細胞增殖醫(yī)學細胞生物學實用版課件

1、細胞增殖醫(yī)學細胞生物學細胞增殖醫(yī)學細胞生物學（優(yōu)選）細胞增殖醫(yī)學細胞生物學（優(yōu)選）細胞增殖醫(yī)學細胞生物學細胞分裂(cell division)可分為無絲分裂(amitosis)、有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)三種類型。細胞分裂(cell division)可分為無絲分裂(ami有絲分裂，特點是有紡錘體染色體出現(xiàn)，子染色體被平均分配到子細胞，這種分裂方式普遍見于高等動植物。減數(shù)分裂是指染色體復制一次而細胞連續(xù)分裂兩次的分裂方式，是高等動植物有性生殖時形成生殖細胞的分裂方式。有絲分裂，特點是有紡錘體染色體出現(xiàn)，子染色體被平均分配到子細細胞周期細胞分裂與生長呈現(xiàn)周期性變化 從

2、親代細胞分裂結(jié)束到子代細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的間隔時期稱細胞增殖周期（cell generation cycle ），即細胞周期（cell cycle ）。細胞周期細胞分裂與生長呈現(xiàn)周期性變化 從親代細胞分裂結(jié)束到根據(jù)在顯微鏡下對細胞周期的研究將細胞周期劃分為靜止期（間期）和分裂期（M期）。在細胞周期中M期只占很短的時間，其余時間均為細胞的生長期，即分裂間期（interphase ）。根據(jù)在顯微鏡下對細胞周期的研究將細胞周期劃分為靜止期（間期）和分裂期（M期）。在細胞周期中M期只占很短的時間，其余時間均為細胞的生長期，即分裂間期（interphase ）。根據(jù)在顯微鏡下對細胞周期的研究將細胞周期劃

3、分為靜止期（間期）間期時光鏡下細胞形態(tài)特征無明顯變化。細胞在分裂間期中進行兩類生化活動合成胞質(zhì)內(nèi)物質(zhì)和核內(nèi)DNA復制。間期時光鏡下細胞形態(tài)特征無明顯變化。一個細胞周期可分為四個階段G1期(gap1)，指從有絲分裂完成到期DNA復制之前的間隙時間；S期(DNA synthesis phase)，指DNA復制的時期；G2期(gap2)，指DNA復制完成到有絲分裂開始之前的一段時間；M期，細胞分裂開始到結(jié)束。一個細胞周期可分為四個階段G1期(gap1)，指從有絲分裂完2001年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Hartwell、Hunt和Nurse，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細胞周期的關(guān)鍵分子調(diào)節(jié)機制。S期(DNA s

4、ynthesis phase)，指DNA復制的時期；偶線期同源染色體側(cè)面沿中軸緊密相貼進行配對（聯(lián)會），形成二價體。（優(yōu)選）細胞增殖醫(yī)學細胞生物學有絲分裂，特點是有紡錘體染色體出現(xiàn)，子染色體被平均分配到子細胞，這種分裂方式普遍見于高等動植物。該期的主要生化活動是合成大量RNA和蛋白質(zhì)，多種蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化，胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運作用加強，為進入S期創(chuàng)造物質(zhì)基礎(chǔ)。周期性細胞可持續(xù)細胞周期的運行，進行連續(xù)分裂。正常細胞的G1期有某些特殊的調(diào)節(jié)點，起到控制細胞增殖周期開關(guān)作用的，被稱為限制點（restriction point，R點）。有絲分裂，特點是有紡錘體染色體出現(xiàn)，子染色體被平均分配到子細胞，這種分裂

5、方式普遍見于高等動植物。Cyclin的交替推動周期運行動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。2001年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Hartwell、Hunt和Nurse，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細胞周期的關(guān)鍵分子調(diào)節(jié)機制。Cyclin的交替推動周期運行中期染色體排列到赤道板上，染色體兩邊的牽引力達到平衡。生長因子（growth factor）是一大類與細胞增殖有關(guān)的多肽類信號物質(zhì)。取自爪蟾的MPF經(jīng)純化后鑒定為由32KD和45KD兩種蛋白組成，二者結(jié)合可使多種蛋白質(zhì)磷酸化。P34（CDK）是連續(xù)合成，與

6、P56結(jié)合后才具有活性，通過自身磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)活性。其中一個被稱作cdc28的基因可編碼包括周期蛋白依賴性激酶(cyclindependent kinase，CDK) ，對細胞周期的啟動，即細胞能否通過R點很關(guān)鍵，因此也被稱作啟動基因（start gene）。按分裂行為周期性細胞可持續(xù)細胞周期的運行，進行連續(xù)分裂。終端分化細胞高度特化，永久失去分裂能力稱為，靠干細胞補充損耗。休眠細胞細胞在該期暫不增殖，細胞從G1期進入G0期。（在G0期細胞可停留不同長短的時間，然后在適當條件下返回S期，繼續(xù)細胞增殖。）2001年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Hartwell、Hunt細胞周期的時間長短依生物種

7、類、組織、發(fā)育階段的不同而具有很大差異。一般細胞周期的時間長短取決于G1期的時間長短。細胞周期的時間長短依生物種類、組織、發(fā)育階段的不同而具有很大G1期G1期在一個細胞周期內(nèi)所占時間最長。該期的主要生化活動是合成大量RNA和蛋白質(zhì)，多種蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化，胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運作用加強，為進入S期創(chuàng)造物質(zhì)基礎(chǔ)。G1期G1期在一個細胞周期內(nèi)所占時間最長。G1期的調(diào)控G1期可受多種信號的調(diào)控，以決定是否進入S期，因此該期是決定細胞增殖與否的關(guān)鍵。正常細胞的G1期有某些特殊的調(diào)節(jié)點，起到控制細胞增殖周期開關(guān)作用的，被稱為限制點（restriction point，R點）。G1期的調(diào)控G1期可受多種信號的調(diào)控，

8、以決定是否進入S期，因當生長環(huán)境不利時細胞就不能順利通過R點，而一旦不能跨越R點，細胞將無法進行增殖而轉(zhuǎn)入G0期。腫瘤細胞失去對R點的控制導致細胞失控性增殖。當生長環(huán)境不利時細胞就不能順利通過R點，而一旦不能跨越R點，20世紀70年代初Hartwell以酵母為實驗材料，分離出了與細胞分裂有關(guān)的基因細胞分裂周期基因(cell division cycle gene，CDC)，可編碼多種調(diào)控細胞周期運行的蛋白質(zhì)。20世紀70年代初Hartwell以酵母為實驗材料，分離出了其中一個被稱作cdc28的基因可編碼包括周期蛋白依賴性激酶(cyclindependent kinase，CDK) ，對細胞周期

9、的啟動，即細胞能否通過R點很關(guān)鍵，因此也被稱作啟動基因（start gene）。其中一個被稱作cdc28的基因可編碼包括周期蛋白依賴性激酶(cyclin A、B的N端有一段9肽的破壞框序列， 可促使或介導蛋白降解。周期性細胞可持續(xù)細胞周期的運行，進行連續(xù)分裂。G1周期蛋白cyclinC/D/E的N端沒有破壞框序列，但其C端存在的PEST序列， 也能介導類似的降解途徑。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。取自爪蟾的MPF經(jīng)純化后鑒定為由32KD和45KD兩種蛋白組成，二者結(jié)合可使多種蛋白質(zhì)磷

10、酸化。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。生長因子（growth factor）是一大類與細胞增殖有關(guān)的多肽類信號物質(zhì)。一般細胞周期的時間長短取決于G1期的時間長短。除原癌基因外還有抑癌基因，產(chǎn)物可抑制細胞生長分裂，如p53和Rb基因。Cyclin的交替推動周期運行這類物質(zhì)被統(tǒng)稱為成熟促進因子（ maturation promoting factor，MPF）。在G0期加入GF能誘導多種基因轉(zhuǎn)錄早反應(yīng)基因（early response gene）、遲反應(yīng)基因（delayed respons

11、e gene）。MPF是調(diào)節(jié)細胞進入M期的必需酶，它是由一個催化亞基和一個調(diào)節(jié)亞基組成的異二聚體。Ink4特異性阻止cdk4/cyclin D、cdk6/cyclin D復合物形成。CDK與cyclin結(jié)合后可發(fā)揮激酶活性。間期時光鏡下細胞形態(tài)特征無明顯變化。20世紀70年代初Hartwell以酵母為實驗材料，分離出了與細胞分裂有關(guān)的基因細胞分裂周期基因(cell division cycle gene，CDC)，可編碼多種調(diào)控細胞周期運行的蛋白質(zhì)。間期時光鏡下細胞形態(tài)特征無明顯變化。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，

12、通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。P34（CDK）是連續(xù)合成，與P56結(jié)合后才具有活性，通過自身磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)活性。Nurse則以另一種酵母材料，發(fā)現(xiàn)了與CDC28作用類似的基因cdc2，此后陸續(xù)在高等生物中也發(fā)現(xiàn)了類似的基因，以此推斷細胞周期的基本調(diào)節(jié)機制都由這些CDC28 /cdc2類似的基因所控制。cyclin A、B的N端有一段9肽的破壞框序列， 可促使或Hunt發(fā)現(xiàn)在海膽卵受精后，在其卵裂過程中某些蛋白質(zhì)的含量隨細胞周期的進程而呈周期性變化，故命名為細胞周期蛋白(cyclin)。后來在其他真核生物中均發(fā)現(xiàn)類似的情況。Hunt發(fā)現(xiàn)在海膽卵受精后，在其卵裂過程中某些蛋白質(zhì)的含量隨CD

13、K與cyclin結(jié)合后可發(fā)揮激酶活性。在G1和S期交界時期形成的復合物稱為S期活化因子（S phase activator），可促進一系列與DNA復制有關(guān)的蛋白的磷酸化，啟動DNA復制。CDK與cyclin結(jié)合后可發(fā)揮激酶活性。2001年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Hartwell、Hunt和Nurse，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細胞周期的關(guān)鍵分子調(diào)節(jié)機制。Leland Hartwell Tim Hunt Sir Paul M. Nurse for their discoveries of key regulators of the cell cycle2001年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Hartwell、H

14、untS期與G2期細胞在S期主要進行DNA復制和組蛋白、非組蛋白及復制所需酶的合成，并進行中心粒的復制。細胞在G2期主要進行RNA、ATP和與分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)合成，染色質(zhì)開始凝集或螺旋化，為細胞進入M期做好準備。S期與G2期細胞在S期主要進行DNA復制和組蛋白、非組蛋白及G2期進入M期的調(diào)控20世紀70年代， Rao和Johnson發(fā)現(xiàn)將M期細胞和間期細胞融合可使間期細胞核出現(xiàn)類似有絲分裂期的變化，稱為染色體早熟凝集。G2期進入M期的調(diào)控20世紀70年代， Rao和Johnso后來在其他實驗生物中也陸續(xù)提取出相同性質(zhì)的物質(zhì)。這類物質(zhì)被統(tǒng)稱為成熟促進因子（ maturation promotin

15、g factor，MPF）。取自爪蟾的MPF經(jīng)純化后鑒定為由32KD和45KD兩種蛋白組成，二者結(jié)合可使多種蛋白質(zhì)磷酸化。后來的實驗證明P32實際上是cdc2的同源物(CDK1)，而P45是cyclin的同源物。后來在其他實驗生物中也陸續(xù)提取出相同性質(zhì)的物質(zhì)。這類物質(zhì)被統(tǒng) MPF是調(diào)節(jié)細胞進入M期的必需酶，它是由一個催化亞基和一個調(diào)節(jié)亞基組成的異二聚體。催化亞基具有激酶活性，調(diào)節(jié)亞基則選擇所作用的底物。人類MPF催化亞基和調(diào)節(jié)亞基的分子量分別為34KD和56KD（P34和P56）。 MPF是調(diào)節(jié)細胞進入M期的必需酶，它是由一個催化亞基和一個P56（周期蛋白）含量隨細胞周期變化，在每一輪間期開始

16、合成，G2/M時達到高峰，M結(jié)束后突然消失，下輪間期又重新合成。P34（CDK）是連續(xù)合成，與P56結(jié)合后才具有活性，通過自身磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)活性。P56（周期蛋白）含量隨細胞周期變化，在每一輪間期開始合成，主要功能包括促進中期染色體構(gòu)建、使核膜解聚、促進紡錘絲形成、破壞細胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)等等。主要功能包括促進中期染色體構(gòu)建、使核膜解聚、促進紡錘絲形成、M期進入M期后，細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯變化，生化特點主要是RNA合成中止，蛋白質(zhì)合成減少，染色體高度螺旋化。為了便于描述，按細胞核形態(tài)變化特點， M期被人為的劃分為前期(prophase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)和末期

17、(telophase)。 M期進入M期后，細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯變化，生化特點主要是RN前期的主要事件是染色質(zhì)凝縮，分裂極確立與紡錘體開始形成，核仁解體，核膜消失。前期最顯著的特征是染色質(zhì)通過螺旋化和折疊，變短變粗，形成光學顯微鏡下可以分辨的染色體，每條染色體包含2個染色單體。前期的主要事件是染色質(zhì)凝縮，分裂極確立與紡錘體開始形成，細胞增殖醫(yī)學細胞生物學實用版課件生長因子對細胞增殖的影響除原癌基因外還有抑癌基因，產(chǎn)物可抑制細胞生長分裂，如p53和Rb基因。MPF是調(diào)節(jié)細胞進入M期的必需酶，它是由一個催化亞基和一個調(diào)節(jié)亞基組成的異二聚體。細胞要分裂，必須正確復制DNA和達到一定的體積，在獲得足夠物

18、質(zhì)支持分裂以前，細胞不可能進行分裂。中期染色體排列到赤道板上，染色體兩邊的牽引力達到平衡。除原癌基因外還有抑癌基因，產(chǎn)物可抑制細胞生長分裂，如p53和Rb基因。進入減數(shù)分裂之前要經(jīng)過一個較長的間期，以儲備足夠的物質(zhì)P34（CDK）是連續(xù)合成，與P56結(jié)合后才具有活性，通過自身磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)活性。Cyclin的交替推動周期運行MPF是調(diào)節(jié)細胞進入M期的必需酶，它是由一個催化亞基和一個調(diào)節(jié)亞基組成的異二聚體。腫瘤細胞失去對R點的控制導致細胞失控性增殖。細胞在G2期主要進行RNA、ATP和與分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)合成，染色質(zhì)開始凝集或螺旋化，為細胞進入M期做好準備。Cyclin的交替推動周期運行20

19、01年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予Hartwell、Hunt和Nurse，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細胞周期的關(guān)鍵分子調(diào)節(jié)機制。一般細胞周期的時間長短取決于G1期的時間長短。P34（CDK）是連續(xù)合成，與P56結(jié)合后才具有活性，通過自身磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)活性。中期染色體排列到赤道板上，染色體兩邊的牽引力達到平衡。周期性細胞可持續(xù)細胞周期的運行，進行連續(xù)分裂。當生長環(huán)境不利時細胞就不能順利通過R點，而一旦不能跨越R點，細胞將無法進行增殖而轉(zhuǎn)入G0期。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。Cyclin的交替

20、推動周期運行中期染色體排列到赤道板上，染色體兩邊的牽引力達到平衡。 后期姐妹染色單體分開并移向兩極，當子染色體到達兩極后，這一時期結(jié)束。末期是從子染色體到達兩極，至形成兩個新細胞為止。 生長因子對細胞增殖的影響中期染色體排列到赤道板上，染色體兩邊細胞增殖醫(yī)學細胞生物學實用版課件動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平細胞周期的運行是受監(jiān)控的細胞周期的有序運行是通過相關(guān)基因的嚴格監(jiān)視和調(diào)控來保證的。細胞周期的準確調(diào)控對生物的生命活動是十

21、分重要的。周期運行受到干擾時會啟動補救措施。細胞周期的運行是受監(jiān)控的細胞周期的有序運行是通過相關(guān)基因的嚴生長因子對細胞增殖的影響生長因子（growth factor）是一大類與細胞增殖有關(guān)的多肽類信號物質(zhì)。目前發(fā)現(xiàn)的生長因子多數(shù)有促進細胞增殖的功能，少數(shù)兼具雙重調(diào)節(jié)作用，能促進一類細胞的增殖，而抑制另一類細胞。一種細胞的生長周期可受多種生長因子的協(xié)同作用/順序調(diào)節(jié)。生長因子對細胞增殖的影響生長因子（growth factor在G0期加入GF能誘導多種基因轉(zhuǎn)錄早反應(yīng)基因（early response gene）、遲反應(yīng)基因（delayed response gene）。前者的產(chǎn)物是后者必需的轉(zhuǎn)錄

22、因子，遲反應(yīng)基因的編碼產(chǎn)物包括周期蛋白、CDK等，促使細胞由G1期向S期進行轉(zhuǎn)變。在G0期加入GF能誘導多種基因轉(zhuǎn)錄早反應(yīng)基因（early r抑制因子除刺激細胞增殖的調(diào)節(jié)因子外，細胞中還具有抑制作用的調(diào)節(jié)因子如抑素，可限制細胞過度的增殖活動。抑制因子除刺激細胞增殖的調(diào)節(jié)因子外，細胞中還具有抑制作用的調(diào)CDK與cyclin對細胞增殖的影響CDK與cyclin一起對細胞周期進行調(diào)控，必須與cyclin結(jié)合后才具有激酶活性，由于cyclin含量的周期性變化，CDk的活性/作用也出現(xiàn)變化。CDK與cyclin對細胞增殖的影響CDK與cyclin一起Cyclin的交替推動周期運行Cyclin的交替推動周

23、期運行Cyclin的降解各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列，稱為周期蛋白框，介導周期蛋白與CDK結(jié)合。Cyclin的降解各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保cyclin A、B的N端有一段9肽的破壞框序列， 可促使或介導蛋白降解。cyclin A、B的N端有一段9肽的破壞框序列， 可促使或CDK的活性受CKI的負調(diào)控生長因子對細胞增殖的影響前者的產(chǎn)物是后者必需的轉(zhuǎn)錄因子，遲反應(yīng)基因的編碼產(chǎn)物包括周期蛋白、CDK等，促使細胞由G1期向S期進行轉(zhuǎn)變。細胞周期的準確調(diào)控對生物的生命活動是十分重要的。M期，細胞分裂開始到結(jié)束。催化亞基具有激酶活性，調(diào)節(jié)亞基則選擇所作用的底物。中期染

24、色體排列到赤道板上，染色體兩邊的牽引力達到平衡。MPF是調(diào)節(jié)細胞進入M期的必需酶，它是由一個催化亞基和一個調(diào)節(jié)亞基組成的異二聚體。細胞周期的運行是受監(jiān)控的細胞周期的準確調(diào)控對生物的生命活動是十分重要的。CDK的活性受CKI的負調(diào)控CDK的活性受CKI的負調(diào)控Cyclin的交替推動周期運行正常細胞的G1期有某些特殊的調(diào)節(jié)點，起到控制細胞增殖周期開關(guān)作用的，被稱為限制點（restriction point，R點）。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以形成收縮環(huán)的方式完成的，收縮環(huán)由大量平行排列的肌動蛋白和結(jié)合在上面的肌球蛋白等成分組成，通過微絲滑動收小收縮環(huán)直至縊斷。正常細胞的G1期有某些特殊的調(diào)節(jié)點，起到控制細胞增殖周期開關(guān)作用的，被稱為限制點（restriction point，R點）。這類物質(zhì)被統(tǒng)稱為成熟促進因子（ maturation promoting factor，MPF）。細胞周期蛋白的破壞框與降解途徑G1周期蛋白cyclinC/D/E的N端沒有破壞框序列，但其C端存在的PEST序列， 也能介導類似的降解途徑。CDK的活性受CKI的負調(diào)控細胞周期蛋白的破壞框與降解途徑GCDK的活性受CKI的負調(diào)控Ink4特異