細(xì)胞生物學(xué)第十章.doc

細(xì)胞生物學(xué)第九、十章教案第九章細(xì)胞增殖及其調(diào)控第一節(jié)細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂一、細(xì)胞周期和分期1細(xì)胞周期(cellcycle)指細(xì)胞一次分裂結(jié)束到下一個(gè)分裂終止所經(jīng)歷過(guò)的過(guò)程；具體地說(shuō)，就是經(jīng)細(xì)胞分裂產(chǎn)生的一個(gè)新細(xì)胞生長(zhǎng)增大，爾后又均等分為兩個(gè)與原細(xì)胞相同的子細(xì)胞，這種生長(zhǎng)與分裂的周期變化就叫細(xì)胞周期。DNA合成前期（G1期）休止期（G0期）DNA復(fù)制合成期（S期）末期(e)、后期(d)、中期(c)、前中期（b）、前期(a)DNA合成后期（G2期）根據(jù)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)在不同階段的生理狀況，可將細(xì)胞周期分為分裂期(M期)和分裂間期；分裂間期包括G1、G0、S、G2等四個(gè)時(shí)期。G1期DNA合成期。細(xì)胞一旦完成分裂，即進(jìn)入G1期。它是決定細(xì)胞是否繼續(xù)通過(guò)另一個(gè)周期或停留在G1期而變成分化細(xì)胞的一個(gè)決定瞬間。G0期休止期。分裂結(jié)束后，細(xì)胞處于暫時(shí)休止?fàn)顟B(tài)，只有當(dāng)它們受到刺激后才開始進(jìn)?蠨NA合成和細(xì)胞分裂。S期DNA復(fù)制合成期。在細(xì)胞核里，此期初始階段為常染色質(zhì)復(fù)制后期階段為異染色質(zhì)復(fù)制。G2期DNA合成后期。是細(xì)胞進(jìn)入分裂期的啟動(dòng)階段。M期細(xì)胞分裂期(D期)是從染色體凝縮、分離到平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞為止的時(shí)期。又可依次分為前期、前中期、中期、后期和末期。(a-前期。染色質(zhì)濃縮，在核內(nèi)表現(xiàn)出一定的散布形式。b-前中期或早中期。細(xì)胞核膜消失，分裂中心移動(dòng)并到達(dá)兩極。c-中期。當(dāng)染色體開始到達(dá)紡錘體赤道面時(shí)，標(biāo)志著中期開始。此刻的細(xì)胞若經(jīng)某些化學(xué)試劑處理，則可使染色體停留在此而進(jìn)行細(xì)胞學(xué)研究。d-后期。染色體離開赤道面向兩極移動(dòng)，后期就開始了。e-末期。染色體解聚恢復(fù)成染色質(zhì)狀態(tài)，核膜、核仁重新出現(xiàn))細(xì)胞周期的長(zhǎng)短及其變化：不同種類生命有機(jī)體、同一種類不同系統(tǒng)、不同組織的細(xì)胞同源性很強(qiáng)。其細(xì)胞周期的時(shí)間(Tc)也不相同。細(xì)胞周期中tG1變化最大，往往由它決定Tc的長(zhǎng)短，而tG2+tS+tM時(shí)間則相對(duì)穩(wěn)定。細(xì)胞周期的測(cè)定:(1)體內(nèi)外采用3H-TdR脈沖標(biāo)記，定時(shí)取材，利用放射自顯影方法，統(tǒng)計(jì)標(biāo)記有絲分裂細(xì)胞百分?jǐn)?shù)加以測(cè)定。從細(xì)胞增殖的角度看，細(xì)胞可分為三類：連續(xù)分裂的細(xì)胞（在細(xì)胞周期中連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，又稱周期中細(xì)胞cyclingcell，如：小腸絨毛上皮腺窩細(xì)胞、表皮基底細(xì)胞、部分骨髓造血細(xì)胞等）、休眠細(xì)胞（暫時(shí)脫離細(xì)胞周期細(xì)胞、不進(jìn)行增殖、但在適當(dāng)?shù)拇碳l件下可重新進(jìn)入細(xì)胞周期的細(xì)胞、如某些免疫淋巴細(xì)胞、肝、）腎及大部分骨髓干細(xì)胞等，也稱作G0細(xì)胞）、終端分化細(xì)胞又稱不分裂細(xì)胞（不可逆的脫離細(xì)胞周期，喪失分裂能力，但保持生理機(jī)能活動(dòng)的細(xì)胞）。二、特異的細(xì)胞周期1.早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期早期胚胎細(xì)胞的G1期和G2期非常短，以至于人們認(rèn)為早期胚胎細(xì)胞周期僅含有S期和M期。2.酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期酵母細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間較短，約為90min。和許多高等細(xì)胞生物一樣，細(xì)胞分裂過(guò)程屬于封閉式，即在細(xì)胞分裂時(shí)，其他細(xì)胞核核膜不解聚。與細(xì)胞核分裂直接相關(guān)的紡錘體不是在細(xì)胞質(zhì)中，而是位于細(xì)胞核內(nèi)。3.植物細(xì)胞的細(xì)胞周期植物細(xì)胞的細(xì)胞周期與動(dòng)物細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)周期非常相似，也含有G1期，S期，G2期和M期四個(gè)時(shí)期。期明顯特征有：（1）植物細(xì)胞不含中心體，但在細(xì)胞分裂時(shí)可以正常裝配紡錘體。是什么因素控制紡錘體的形成一直是植物細(xì)胞周期研究領(lǐng)域重要課題；（2）植物細(xì)胞以形成中間板的形式進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂。4細(xì)菌的細(xì)胞周期細(xì)菌的DNA為一環(huán)形分子，含有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)（origin）。一般情況下，細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，?贒NA復(fù)制之前，一般要經(jīng)過(guò)一個(gè)臨界時(shí)間（threshold），調(diào)節(jié)DNA復(fù)制的起始。在DNA復(fù)制之后和細(xì)胞分裂之前，也有一個(gè)臨界時(shí)界。細(xì)菌細(xì)胞周期也基本具備4個(gè)時(shí)期。在快速生長(zhǎng)的情況下，細(xì)菌細(xì)胞每分裂一次（即一個(gè)細(xì)胞周期時(shí)間）僅需要35min，而完成一次DNA復(fù)制卻需要40min。而且在DNA復(fù)制之前，需要10min的復(fù)制起始準(zhǔn)備，在DNA復(fù)制之后還需要20min的染色體分離和細(xì)胞分裂。所以真正完成一輪DNA復(fù)制實(shí)際需要70min。解決這一矛盾，細(xì)菌在上一次細(xì)胞分裂結(jié)束時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的DNA已經(jīng)復(fù)制一半路程。細(xì)菌分裂后，立即開始新一輪的DNA復(fù)制。10min后，DNA復(fù)制起始，復(fù)制的起點(diǎn)不是在一個(gè)DNA分子上，而是在兩個(gè)正在形成中的DNA分子上同時(shí)開始。從一半路程到兩個(gè)子細(xì)胞的形成，前后時(shí)間？35min。三、細(xì)胞同步化(synchronization)細(xì)胞同步化是指自然的或經(jīng)人為選擇或誘導(dǎo)選擇造成的細(xì)胞周期同步化。前者指自然同步化，后者指人工同步化，大致可分為選擇同步化和誘導(dǎo)同步化，或兩者的結(jié)合。1選擇同步化選擇同步化主要是指有絲分裂同步法單層培養(yǎng)于培養(yǎng)器中細(xì)胞處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，輕加震蕩，M期細(xì)胞即脫離器皿而懸浮于培養(yǎng)液中，傾出培養(yǎng)液于4冰箱中保存。再加入新鮮培養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)，經(jīng)12小時(shí)，重復(fù)以上操作，可獲得一定數(shù)量的M期細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)：同步化程度高，轉(zhuǎn)入37中培養(yǎng)即開始分裂；缺點(diǎn)：分離細(xì)胞數(shù)量少，尤其是生化分析。2誘導(dǎo)同步化DNA合成阻斷法：選擇DNA合成抑制劑可逆地抑制DNA的合成而不影晌其它各時(shí)期細(xì)胞沿細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)，細(xì)胞阻斷在S期。G1/S-TdR(胸腺嘧啶核苷)雙阻斷法是最常用的方法成對(duì)數(shù)增長(zhǎng)的細(xì)胞培養(yǎng)基+過(guò)量的TdR(最終濃度達(dá)25mmolL)細(xì)胞分裂被阻斷于G1S(此為第一次阻斷)，移去TdR，洗滌細(xì)胞，+新鮮培養(yǎng)液(阻斷因素解除，細(xì)胞沿周期繼續(xù)前進(jìn)，當(dāng)釋放時(shí)間tS時(shí)，所有細(xì)胞均脫離S期)+TdR(第二次阻斷)，細(xì)胞再經(jīng)過(guò)G2+M+G1的時(shí)間，細(xì)胞被阻斷于G1S交界的狹窄區(qū)段中。這種方法只適用于(tG2+tG1+tM)tS的細(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)：同步化程度高，適用于任何培養(yǎng)系。圖中期阻斷法某些藥物可抑制微管的聚合，因而抑制有絲分裂器的形成，將細(xì)胞阻斷在有絲分裂中期。(此種方法可逆性差!)，中期阻斷藥物最常用者為秋水仙素或秋水仙素酰胺。四、細(xì)胞周期的時(shí)相及其主要事件細(xì)胞周期沿著G1SG2M的順序進(jìn)行，不同時(shí)期出現(xiàn)不同的關(guān)鍵性事件。S期：DNA合成(DNA合成保持原核生物的半保留復(fù)制方式，岡崎片段復(fù)制的特點(diǎn)，復(fù)制叉的生長(zhǎng)方式，RNA引物的參與等。一般說(shuō)來(lái)，S期中常染色質(zhì)復(fù)制較早，異染色質(zhì)復(fù)制較晚?期中早期復(fù)制的DNAGC含量較高：晚期復(fù)制的DNAAT含量較高)；與DNA合成相關(guān)的一些酶活性出現(xiàn)高峰：組蛋白表達(dá)出現(xiàn)峰值(組蛋白用于核小體的組裝。DNA的合成與組蛋白的合成強(qiáng)度保持時(shí)間上的同步，密度上的相應(yīng)，而使新合成的DNA得以及時(shí)包裝成核小體，二者保持一種聯(lián)動(dòng)關(guān)系。)。S期激活因子：G1進(jìn)入S期與S期的激活因子有關(guān)。近幾年，基本弄清了S期的激活因子的分子性質(zhì)，稱之為SPF(Sphasepromotingfactor)即促S期因子。通過(guò)S期細(xì)胞和G1，G2及Gl和G2期細(xì)胞融合，?證明個(gè)細(xì)胞周期DNA只能合成一次早G1、晚S及G2期：出現(xiàn)上千個(gè)相同和不同的蛋白質(zhì)(研究方法：同步化細(xì)胞；雙向凝膠電泳；放射性氚標(biāo)記的混合氨基酸；放射性自顯影)。M期：存在一鐘盞既舊誓囊蜃櫻彌治鎦食莆興糠至巖蜃?MF)，也稱MPF(maturationpromotingfactor)。Johnson和Rao(1970)利用G1，S及G2期細(xì)胞與M期細(xì)胞融合，發(fā)現(xiàn)了形態(tài)各異的染色質(zhì)凝集，稱之為早熟染色質(zhì)凝集(prematurechromosomecondensation)，簡(jiǎn)稱PCC。cdc基因(celldivisioncyclegenes)：與細(xì)胞分裂的有關(guān)基因。該基因的有序表達(dá)，是受到一些控制點(diǎn)調(diào)控和監(jiān)視的。a酵母，DNA合成稍前有啟動(dòng)點(diǎn)(start)；b-哺乳類，R點(diǎn)或限制點(diǎn)(restrictionpoint)或稱檢驗(yàn)點(diǎn)(checkpoint)也叫G1S轉(zhuǎn)換點(diǎn)(S啟動(dòng)點(diǎn))。另外還有G2M檢驗(yàn)點(diǎn)、中期/后期轉(zhuǎn)換處的檢驗(yàn)點(diǎn)(酵母中至少有6個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn))。DNA損傷未修復(fù)之前不能進(jìn)入S期；S期DNA合成來(lái)完成之前不能進(jìn)入M期；M期紡錘俸和染色體連接不良則不能進(jìn)入后期。若沒有這套監(jiān)視系統(tǒng)，便會(huì)產(chǎn)生斷裂的染色體、異倍體或基因丟失而造成細(xì)胞遺傳上的紊亂，不是導(dǎo)致癌變，就是導(dǎo)致死亡。圖五、有絲分裂細(xì)胞分裂是個(gè)體生長(zhǎng)和生命延續(xù)的基本保證。細(xì)胞分裂經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生物演化過(guò)程由簡(jiǎn)單而逐漸臻于完善。細(xì)胞分裂celldivision：細(xì)胞通過(guò)一分為二方式產(chǎn)生子細(xì)胞的過(guò)程。有性生物的細(xì)胞分裂方式主要是生長(zhǎng)時(shí)的有絲分裂以及生殖細(xì)胞成熟時(shí)的減數(shù)分裂。原核細(xì)胞直接裂殖(directdivision)；真核生物無(wú)絲分裂(amitosis)(也稱直接分裂)、有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。真核細(xì)胞的無(wú)絲分裂是正常的還是病理的分裂，一直有不同的觀點(diǎn)。有人認(rèn)為是一種生理適應(yīng)。1有絲分裂的特征是有絲分裂器(mitoticapparatus)的產(chǎn)生。有絲分裂器系指有絲分裂時(shí)有微管(及其結(jié)合蛋白)所組成的星體(aster)和紡錘體(spindle)。星體是指圍繞中心體(eentrosome)向外輻射的微管。紡錘體是由大量微管在赤道面垂直捧列組成的中部寬闊，兩極縮小的細(xì)胞器，形如紡錘。紡錘體由連續(xù)微管(continuousmicrotubulcs)連續(xù)微管由一極通向另極但絕大多數(shù)并非真正連續(xù)而是來(lái)自兩極的微蕾在赤道面(equatorialplane)彼此相搭，側(cè)面結(jié)合。動(dòng)力微管(kinotochoremicrombles)動(dòng)力微管是指一端由極部發(fā)出，另一端結(jié)合到動(dòng)力上的微管。及區(qū)間微管(interzonalmicrotubules)區(qū)間微管是指在后期和末期時(shí)連接已經(jīng)分向兩板的染色，體或子核的微蕾。組成。有絲分裂器在維持染色體平衡，運(yùn)動(dòng)、分配中起著重要的作用。2有絲分裂中的兩個(gè)重要的細(xì)胞器中心粒（centroile）和動(dòng)粒（kinetochore）1)中心粒結(jié)構(gòu)：中心粒的結(jié)構(gòu)通常是呈盲倒的圓筒狀小體，d，025微米，長(zhǎng)度不定，位于臨近核膜的細(xì)胞質(zhì)中，筒壁為9組大約呈30度傾斜排列的三聯(lián)微管組成。在一對(duì)中心粒的周圍是一團(tuán)透明的電子密度高的中心粒周圍物質(zhì)(PCM)，這一復(fù)合物稱為中心體。中心粒的成熟：G1期細(xì)胞有一對(duì)互相垂直的中心粒；S期兩個(gè)中心粒稍有分離，在距母中心粒的一定距離(約560納米)處，與其垂直的方向復(fù)制出一個(gè)子中心粒；G，晚期到M早期子中心粒不斷長(zhǎng)大，逐漸分離，移到兩極的中心粒形成暈，并組織紡錘體和星體；M末期，每個(gè)子細(xì)胞各獲得一對(duì)中心粒，一個(gè)母中心粒和一個(gè)子中心粒。2）動(dòng)粒動(dòng)粒又稱著絲點(diǎn)是細(xì)胞分裂的重要細(xì)胞器，是有絲分裂時(shí)紡錘體微管附著于染色體的部位。后期時(shí)動(dòng)粒微管變短，將兩條染色單體拉向兩極。在光鏡時(shí)代，動(dòng)粒又稱著絲粒(centromere).細(xì)胞學(xué)家多用動(dòng)粒詞。在電鏡發(fā)現(xiàn)中期染色體主縊痕外側(cè)有附加的3層結(jié)構(gòu)，稱為動(dòng)粒。動(dòng)粒的3層結(jié)構(gòu)外層覆蓋有纖維狀物質(zhì)組成的冠(croha)3層結(jié)構(gòu)中主要是蛋白質(zhì)，其中有少量的DNA和RNA。用免疫印跡法研究動(dòng)粒蛋?證ENP(CENtromereProtein)的分子量，發(fā)現(xiàn)不間動(dòng)物種類，不周發(fā)育階段、不同細(xì)胞周期有所差異。但在多種動(dòng)、植物中有其同源性表明在進(jìn)化上有高度保守性。遺傳學(xué)家多用著絲粒一詞，著絲粒是染色體主縊痕中比較寬闊的區(qū)域(動(dòng)粒與其平行排列)著絲粒是由富含重復(fù)序列的DNA異染色質(zhì)所組成與其它染色質(zhì)的不同處在于它的高度濃縮，對(duì)低滲膨脹和核酸酶消化有抗性。動(dòng)粒/著絲粒區(qū)域總稱為著絲粒結(jié)構(gòu)域(centromeredomain)，由三個(gè)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成：動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域(kinetotromeredomain)包括三層板結(jié)構(gòu)和外側(cè)的冠，在此域發(fā)現(xiàn)有微管蛋白、鈣調(diào)素(CaM)、動(dòng)力蛋白、p34cdc2以及糖酵解的稀醇酶等，可能與染色體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。、中心結(jié)構(gòu)域(centraldomain)代表著絲粒的區(qū)域及配對(duì)結(jié)構(gòu)域(pairingdomain)沿著中心域結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面分布，是姐妹染色單體中期相互作用的部位。此結(jié)構(gòu)域有兩種蛋白，一種為內(nèi)著絲粒蛋?譏NCENP(InnerCENTromereprotain)和染色體連接蛋白clips(chromatidlinkingproteins)。這些蛋白可能和控制姐妹染色單體分離有關(guān)。3有絲分裂過(guò)程細(xì)胞經(jīng)過(guò)細(xì)胞周期的G1、S、G2、M期，染色體凝集成染色體，細(xì)胞分裂成兩個(gè)子赴?在此過(guò)程中MPF激活，誘導(dǎo)了有關(guān)蛋白質(zhì)的磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)即有關(guān)形態(tài)變化。分裂后蛋白質(zhì)產(chǎn)生去磷酸化。有絲分裂是一個(gè)核改組的連續(xù)過(guò)程，根據(jù)其形態(tài)學(xué)特征，人為的分為前期、早中期（前中期）、中期、后期及末期。有絲分裂(mitosis)間期分裂。分裂的結(jié)果是產(chǎn)生含有同親代數(shù)目相同染色體的2個(gè)子細(xì)胞。分裂過(guò)程包括如前所述的前期、前中期、中期、后期和末期幾個(gè)階段。M期細(xì)胞分裂期(D期)是從染色體凝縮、分裂到平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞為止的時(shí)期。又可依次分為前期、前中期、中期、后期和末期a前期。染色質(zhì)濃縮，在核內(nèi)表現(xiàn)出一定的散布形式。b前中期或早中期。細(xì)胞核膜消失，分裂中心移動(dòng)并到達(dá)兩極。c中期。當(dāng)染色體開始到達(dá)紡錘體赤道面時(shí)，標(biāo)志著中期開始。此刻的細(xì)胞若經(jīng)某些化學(xué)試劑處理，則可使染色體停留在此而進(jìn)行細(xì)胞學(xué)研究。d后期。染色體離開赤道面向兩極移動(dòng)，后期就開始了。e末期。染色體解聚恢復(fù)成染色質(zhì)狀態(tài)，核膜、核仁重新出現(xiàn)1)前期(prophase)標(biāo)志前期開始的第一個(gè)特征是染色體不斷濃集，即染色質(zhì)的螺旋化、折疊和包裝過(guò)程。形態(tài)學(xué)特征：每條染色單體的成雙結(jié)構(gòu)(每條單體有一條DNA分子組成)；出現(xiàn)主縊痕(primaryconstriction);在主縊痕處染色體有一特化的部位?著絲粒(為DNA重復(fù)序列，每一拷貝包含有300個(gè)bp）；在主縊痕著絲粒外側(cè)在晚期形成？成熟的動(dòng)粒(特征)；有絲分裂期紡錘體的組裝(assembly)與去組裝(disassembly)有一定的極性極部為負(fù)此處微管蛋白亞單位去組裝，呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化。中心體體外組裝紡錘體實(shí)驗(yàn)證明，其MTOC(微管組織中心)的功能在間期弱，中期很強(qiáng)，說(shuō)明它有一個(gè)成熟過(guò)程。微管的延長(zhǎng)是微管蛋白二聚體的組裝大于去組裝的結(jié)果：中心粒端為D端，是微管的蛆織核心，為負(fù)端，D端的遠(yuǎn)端為A端，為微管蛋白二聚體加入和延長(zhǎng)的一端，為正端，由G2末期到M期之前，星體和紡錘體微管均靠A端蜂的延長(zhǎng)，馬達(dá)分子力的作用來(lái)推動(dòng)中心粒分向兩極;兩對(duì)中心粒和星體沿核膜彼此遠(yuǎn)離到達(dá)極；前末期，核膜崩解，核仁縮小消失，分散于細(xì)胞質(zhì)中。植物細(xì)胞無(wú)中心粒和星體，由許多微極，(minipoles)組織紡錘體。2）早中期(prometaphase)核膜一崩解，細(xì)胞便進(jìn)入中期。核周圍的紡錘體浸入細(xì)胞中心區(qū)，部分紡錘體的自由端結(jié)合到動(dòng)粒上，稱為動(dòng)粒微管；染色體劇烈地活動(dòng)，個(gè)別染色體劇烈地旋轉(zhuǎn)、振蕩、徘徊于兩極之間。一側(cè)紡錘體微管自由端“捕獲”住染色體一側(cè)的動(dòng)粒，另一側(cè)紡錘體微管自由端“捕獲”住染色體另一側(cè)的動(dòng)粒。染色體排列在中期赤道板(equatorialplate)上動(dòng)粒微管的作用：固定和拉力。3）中期(metaphase)染色體排列在中期赤道板上，細(xì)胞即進(jìn)入中期動(dòng)粒微管作用于染色體上的力平衡(此時(shí)若用微束激光打斷一側(cè)的動(dòng)粒微管，則染色體被拉向相反極)。排列在中期赤道板上的染色單體靠配對(duì)結(jié)構(gòu)域結(jié)合在一起。組成紡錘體的微管數(shù)目不等。一部分紡錘體微管浸入核區(qū)，一部分紡錘體微管A端掩埋于動(dòng)粒中此時(shí)微管的延長(zhǎng)主要靠D端加入微管蛋白二聚體。4）后期(anaphase)后期開始，幾乎所有的姐妹染色單體同時(shí)分開，此時(shí)的姐妹染色單體稱為染色體。姐妹染色單體分開的機(jī)制：研究表明，可能來(lái)自胞質(zhì)內(nèi)的Ca2+的信號(hào)作用。用秋水仙素處理，微管仍可分開；用含有Ca2+的熒光染料連續(xù)監(jiān)視活細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)到后期時(shí)胞內(nèi)Ca2+增強(qiáng)10倍；注射微量Ca2+于中期細(xì)胞內(nèi)可誘導(dǎo)后期早熟，兩極有膜囊小泡的積累，其中有豐富的Ca2+，與紡錘體相鄰接有許多小囊泡，可能Ca2+的釋放，誘導(dǎo)后期的發(fā)生。著絲粒部位的分離，立即打破力的平衡，動(dòng)粒受到不斷縮短的動(dòng)粒微管的牽引而產(chǎn)生染色體的向極移動(dòng)。動(dòng)粒在前，兩臂在后。染色體向極運(yùn)動(dòng)的速度很慢，約為每分鐘020.5m。染色體向極運(yùn)動(dòng)可能是紡錘體中兩種獨(dú)立過(guò)程的結(jié)果：染色體的向極，伴隨動(dòng)粒微管的縮短，通常稱為后期A；兩極分離的本身伴隨著連續(xù)微管的延長(zhǎng)，稱為后期B。這兩種過(guò)程的區(qū)分可以根據(jù)它們對(duì)藥物的敏感性，如用低濃度的水合氯醛可以阻斷后期B，而不阻斷后期A。染色體向極運(yùn)動(dòng)的機(jī)理：Michtchison等(1986，1987)通過(guò)免疫電鏡的方法，可動(dòng)態(tài)觀察動(dòng)粒微管的變化。非洲綠猴上皮細(xì)胞中期，注射生物素(blotin)標(biāo)記的微管蛋白再用膠體金標(biāo)記的親和素(avidin)處理可見膠體金顆粒標(biāo)記動(dòng)粒部位的微管，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)也未見極部微管被標(biāo)記，說(shuō)明動(dòng)粒為正端，極部為負(fù)端。隨后期發(fā)展，染色體向兩極移動(dòng)時(shí)動(dòng)粒端標(biāo)記的微管縮短，而最后消失。說(shuō)明動(dòng)粒蛋白受到某種調(diào)控使其去組裝，而推動(dòng)染色體向極運(yùn)動(dòng)。染色體在有絲分裂過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源?研究方法：活細(xì)胞；體外溶解細(xì)胞：體外微管組裝等。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有一種類動(dòng)力蛋白(dynienlikeprotein)，a.間期分布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)；bM期定位于極、紡錘體和動(dòng)粒部位；c微管的正端插入動(dòng)粒的外層呈袖筒狀。微管蛋白分子和動(dòng)粒蛋白分子有親和性，微管蛋白在此端可以組裝及去組裝。在動(dòng)粒ATP分子水解可以提供能量驅(qū)動(dòng)微管上的“行走蛋白”(walkingprotein)，即類動(dòng)力蛋白馬達(dá)分子向極部移動(dòng)，拉動(dòng)染色體向極移動(dòng)。隨著動(dòng)粒端的微管去組裝，動(dòng)粒傾向于向極滑行以恢復(fù)“袖筒”壁與微管的結(jié)合而拉著染色體的向極部運(yùn)動(dòng)。后期B的連續(xù)微管的延長(zhǎng)及推動(dòng)極部向兩端移動(dòng)，認(rèn)為也是類動(dòng)力蛋白的馬達(dá)分子在來(lái)自兩極的平行連續(xù)微管之間起到動(dòng)力供應(yīng)的作用。5）末期(telophase)末期，染色體平均地分到紡錘體的兩極，重新形成新的核膜，形成兩個(gè)子間期核。在前期時(shí)許多蛋白磷酸化，H1組蛋白磷酸化誘導(dǎo)了染色質(zhì)凝集，核纖層蛋白在多個(gè)位點(diǎn)的磷酸化導(dǎo)致核纖層的崩解，繼而核被膜崩解為小囊泡。中期向后期的突然轉(zhuǎn)換，啟動(dòng)了許多蛋白的去磷酸化，包括Hl組蛋臼和拉核纖層蛋白的去磷酸化，不久核膜小囊泡在染色體表面相結(jié)合，并融合形成核膜。在此過(guò)程中核孔組裝到核膜上，去磷酸化的核纖層蛋白重組形成核纖層(lamina)。核纖層蛋白(1amin)的一種(B型)一直和核膜片段相結(jié)合，可能有助于核的重組裝。核重組裝后，染色質(zhì)去螺旋化，高度分散在間期核中，RNA合成恢復(fù)，核仁重新出現(xiàn)。在后期和末期時(shí)，兩組染色體或子核之間有區(qū)間微管形成。細(xì)胞分裂過(guò)程中微管的變化可以通過(guò)抗微管蛋白的抗體的間接免疫熒光法顯示。核膜崩解并非出現(xiàn)在所有的真核生物的有絲分裂中，在一些低等的真核生物如甲藻，有絲分裂時(shí)核膜并不崩解，它們具有封閉而不是開放的紡錘體。6）胞質(zhì)分裂在動(dòng)物細(xì)胞中，雖然核分裂和胞質(zhì)分裂是相繼發(fā)生的，但是屬于兩個(gè)過(guò)程。由中、后期開始，在赤道面處胞質(zhì)向下凹溝，形成環(huán)狀縊縮，此時(shí)紡錘體雖然瓦解消失，但在細(xì)胞中部微管反而增加，其中摻雜有濃密物質(zhì)和囊狀物質(zhì)，這一結(jié)構(gòu)稱為中體(midbodv)此時(shí)中體象一條帶聯(lián)系兩個(gè)子細(xì)胞，最后縊縮斷裂，細(xì)胞一分為二。胞質(zhì)分裂機(jī)制：和肌肉收縮的機(jī)制相似，是肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白分子之間的滑動(dòng)的結(jié)果。證據(jù)：在細(xì)胞凹溝處質(zhì)膜的下方，有肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的收縮環(huán)，后期時(shí)環(huán)區(qū)形成備用，此時(shí)若用電刺激可引起收縮；用肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白抗體處理，可阻斷收縮；在分裂的海膽卵中己分離到具有ATP酶活性的肌動(dòng)蛋白；用抑制肌動(dòng)蛋白的細(xì)胞松弛B處理，可抑制胞質(zhì)分裂。植物細(xì)胞有細(xì)胞壁，其胞質(zhì)分裂，新壁的形成與動(dòng)物紐胞不同。植物細(xì)胞分裂圖?六、減數(shù)分裂(一)細(xì)胞的減數(shù)分裂meiosis成熟分裂maturationdivision減數(shù)分裂前間期機(jī)體細(xì)胞如精原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂之前經(jīng)過(guò)一次或幾次區(qū)別于一般的細(xì)胞間期稱為細(xì)胞前間期(premeiosisinterphase)，減數(shù)分裂起始的機(jī)制尚不清楚，但這種機(jī)制和減數(shù)分裂前的間期活動(dòng)有密切關(guān)系。減數(shù)分裂前間期也分為G1、S、G2期。S期特別長(zhǎng)，如蠑螈的S期原來(lái)12小時(shí)增至10天。此種復(fù)制并非復(fù)制又叉的運(yùn)動(dòng)減慢，而是由于每單位長(zhǎng)度DNA復(fù)制單位的啟動(dòng)數(shù)量減少所致。如許多動(dòng)物的性染色體的DNA復(fù)制總是在S期之卑，而在減數(shù)分裂前間期的S期中變?yōu)樵鏢期復(fù)制。在百合中，減數(shù)分裂前S期只合成全部染色體DNA的99.7%其余的0.3%在隅線期合成。僅發(fā)生于有性生殖生物的生殖細(xì)胞。在這種分裂過(guò)程中，細(xì)胞要進(jìn)行兩次連續(xù)地分裂，即第一次減數(shù)分裂和第二次減數(shù)分裂。由于整個(gè)分裂過(guò)程染色體僅復(fù)制一次，結(jié)果最后形成的4個(gè)子細(xì)胞中染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半。如果沒有種機(jī)制使精卵細(xì)胞染色體數(shù)減少半，則精卵融合將使染色體數(shù)目倍增下去，細(xì)胞體積也將隨之不斷膨脹。細(xì)胞將不能適應(yīng)環(huán)境而淘汰。減數(shù)分裂過(guò)程中染色體變化較為復(fù)雜，尤其是第一次成熟分裂的前期即前期I持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，它可再劃分為細(xì)線期、前偶線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期等。由減數(shù)分裂前期G2期細(xì)胞進(jìn)入兩次有序的細(xì)胞分裂。第一次減數(shù)分裂可分為前期I，中?趌，后期I。末期。第二次減數(shù)分裂可分為前期，中期，后期。末期。兩次分裂之間的分裂間期或長(zhǎng)或短，但無(wú)DNA合成。1、第一次減數(shù)分裂(1)前期I變化最復(fù)雜，呈現(xiàn)許多減數(shù)分裂的特征形態(tài)變化，時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)幾周，幾月，甚至幾年，幾十年。細(xì)線期(leptotenestage，leptonema)凝線期(condensationstage)。染色質(zhì)濃縮呈細(xì)長(zhǎng)絲狀，并在細(xì)絲上出現(xiàn)念珠狀的染色粒(chromomere)。此期內(nèi)染色體雖己復(fù)制，仍呈單條細(xì)線細(xì)線兩端通過(guò)接觸斑和核被膜相連】。并呈現(xiàn)出一定極性，可以一端附著于核膜。而附著點(diǎn)靠近一個(gè)中心粒。此期核體積增大。前偶線期前合成期。經(jīng)過(guò)細(xì)線期的染色體逐漸縮短變粗，來(lái)自兩個(gè)親本的對(duì)應(yīng)同源染色體將要發(fā)生配對(duì)。偶線期(zygotenestage，zygonema)又稱配對(duì)期(pairingstage)合成期】?；卦慈旧w進(jìn)行配對(duì)，此種現(xiàn)象稱為聯(lián)會(huì)(synapsis），聯(lián)會(huì)也可同時(shí)發(fā)生在分散的幾點(diǎn)上這時(shí)期有殘余的0.3%DNA合成，莆猌-DNA。聯(lián)會(huì)部位形成一種特殊的結(jié)構(gòu)，沿同源染色體縱軸分布，寬0.15-0.2um，稱為聯(lián)會(huì)復(fù)合體(synaptonemialcomplex，SC)，有利于同源染色體間進(jìn)行遺傳物質(zhì)的交換和重組。在細(xì)線期或偶線期加入DNA合成抑制劑，抑制ZDNA的合成，則同源染色體(homologouschromosome)SC的組裝受到抑制。此時(shí)一對(duì)同源染色體由4條染色單體構(gòu)成，稱為四分體（tetrad），由染色體水平來(lái)考慮稱為二價(jià)體（bivalent)。粗線期（pachytenestage，pachynema）重組期(recombinationstage)，該期開始于同源染色體配對(duì)完成之后，染色體繼續(xù)縮短變粗，形成雙價(jià)體。雙價(jià)體中的每個(gè)染色體都含有兩個(gè)染色單體，稱姊妹染色體。也就是說(shuō)，此刻的雙價(jià)體包含4條墊色單體，便于非姊妹染色單體間交換遺傳物質(zhì)。染色體明顯變粗變短，同源染色體之間發(fā)生DNA片段交換，產(chǎn)生新的等位基因組合。在SC的梯狀結(jié)構(gòu)中間出現(xiàn)重組節(jié)(recombinationnodules)為球形、橢圓形或棒狀D90nm內(nèi)含蛋白質(zhì)它是種含有多種酶的“重組機(jī)器”，橫跨100nm的SC寬度，將父母的單體DNA局部區(qū)域結(jié)合在一起通過(guò)它合成活躍的重組過(guò)程。該時(shí)期有DMl和蛋白質(zhì)的合成DNA的合成主要用于DNA鏈修補(bǔ)、連接稱PDNA?！俊居械姆N類在編碼rDNA的染色體上，稱為rDNA擴(kuò)增。合成超量rDNA的拷貝，形成附加的核仁?！竞铣尚p數(shù)分裂特異組蛋白可能在DNA重組機(jī)制中起作用?！壳皟呻A段時(shí)間短(通常幾小時(shí))，重鉬階段時(shí)間長(zhǎng)(可以幾天、幾月，甚至更長(zhǎng))。改期同源染色體保持與核膜聯(lián)系，核仁增大，含有大量的RNA。雙線期(diplotcnestage，diplonema)又稱合成期(synthesisstage)，為粗線期后緊密配對(duì)的染色體相互排斥開始分離的時(shí)期。這時(shí)兩個(gè)非姐妹染色單體發(fā)生交叉(chiasmata)(同源染色體之間的接觸點(diǎn))，除交叉點(diǎn)每一四分體上至少有個(gè)交又點(diǎn)外，染色體完全分開，進(jìn)而染色體間的交換結(jié)束。第一次看到四分體。SC消失，染色體與核被膜脫離接觸。在合成期染色體或多或少地去凝集，RNA合成活躍(有些種類合成僅限于此期)，儲(chǔ)存于卵中。爬行、鳥，兩棲類卵細(xì)胞形成燈刷染色體，mRNA和rRNA合成活躍，核仁增大、增多，可達(dá)上千個(gè)。終變期(diakinesis)又稱再凝集期(recondensationstage)，-染色體濃縮至最短，并向核膜移動(dòng)。此期亦是染色體計(jì)數(shù)的較好時(shí)期。大多數(shù)種類核仁消失；四分體較均勻地分布在核中交叉向染色體壁端部移行，稱之為端化(terminalization)，最后四分體只靠端部交叉使其結(jié)合在-起姐妹染色體借著絲粒連接在一起。終變期的完成標(biāo)志減數(shù)分裂前期I的結(jié)束。減數(shù)分裂前期I的結(jié)果：染色體重組；合成了配子所需要的，或胚胎早期發(fā)育所需要的全部或大部RNA、蛋白質(zhì)及糖類物質(zhì)；染色體凝集成短棒狀。中心粒已經(jīng)加倍(如果有的話)，向兩極移動(dòng)，形成紡錘體。(2)中期I核被膜的破裂為前期I向中期I的轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。紡錘體侵入核區(qū)，分散于核中的四分體開始向紡錘體中部移動(dòng)；不同于有絲分裂的是，四分體上有4個(gè)動(dòng)粒，一側(cè)的紡錘體只和同側(cè)的2個(gè)動(dòng)粒相連。染色體排列在赤道面上稱之為中期(3)后期I染色體對(duì)的分離和向極運(yùn)動(dòng)的開始，標(biāo)志著后期的起點(diǎn)。丕同的同源染色體對(duì)分向兩極時(shí)相互間是獨(dú)立的，因而父方、母方來(lái)源的染色體隨機(jī)組合，有利于減數(shù)分裂產(chǎn)物的基因組變異。(4)末期I和間期在自然界中，末期I和間期的類型有二：一種是沒有明顯可見的染色體去凝集，另一類型是完全逆轉(zhuǎn)到間期核的狀態(tài)染色體去凝集核被膜形成圍繞兩極的染色質(zhì)。然而大多數(shù)種類，末期I和間期是在第一次及第二次減數(shù)分裂之間的短暫停頓，在所知的生物中未見有DNA的合成。2、第二次減數(shù)分裂與有絲分裂過(guò)程基本相同，最終經(jīng)減數(shù)分裂而生成具半數(shù)染色體的4個(gè)子細(xì)胞。所形成的4個(gè)核，最終的命運(yùn)有所不同。雄性動(dòng)物形成的4個(gè)核發(fā)育為4個(gè)雄性配子-精子。雌性動(dòng)物減數(shù)分裂形成的4個(gè)配子中，由于卵的胞質(zhì)不均勻的分裂，形成3個(gè)極體(polarbody)和1個(gè)成熟的卵子。X、Y為性染色體，大多數(shù)動(dòng)物性細(xì)胞為XX型，雄性為XY或XO。X、Y染色體配對(duì)時(shí)有部分結(jié)合和重組。（二）同源染色體的聯(lián)會(huì)同源染色體的配對(duì)是減數(shù)分裂的核心問(wèn)題。1、SC的結(jié)構(gòu)SC是Moses1956年用電鏡觀察喇蛄精母細(xì)胞2價(jià)體時(shí)發(fā)現(xiàn)的。在動(dòng)物的卵母細(xì)胞和植物的減數(shù)分裂中都證實(shí)了這一結(jié)構(gòu)SC：位于兩條同源染色體之間，沿縱軸方向延伸：兩側(cè)為側(cè)生組分(1ateralelement：，寬為20-40nm，電子密度高；兩側(cè)側(cè)生組分間為I中間區(qū)(centralspace)，寬lOOnm，比較明亮；中間區(qū)的中央為中央組分(centralelement)，寬30nm，比較暗：側(cè)生組分和中央組分之間有橫向排列的纖維，大致成直角相連，稱LC纖細(xì)，60-70r，L-C之間的距離2030皿。SC結(jié)構(gòu)象架梯子扁平帶狀。SC主要由堿性蛋白、RNA組成，含有微量的DNA。2、SC的形成與去組裝(1)SC的形成減數(shù)分裂前的Q2期和早前期1，對(duì)減數(shù)分裂刺激產(chǎn)生反應(yīng)，SC單體在胞質(zhì)中合成，通討核膜進(jìn)入核內(nèi)，在核內(nèi)達(dá)到高濃度；受到和染色體結(jié)合一些因子作用，促進(jìn)亞單位組成側(cè)生組分軸心；兩條側(cè)生組分軸心逐漸靠攏，直到距離達(dá)lOOnm時(shí)，二者借大量橫向伸出的垂直纖維，互相交錯(cuò)形成中央組分；單鏈Z-DNA順序或RNA，蛋白質(zhì)順序識(shí)別分子組合到SC之中，進(jìn)一步促進(jìn)同第二節(jié)細(xì)胞周期的調(diào)控MPF的發(fā)現(xiàn)調(diào)控因子：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容細(xì)胞周期的調(diào)控因子Cyclin，CDK，CDK1（1）.Cyclin(2).CDK(3).CDK1(4).細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)影響細(xì)胞周期的調(diào)控因子1.生長(zhǎng)因子及受體2.癌基因與抑癌基因綱要：細(xì)胞周期的調(diào)控一細(xì)胞周期的調(diào)控因子MPF的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期井然有序：cdc基因增殖相關(guān)基因檢驗(yàn)點(diǎn)監(jiān)控有序運(yùn)轉(zhuǎn)理論：多米諾理論一般體細(xì)胞分裂時(shí)鐘理論卵和胚胎初期細(xì)胞分裂細(xì)胞周期40年歷史：生物化學(xué)家細(xì)胞生物學(xué)家20年努力1988年突破性進(jìn)展遺傳學(xué)家1胚胎學(xué)家：脊椎和無(wú)脊椎動(dòng)物2Hartwell為首酵母遺傳學(xué)家芽殖酵母40多種突變株cdc28突變非溫度條件：多數(shù)阻斷于G1S溫度敏感表達(dá)-P34cdc28小部分阻斷于G2Mcdc2和cdc28同源物裂殖酵母（與細(xì)胞周期有關(guān)的）-cdc2基因（表達(dá)）-P34cdc28是有雙重功能：G1S啟動(dòng)必須G2M轉(zhuǎn)化關(guān)鍵因子P34cdc28（蛋白）+周期蛋白P56cdc13蛋白酶活性誘導(dǎo)有絲分裂1988年LohkaMPF提純：主要由P32和P54兩種蛋白組成成熟卵母細(xì)胞胞質(zhì)未成熟卵母細(xì)胞（顯微注射）成熟（生發(fā)泡破裂）GVBDMPF因子:卵細(xì)胞促成熟因子（maturation-promotingfator）免疫反應(yīng)：P32cdc2抗體識(shí)別P32（說(shuō)明了什么）P56cdc13抗體識(shí)別P45?-P45與P56cdc13為同源物MPF為一種蛋白激酶：含有兩個(gè)亞單位cdc蛋白和周期蛋白催化亞基調(diào)節(jié)亞基二細(xì)胞周期的調(diào)控因子(cyclin，CDK，CDKI)cyclin:細(xì)胞周期蛋白，周期素-MPF調(diào)節(jié)亞基CDK：周期素（周期蛋白）依賴性激酶-MPF催化亞基CDKI：是CDK的負(fù)調(diào)節(jié)因子，使CDK失活1周期蛋白酵母的：cln1cln2cln3clb1clb4高等動(dòng)物的：A1A2B1B2B3CD1D2D3E1E2FGHG1期周期蛋白：（只在G1期表達(dá)，并只在G1期和S其轉(zhuǎn)化過(guò)程執(zhí)行功能）CDEcln1cln2cln3等M期周期蛋白：（再見期表達(dá)、積累，在M期具調(diào)節(jié)功能）ABGH等周期蛋白分子特點(diǎn)：（1）均具有周期蛋白框（cyclinbox）:約翰100AA左右殘疾，相當(dāng)保守。街道?隒DK結(jié)合（2）M期周期蛋白分子（破壞框參與有泛素介導(dǎo)的周期蛋白A、B等的降解）：近N端含有由9個(gè)AA組成的特殊序列，成破壞框（destructionbox）（3）G1期周期蛋白分子：在C端含有PEST序列促進(jìn)G1期周期蛋白降解2CDK（cyclindependentkinase）在分離出cdc2，cdc28基因后，篩選出10多個(gè)相關(guān)基因。它們表達(dá)的蛋白也有共同特點(diǎn)：（1）含有一段類似的氨基酸序列（2）都可以與cyclin結(jié)合，并將周期蛋白作為調(diào)節(jié)亞基單位目前命名的有：cdc2(CDK1)，CDK2，CDK3，CDK4CDK8CDK激酶通過(guò)下列途徑激活或抑制（1）與cyclin結(jié)合被或活化（2）CDK催化cyclinCDK符合物T-loop上Thr160161磷酸化，使酶激活（3）抑制行磷狻化位點(diǎn)Thr14和Try15的磷酸化，與去磷酸化有機(jī)酶weel和脂酶CDC25分別實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)CDK的功能；（4）通過(guò)泛素（ubiguitin）介導(dǎo)蛋白酶水解途徑，降解cyclinCDK符合物中?腸yclin，使CDK激酶活性消失；（5）CDKI結(jié)合活化形式的激酶形成cyclinCDKCDKI符合物，也是使酶失活的途徑。3CDK激酶抑制物CDKI(cyclindependentkinaseinhibitors)目前報(bào)道至少有7種，可大致分為兩類：（1）特異性抑制P15P16P18P19（2）含一相似的60氨基酸抑制區(qū)，廣譜抑制，P21P27P574細(xì)胞周期調(diào)控運(yùn)轉(zhuǎn)G1期：G1期cyclin+cdk4+cdk6S期：S期cyclin+cdk2G2M期：M期cyclin+cdk14(1)G2M期轉(zhuǎn)化MPF-P34cdc2（CDK1）CDK1在細(xì)胞周期種含量穩(wěn)定周期蛋白B(cyclinB)同周期蛋白B的含量呈周期性變化cyclinB一般在G1晚期合成，通過(guò)S期，期含量不斷增加，到達(dá)G2期，期含量達(dá)到最大。時(shí)CDK1活性也逐漸出現(xiàn)、增大，直到最大，維持到M期的中期階段?；罨笫乖S多蛋白質(zhì)磷酸化：組蛋白H1-染色體凝集核纖層蛋白ABC-核纖層解聚核仁蛋白-核仁解聚等等（2）M期cyclin與分裂種氣象分裂后期轉(zhuǎn)化細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)M期中期時(shí)，周期蛋白A和B迅速講解。CDK1活性喪失。區(qū)磷酸化，由分裂中期向后期轉(zhuǎn)化。CyclinA、B是通過(guò)泛素途徑降解泛素是一個(gè)76個(gè)氨基酸組成的熱穩(wěn)定多肽，在進(jìn)化種高度保守。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)通過(guò)預(yù)制連接，由蛋白酶體（后期促熟因子APC）介導(dǎo)而被選擇性降解（3）G1S其轉(zhuǎn)化與G1期CDK激酶在哺乳動(dòng)物G1期cyclin：cyclinD哺乳動(dòng)物表達(dá)三種：D1具有細(xì)胞組織特異性cyclinED2cyclinAG1期CDK:CDK2CDK4CDK6研究表明：cyclinD為G1S轉(zhuǎn)化所必需cyclinE+CDK2復(fù)合物為S期啟動(dòng)所必需。生長(zhǎng)抑制因子TGF的把物質(zhì)為cyclinE-CDK2，可以有效地抑制E-CDK2活性，進(jìn)而將細(xì)胞抑制在G1E-CDK2磷酸化P107釋放時(shí)活E2FG1-S到達(dá)S期的一定時(shí)期，G1期cyclin通過(guò)泛素途徑降解，與M期周期蛋白將介于所不同，?騁1期周期蛋白不含破壞框，二含PEST序列。PEST促進(jìn)cyclin降解。執(zhí)照因子由6種：Mcm2-Mcm7，缺任何一個(gè)，都會(huì)失去DNA復(fù)制起始功能。20世紀(jì)80年代，提“”DNA復(fù)制執(zhí)照因子學(xué)說(shuō)”：細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在一種執(zhí)照因子，對(duì)細(xì)胞核染色脂DNA復(fù)制發(fā)行“執(zhí)照”，在M期，和膜破裂，執(zhí)照因子與染色質(zhì)結(jié)合，時(shí)DNA復(fù)制獲得執(zhí)照。M-G1-S，隨著DNA復(fù)制，執(zhí)照信號(hào)不斷減弱到消失，DNA不再?gòu)?fù)制，等下一周期。一、細(xì)胞周期的調(diào)控因子現(xiàn)已查明。調(diào)控因子很多，歸納起來(lái)，主要分為三類：周期素（cyclin），周期素（蛋白）依賴性CDK和CDK的抑制劑(CDK1)。CDK是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)的中心環(huán)節(jié)，其催化性;Cyclin是CDK的正調(diào)節(jié)因子，活化CDK的活性；CDK1是負(fù)調(diào)節(jié)因子，?笴DK失活。1.周期蛋白自1983年首次發(fā)現(xiàn)周期蛋白后，許多學(xué)者紛紛開始研究。已從各種生物體中分離數(shù)十種周期蛋白，如，酵母的Cln1，Cln2，Cln3，Clb1-Clb6，高等動(dòng)物的周期蛋白A1，A2，B1，B2?珺3，C，D1，D2，D3，E1，E2，F(xiàn)，G，H等等。這些周期蛋白有的只在G1期表達(dá)并只在G1期和S期轉(zhuǎn)化過(guò)程中執(zhí)行調(diào)節(jié)功能，所以常被稱為G1期周期蛋白。如，C，D，E，Cln1，Cln2，Cln3等；有的雖然在間期表達(dá)和積累，但到M期才能表現(xiàn)出調(diào)節(jié)功能，長(zhǎng)稱M期周期蛋白，如周期蛋白A，B，新近發(fā)現(xiàn)G，H。各種周期蛋白之間有著共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但也有各自特點(diǎn)。（1）均含有一段相當(dāng)保守的氨基酸序列，稱為周期蛋白框（Cylinbox）框內(nèi)約含100個(gè)左右的氨基酸殘基（周期蛋白框介導(dǎo)周期蛋白與CDK結(jié)合）。不同的周期蛋白框識(shí)別不同的CDK，組成不同的周期蛋白CDK復(fù)合體，表現(xiàn)出不同CDK激酶活性。（2）M周期蛋白的分子結(jié)構(gòu)含有另一特點(diǎn)，在近N端含有一段有9個(gè)氨基酸組成的特殊序列，成為破壞框（destructionboxRXXLGX1X1N（x代表可變性氨基酸）破壞框主要參與泛素介導(dǎo)的周期蛋白A和周期蛋白B的降解。（3）G1周期蛋白分子中不含破壞框，但其C端含有一段特殊的PEST序列（與其穩(wěn)定性有關(guān)）2.CDK激酶在分離出cde2和cde28基因后，便進(jìn)行cde2和cde28類同基因的分離。（1）通過(guò)PCR技術(shù)構(gòu)建人類，非洲爪蟾和果蠅的cDNA文庫(kù)，并已篩選出10多個(gè)相關(guān)基因。研究表明：有的是cde2類同基因，有的有一定差異，在蛋白質(zhì)功能上也表現(xiàn)出應(yīng)定的特殊性。但她們有兩個(gè)共同的特點(diǎn)：a：含有一段類似的氨基酸序列b：都可以與周期蛋白結(jié)合，并將周期蛋白作為調(diào)節(jié)的亞單位，進(jìn)而表現(xiàn)初激酶的活性。這些基因表達(dá)的蛋白因而統(tǒng)稱為周期蛋白依賴性蛋白激酶（Cyclin-dependentKinase）簡(jiǎn)稱CDK激酶（目前命名的有cde2，CDK1-CDK8等）CDK激酶活性受到多種因素的綜合調(diào)節(jié)。周期蛋白與CDK結(jié)和是CDK激酶活性表現(xiàn)得先決條件，但是，僅有周期蛋白與CDK結(jié)合，并不能使CDK激活，還需要其他幾個(gè)步驟的修飾，才能表現(xiàn)出活性。當(dāng)周期蛋白與CDK結(jié)合形成復(fù)合體后Weel/milk激酶和CDK激酶（CDK1激酶）催化CDK第14位上的蘇氨酸和第15位上的酪氨酸和第161位上的蘇氨酸磷酸化。此時(shí)CDK仍不表現(xiàn)出激酶的活性（稱為前體MPF）。CDK在磷酸酶Cdc25c的催化下，其Thr14和Tyr15去磷酸化，才表現(xiàn)出激酶的活性。周期素（cuclin），周期素依賴性激酶（CDK）、CDK抑制