常细胞在周期上有差，细胞体积增大，较正常细胞在周期上有差异，有时出现有丝分裂和染色体的异常。异，有时出现有丝分裂和染色体的异常。中期阻断法中期阻断法中期阻断法中期阻断法某些药物可抑制微管的聚合，将细胞阻断于某些药物可抑制微管的聚合，将细胞阻断于有丝分裂中期。有丝分裂中期。优点：优点：优点：优点：非平衡生长问题不十分明显。非平衡生长问题不十分明显。缺点：缺点：缺点：缺点：长时阻断释放后许多细胞不能恢复正常的细胞周长时阻断释放后许多细胞不能恢复正常的细胞周期。期。中期阻断药物最常用者为秋水仙素或其衍生物秋水仙酰中期阻断药物最常用者为秋水仙素或其衍生物秋水仙酰胺。胺。第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控5 5、特异的细胞周期、特异的细胞周期F早期胚胎细胞的细胞周期早期胚胎细胞的细胞周期F酵母细胞的细胞周期酵母细胞的细胞周期F植物细胞的细胞周期植物细胞的细胞周期F细菌的细胞周期细菌的细胞周期细菌具有快速生长和慢速生长两种生长过程。细菌具有快速生长和慢速生长两种生长过程。第第第第一一一一节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期概概概概述述述述 早期胚胎细胞的细胞周期早期胚胎细胞的细胞周期早期胚胎细胞的细胞周期早期胚胎细胞的细胞周期F细胞分裂快，细胞分裂快，G1期和期和G2期非常短，以至认为只有期非常短，以至认为只有S和和M期期F细胞周期中，细胞没有生长现象，随着卵裂的进行，细细胞周期中，细胞没有生长现象，随着卵裂的进行，细胞体积越来越小胞体积越来越小有大量的物质积累，无需临时合成其他物质有大量的物质积累，无需临时合成其他物质F细胞周期调控因子与调控机制与一般体细胞标准的细胞细胞周期调控因子与调控机制与一般体细胞标准的细胞周期相似周期相似酵母的细胞周期酵母的细胞周期酵母的细胞周期酵母的细胞周期F细胞周期持续时间短细胞周期持续时间短F细胞分裂过程属于封闭式细胞分裂过程属于封闭式F在一定环境下，可以进行有性生殖在一定环境下，可以进行有性生殖F芽殖酵母：经过起始点后出芽，芽殖酵母：经过起始点后出芽，DNA复制与纺锤体装复制与纺锤体装配同时进行，不均等分裂配同时进行，不均等分裂F裂殖酵母：细胞生长特点是长度增加，直径不变，裂殖酵母：细胞生长特点是长度增加，直径不变，DNA复制完成再进入复制完成再进入M期，均等分裂期，均等分裂植物细胞的细胞周期植物细胞的细胞周期F不含中心体，但能装配形成纺锤体；不含中心体，但能装配形成纺锤体；F以形成中间板的形式进行胞质分裂以形成中间板的形式进行胞质分裂第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控第第二二节节 细细胞胞分分裂裂一、体细胞的有丝分裂一、体细胞的有丝分裂一、体细胞的有丝分裂一、体细胞的有丝分裂F分为前期、前中期、中期、后期、末期、胞质分裂期分为前期、前中期、中期、后期、末期、胞质分裂期前期：前期：染色体染色体出现、出现、动粒动粒装配、装配、纺锤体纺锤体开始装配、开始装配、细胞器细胞器解体解体前中期前中期：核膜核膜破裂、破裂、核仁核仁消失、消失、动粒装配成熟动粒装配成熟、初期初期纺锤体装配纺锤体装配形成形成中期中期：所有：所有染色体排列在赤道板上染色体排列在赤道板上后期后期：染色单体分离、动粒微管变短、极性微管变长：染色单体分离、动粒微管变短、极性微管变长末期末期：染色体去凝集、核膜核仁重新组装：染色体去凝集、核膜核仁重新组装第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控一、体细胞的有丝分裂一、体细胞的有丝分裂l胞质分裂胞质分裂-开始于细胞分裂后期，完成于分裂末期；开始于细胞分裂后期，完成于分裂末期；纺锤体的位置决定分裂沟的定位纺锤体的位置决定分裂沟的定位过程：分裂沟定位、收缩环形成、收缩环收过程：分裂沟定位、收缩环形成、收缩环收缩、细胞膜融合，形成两个子细胞。缩、细胞膜融合，形成两个子细胞。第第二二节节 细细胞胞分分裂裂动物的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现，收缩环由平动物的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现，收缩环由平行排列的肌动蛋白组成。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？用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象？第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控二、减数分裂二、减数分裂F生殖细胞的成熟分裂方式生殖细胞的成熟分裂方式F特点：进行一次复制，两次分裂。分裂后子特点：进行一次复制，两次分裂。分裂后子细胞的染色体数减半。细胞的染色体数减半。F意义：生物有性生殖的基础，是生物遗传、意义：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保证生物进化和生物多样性的重要保证第第二二节节 细细胞胞分分裂裂减数分裂周期减数分裂周期F减数分裂前间期：减数分裂前间期：S S期持续时间长；期持续时间长；0.1-0.3%0.1-0.3%的的DNADNA不复制，不复制，L L蛋白与其结合，阻止其复制。蛋白与其结合，阻止其复制。F减数分裂过程：减数分裂过程：减数分裂期减数分裂期I I减数分裂间期减数分裂间期减数分裂期减数分裂期IIII第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控 减减数数分分裂裂减数第一减数第一次分裂次分裂减数第二减数第二次分裂次分裂前期前期：持续时间较长。进行染色体：持续时间较长。进行染色体配对和基因重组，合成一定量的配对和基因重组，合成一定量的蛋白质。蛋白质。中期中期：同源染色体排列在赤道面。：同源染色体排列在赤道面。后期后期：同源染色体分离，移向细：同源染色体分离，移向细胞两极。胞两极。末期末期：核仁、核膜重新出现，形：核仁、核膜重新出现，形成两个子细胞。成两个子细胞。前期前期中期中期后期后期末期末期第第二二节节 细细胞胞分分裂裂 减减减减I I前期前期前期前期细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期细线期细线期细线期细线期：染色体开始凝集，端粒与核膜相连染色体开始凝集，端粒与核膜相连偶线期偶线期偶线期偶线期：出现联会和出现联会和SC，二价体，四分体结构不清晰，二价体，四分体结构不清晰，合成合成0.3%的的DNA，称，称Z-DNA粗线期粗线期粗线期粗线期：出现交换和重组，合成出现交换和重组，合成DNA，称，称P-DNA双线期双线期双线期双线期：四分体结构清晰可见，染色质去凝集，持续时间四分体结构清晰可见，染色质去凝集，持续时间长长终变期终变期终变期终变期：核仁、核膜消失，纺锤体形成。同源染色体向赤核仁、核膜消失，纺锤体形成。同源染色体向赤道面移动道面移动联会复合体联会复合体SCSC形成于偶线期，成熟于粗线期，消失于双形成于偶线期，成熟于粗线期，消失于双线期线期。第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控F细胞周期的调节因子细胞周期的调节因子F细胞周期检验点细胞周期检验点第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控2001年诺贝尔生理医学奖年诺贝尔生理医学奖 第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控一、一、MPF的发现与研究的发现与研究F染色体的超前凝集（染色体的超前凝集（PCC）M期期细胞与细胞与间期间期不同阶段的细胞融合，培养一定时间不同阶段的细胞融合，培养一定时间后，后，间期细胞间期细胞内发生了形态各异的染色体凝集的现象。内发生了形态各异的染色体凝集的现象。F非洲爪蟾卵实验非洲爪蟾卵实验卵母细胞生长阶段卵母细胞生长阶段I-IVI-IV，停留在，停留在减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期（双线期）（双线期）（双线期）（双线期）等待成熟。等待成熟。孕酮作用，停留在孕酮作用，停留在减数第二次分裂中期，减数第二次分裂中期，减数第二次分裂中期，减数第二次分裂中期，成为成熟的成为成熟的卵母细胞。卵母细胞。第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控FMPF是真核细胞是真核细胞M期的一种基本的调节物质，期的一种基本的调节物质，能能够促进细胞周期由够促进细胞周期由G2期向期向M期的转化期的转化FMPF的生化性质：的生化性质：p32+p45蛋白激酶蛋白激酶MPF：maturation-promoting factorMPF：M phase-promoting factorMPF：mitosis-promoting factor第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控二、二、CDC基因基因F1960s Leland Hartwell,1970s Paul Nurse以芽殖酵以芽殖酵母和裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感突变株，发母和裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感突变株，发现许多与细胞分裂有关的基因现许多与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene,CDC)。CDC：与细胞分裂和细胞周期调控有关的基因与细胞分裂和细胞周期调控有关的基因cdc2p34cdc2（裂殖酵母）（裂殖酵母）Cdc28p34cdc28（芽殖酵母）（芽殖酵母）第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控+p56cdc13MPFp32+p45第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控三、细胞周期蛋白（三、细胞周期蛋白（cyclin）F1980s Timothy Hunt发现周期蛋白发现周期蛋白(cyclin A和和B)。FP45即即 cyclinB 与与p56cdc13为同源物为同源物F在细胞周期中含量呈周期性变化。在细胞周期的不同在细胞周期中含量呈周期性变化。在细胞周期的不同时期表达不同的周期蛋白。时期表达不同的周期蛋白。F含有含有周期蛋白框，周期蛋白框，介导其与介导其与CDKCDK结合。结合。FM M期周期蛋白期周期蛋白分子结构中，含有分子结构中，含有破坏框破坏框，主要参与，主要参与M M期期周期蛋白的泛素化降解过程。周期蛋白的泛素化降解过程。FG1G1期周期蛋白期周期蛋白C C末端末端含有含有PESTPEST序列序列，与其更新有关。，与其更新有关。第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控四、四、cdc2相关基因家族的蛋白质产物相关基因家族的蛋白质产物CDKFCDK：周期蛋白依赖的蛋白激酶。与周期蛋白结合并：周期蛋白依赖的蛋白激酶。与周期蛋白结合并活化，使底物蛋白磷酸化，调控细胞周期进程的蛋白活化，使底物蛋白磷酸化，调控细胞周期进程的蛋白激酶。激酶。F不同的不同的CDK激酶结合的周期蛋白不同，在细胞周期中激酶结合的周期蛋白不同，在细胞周期中执行不同的调节功能。执行不同的调节功能。第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控五、细胞周期运转调控五、细胞周期运转调控FCDKCDK激酶激酶是细胞周期运转的是细胞周期运转的引擎引擎分子。分子。FCDKCDK与细胞周期蛋白结合，具有蛋白激酶的活与细胞周期蛋白结合，具有蛋白激酶的活性，不同种类的周期蛋白与不同的性，不同种类的周期蛋白与不同的CDKCDK结合，结合，构成不同的构成不同的CDKCDK激酶，对细胞周期不同时期具激酶，对细胞周期不同时期具有关键的调控作用。有关键的调控作用。第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞周期调控系统细胞周期调控系统F对对外外界界环环境境因因子子起起反反应应(如如多多细细胞胞生生物物对对增增殖殖信信号的反应号的反应)信号的指导信号的指导F在适当时候激活细胞周期各个时相的相关酶和在适当时候激活细胞周期各个时相的相关酶和蛋白蛋白,时相事件完成失活时相事件完成失活调控因子的调节调控因子的调节F确保每一时相事件全部完成确保每一时相事件全部完成检验点的监控检验点的监控第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控（一）（一）G2/MG2/M转化转化F调控因子：调控因子：CDK1CDK1激酶激酶(p34(p34cdc2cdc2+ClnB)+ClnB)l lCDK激酶活性的综合调节激酶活性的综合调节细胞周期蛋白细胞周期蛋白CDK激酶抑制物激酶抑制物修饰性调节修饰性调节第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控Weel/Mik1激酶和激酶和CAKCdc25c磷酸酶磷酸酶 第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控lSCF：泛素连接酶：泛素连接酶lG1、G1/S周期蛋白降解周期蛋白降解lCDK1激活激活l作用底物：组蛋白作用底物：组蛋白H1、核纤层蛋白、核仁蛋白等、核纤层蛋白、核仁蛋白等l细胞变化：染色质凝集、核纤层解聚、核仁解体、细细胞变化：染色质凝集、核纤层解聚、核仁解体、细胞骨架重排等胞骨架重排等分裂中期向分裂后期的转化分裂中期向分裂后期的转化分裂中期向分裂后期的转化分裂中期向分裂后期的转化FM M期期CDKCDK激酶失活：激酶失活：M M期周期蛋白经泛素化途径降解期周期蛋白经泛素化途径降解(E1E2E3)(E1E2E3)F姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离lAPCAPC（后期促进因子）（后期促进因子）泛素连接酶泛素连接酶cdc20激活激活APCcdc20位于动粒上，与位于动粒上，与Mad2结合结合动粒被微管捕获，动粒被微管捕获，Mad2从动粒上消失，解除对从动粒上消失，解除对cdc20活性的抑制，激活活性的抑制，激活APCF染色体整列是启动染色体分离并向两个子细胞中染色体整列是启动染色体分离并向两个子细胞中平均分配的先决条件（平均分配的先决条件（P408）第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控G1G1期：细胞大小、营养期：细胞大小、营养条件、生长因子、条件、生长因子、DNADNA是是否有损伤；否有损伤；S S期：期：DNADNA复制是否完成复制是否完成G2G2期：细胞大小、期：细胞大小、DNADNA复制有没有错误复制有没有错误M M期：纺锤体装配是否期：纺锤体装配是否完成，是否所有的染色完成，是否所有的染色体都被动粒捕获体都被动粒捕获第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控vDNA damage checkpoint:Cell-cycle progression is blocked by DNA damage and p53How DNA damage arrests the cell cycle in G1.Two such checkpoints:1.One in late G1:provents entry into S phase;2.One in late G2:provents entry into mitosis;P53:gene regulatory protein.DNA damage activates p53 by an indirect mechanism.Mdm2 acts as a ubiquitin ligase that targets p53 for destruction by proteasomes.Phosphrylated p53 reduce its binding to Mdm2.P21(CKI protein)binds to G1/S-Cdk and S-Cdk and inhibits their activities,thereby helping to block entry into S phase.第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控第十二章第十二章第十二章第十二章 细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞增殖与调控细胞周期的基本调控机制细胞周期的基本调控机制F对对外外界界环环境境因因子子起起反反应应(如如多多细细胞胞生生物物对对增增殖殖信信号号的的反应反应)F在细胞周期各个时相的调控因子在相应的时期被激活。在细胞周期各个时相的调控因子在相应的时期被激活。细胞周期进程主要受到细胞周期进程主要受到CDKCDK和周期蛋白的调控，不同和周期蛋白的调控，不同的的CDKCDK与不同时期的周期蛋白结合，调节细胞周期不与不同时期的周期蛋白结合，调节细胞周期不同时相的事件同时相的事件F细胞周期检验点保证细胞周期各时相的有序进行和全细胞周期检验点保证细胞周期各时相的有序进行和全部完成。部完成。F其他因素：癌基因、抑癌基因、环境条件等其他因素：癌基因、抑癌基因、环境条件等第第第第二二二二节节节节 细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期调调调调控控控控