第九章 細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期4

第九章細(xì)胞增殖與分化CellproliferationandcelldifferentiationMedicalCellBiology主講龐實(shí)鋒博士/講師電話22896335Email:psf1975@基礎(chǔ)學(xué)院生物學(xué)教研室細(xì)胞分裂Celldivision是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征之一增殖必須受到調(diào)控細(xì)胞增殖

cellproliferation重點(diǎn)內(nèi)容細(xì)胞增殖

Cellproliferation

細(xì)胞分裂Celldivision細(xì)胞增殖的概念細(xì)胞增殖的方式有絲分裂mitosis減數(shù)分裂meiosis細(xì)胞增殖

cellproliferation概念

細(xì)胞通過(guò)生長(zhǎng)和分裂，產(chǎn)生與母細(xì)胞具有相同遺傳特性的子細(xì)胞，使細(xì)胞數(shù)目增加的過(guò)程。要點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)方式：遺傳物質(zhì)的復(fù)制；細(xì)胞數(shù)目增加細(xì)胞分裂細(xì)胞增殖的意義第一、生命不斷地延續(xù)、繁衍的基礎(chǔ)；第二、生物機(jī)體的生長(zhǎng)發(fā)育依賴(lài)細(xì)胞增殖；第三、補(bǔ)充生命活動(dòng)過(guò)程中衰老死亡的細(xì)胞；第四、有機(jī)體創(chuàng)傷的修復(fù)依靠細(xì)胞增殖實(shí)現(xiàn)。

細(xì)胞增殖的方式cellproliferation無(wú)絲分裂(amitosis)[直接分裂(directdivision)]遺傳物質(zhì)無(wú)法平均分配有絲分裂(mitosis)[間接分裂(indirectdivision)]

減數(shù)分裂(meiosis)[成熟分裂(maturationdivision)]

細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis又稱(chēng)間接分裂，特點(diǎn)是細(xì)胞通過(guò)有絲分裂裝置即紡錘體將遺傳物質(zhì)精確的等分到兩個(gè)細(xì)胞中，以保證細(xì)胞的遺傳穩(wěn)定性。核分裂胞質(zhì)分裂前期、中期、后期、末期細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis前期

prophase染色質(zhì)凝集成染色體黏合素和凝集素共同作用的結(jié)果動(dòng)粒又稱(chēng)著絲點(diǎn)是動(dòng)粒微管與染色體相連的部位動(dòng)粒著絲粒centromere動(dòng)粒微管細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis前期

prophase染色質(zhì)凝集成染色體核膜破裂和核仁消失確定分裂極，形成早期紡錘體細(xì)胞分裂

Celldivision與有絲分裂直接相關(guān)的亞細(xì)胞器中心體centrosome具有微管組織中心的作用中心體與其周?chē)奈⒐芤黄鸾y(tǒng)稱(chēng)為星體是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)與微管組裝和細(xì)胞分裂直接相關(guān)的一種亞細(xì)胞器有絲分裂器(mitoticapparatus)

由兩端星體、星體微管、極間微管和動(dòng)粒微管組合形成的臨時(shí)性紡錘形結(jié)構(gòu)，能確保將已復(fù)制好的兩套遺傳物質(zhì)平均分配給兩個(gè)子細(xì)胞。動(dòng)粒星體微管動(dòng)粒微管極間微管中心體細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis中期metaphase形成完整的紡錘體染色體排列在赤道面

細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis中期metaphase細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis后期anaphase著絲粒一分為二姐妹染色單體分離,并移向兩極細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂mitosis末期telophase形成兩個(gè)子核胞質(zhì)分裂形成分裂溝,由收縮環(huán)由外而內(nèi)收縮,縊裂細(xì)胞分裂

Celldivision分裂溝肌動(dòng)蛋白肌球蛋白收縮環(huán)細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂過(guò)程中染色體的動(dòng)力機(jī)制染色體整列（排隊(duì)）指染色體整齊的排列到赤道板上的過(guò)程是啟動(dòng)染色體分離并向兩個(gè)子細(xì)胞中平均分配的先決條件染色體整列A.Mad和Bub蛋白聚集在動(dòng)粒上B.微管與動(dòng)粒結(jié)合,兩蛋白消失A牽拉假說(shuō)B外推假說(shuō)染色體向赤道板方向移動(dòng)的機(jī)理A.動(dòng)粒微管的牽拉作用B.星體的排斥力作用細(xì)胞分裂

Celldivision有絲分裂過(guò)程中染色體的動(dòng)力機(jī)制染色體分離后期染色單體分離和向兩極移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制后期A和后期B兩個(gè)階段假說(shuō)細(xì)胞分裂后期A和后期B產(chǎn)生染色體向兩極運(yùn)動(dòng)的示意圖有絲分裂過(guò)程小結(jié)前期：染色質(zhì)凝集成染色體；核膜破裂和核仁消失；確定分裂極，形成早期紡錘體中期：染色體排列在赤道面；形成完整的紡錘體

后期：著絲粒一分為二；姐妹染色單體分離,并移向兩極末期：形成兩個(gè)子核；胞質(zhì)分裂細(xì)胞分裂

Celldivision雙倍體單倍體只有一套染色體組，一般是生殖細(xì)胞。如精子和卵子。細(xì)胞具有兩套染色體組減數(shù)分裂meiosis減數(shù)分裂維持物種的穩(wěn)定性細(xì)胞分裂

Celldivision減數(shù)分裂meiosis減數(shù)分裂是特殊的有絲分裂僅發(fā)生于有性生殖細(xì)胞形成過(guò)程中的某個(gè)階段細(xì)胞僅進(jìn)行一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)行兩次細(xì)胞分裂減數(shù)分裂前間期：前期Ⅰ減數(shù)分裂I中期ⅠG1、S、G2末期Ⅰ后期Ⅰ減數(shù)分裂間期偶線期細(xì)線期雙線期粗線期終變期減數(shù)分裂II中期

Ⅱ前期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ

細(xì)胞分裂

Celldivision減數(shù)分裂meiosis絕大部分染色質(zhì)進(jìn)行復(fù)制G1期G2期S期：特別長(zhǎng)完成中心粒的復(fù)制細(xì)胞核在形態(tài)上約增大一倍細(xì)胞分裂

Celldivision減數(shù)分裂前間期細(xì)線期染色質(zhì)凝集和同源染色體開(kāi)始配對(duì)前期I

prophaseI偶線期同源染色體DNA序列不同、無(wú)著絲粒連接父方和母方的染色體之間姐妹染色體DNA序列一致、由著絲粒連接父方或母方的染色體，復(fù)制產(chǎn)生前期I

prophaseI偶線期同源染色體配對(duì)和聯(lián)會(huì)，形成二價(jià)體和聯(lián)會(huì)復(fù)合體（SynaptonemalComplex）。合成剩余的0.3%染色體DNA。聯(lián)會(huì)：同源染色體配對(duì)的過(guò)程。二價(jià)體：

配對(duì)后，兩條同源染色體緊密結(jié)合在一起形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。前期I

prophaseI聯(lián)會(huì)復(fù)合體聯(lián)會(huì)復(fù)合體SynaptonemalComplex同源染色體在聯(lián)會(huì)的部位形成的特殊復(fù)合結(jié)構(gòu)與同源染色體聯(lián)會(huì)和同源重組有關(guān)染色體縮短變粗,出現(xiàn)四分體。粗線期前期IprophaseI染色體縮短變粗,出現(xiàn)四分體。粗線期前期IprophaseI在聯(lián)會(huì)復(fù)合體（SC）中部出現(xiàn)球狀橢圓形重組結(jié)。染色體縮短變粗,出現(xiàn)四分體。粗線期前期IprophaseI非姐妹染色單體發(fā)生重組和交換。合成一小部分P-DNA，編碼一些與DNA切口(nicking)和修復(fù)有關(guān)的酶。在聯(lián)會(huì)復(fù)合體（SC）中部出現(xiàn)球狀橢圓形重組結(jié)。合成減數(shù)分裂期專(zhuān)有的組蛋白。同源染色體間的聯(lián)會(huì)復(fù)合體消失，大部分片斷分開(kāi)，僅留一些連接點(diǎn)，稱(chēng)交叉.雙線期前期I

prophaseIRNA合成活躍。核仁、核膜消失，紡錘體形成染色體繼續(xù)縮短變粗,同源染色體重組完成終變期前期I

prophaseI四分體較均勻的分布在細(xì)胞核中四分體同源染色體沒(méi)有完全分開(kāi)，端部仍有交叉成對(duì)的同源染色體排列于赤道面上中期I

metaphaseI同源染色體分開(kāi)并向兩極移動(dòng)后期I

anaphaseI染色體數(shù)目減半223；1/8400000子細(xì)胞核重建，胞質(zhì)分裂，形成兩個(gè)間期子細(xì)胞；立即準(zhǔn)備減數(shù)第二次分裂末期I

telophaseI減數(shù)分裂間期：前期II：短暫，沒(méi)有DNA復(fù)制只有中心體的復(fù)制形成染色體和紡錘體，核膜核仁消失中期II染色體凝集，集中在赤道板上后期II姐妹染色單體分離，移向兩極末期II核膜、核仁重建細(xì)胞質(zhì)分裂，最后形成四個(gè)子細(xì)胞染色體數(shù)目與紡錘體的連接方式染色體的分離方式減數(shù)分裂的意義確保世代間遺傳的穩(wěn)定性.增加變異機(jī)會(huì),確保生物的多樣性并增強(qiáng)生物適應(yīng)環(huán)境變化的能力.是生物有性生殖的基礎(chǔ).是生物遺傳、進(jìn)化和多樣性的重要基礎(chǔ)保證.前期I:細(xì)線期:染色質(zhì)凝集，同源染色體開(kāi)始配對(duì)偶線期:同源染色體配對(duì)，形成二價(jià)體和聯(lián)會(huì)復(fù)合體。粗線期:出現(xiàn)四分體和重組結(jié),

發(fā)生重組和交換。雙線期:聯(lián)會(huì)復(fù)合體消失，僅留一些連接點(diǎn)，稱(chēng)交叉。終變期:重組完成;核仁、核膜消失，紡錘體形成;四分體較均勻的分布在細(xì)胞核中。中期I：同源染色體排列于赤道面。后期I：同源染色體分開(kāi)向兩極移動(dòng)，染色體數(shù)目減半。末期I：子細(xì)胞核重建，胞質(zhì)分裂，形成兩個(gè)子細(xì)胞。小結(jié)減數(shù)分裂間期：前期II：短暫，沒(méi)有DNA復(fù)制，只有中心體的復(fù)制形成染色體和紡錘體，核膜核仁消失中期II：各染色體排列在赤道面上姐妹染色單體分開(kāi)，并向兩極移動(dòng)后期II：形成四個(gè)子細(xì)胞（遺傳物質(zhì)減半）末期II：有絲分裂與減數(shù)分裂的區(qū)別所發(fā)生的細(xì)胞DNA復(fù)制次數(shù)分裂次數(shù)同源染色體的行為變化子細(xì)胞中染色體數(shù)目子細(xì)胞中DNA含量子細(xì)胞的數(shù)量復(fù)習(xí)思考題1.細(xì)胞增殖的概念和方式2.如何保證遺傳物質(zhì)的精確等分3.有絲分裂與減數(shù)分裂的區(qū)別第八章細(xì)胞增殖與分化CellproliferationandcelldifferentiationMedicalCellBiology基礎(chǔ)學(xué)院生物學(xué)教研室cellcycle細(xì)胞周期主講龐實(shí)鋒講師/博士電話22896335Email:psf1975@細(xì)胞周期

cellcycle細(xì)胞周期概述細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控機(jī)制檢查點(diǎn)在細(xì)胞周期調(diào)控中的作用細(xì)胞周期概述從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開(kāi)始，經(jīng)過(guò)物質(zhì)積累過(guò)程，直到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止，稱(chēng)為一個(gè)細(xì)胞周期(cellcycle)。概念：又稱(chēng)細(xì)胞生活周期或細(xì)胞增殖周期標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期細(xì)胞周期間期有絲分裂期

DNA合成前期cellcycleinterphasemitoticphase

M期G1期

gap1phaseDNA合成期S期

synthesisphaseDNA合成后期G2期

gap2phase前期

prophase中期

metaphase后期anaphase末期

telophase細(xì)胞周期時(shí)間(cellcycletime,TC)

指一個(gè)細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時(shí)間，用TC表示。

TG1

TSTG2TM

+++

=TC細(xì)胞類(lèi)型細(xì)胞周期時(shí)間(h)TCTG1

TSTG2TM人宮頸癌細(xì)胞221073.51.5離體培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞20-3010-156-83-60.5-1人直腸上皮細(xì)胞48331041急性粒細(xì)胞2-10d1-9d202-31不同細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間1：G0期細(xì)胞：長(zhǎng)期停留在G0期，暫不增殖細(xì)胞在體內(nèi)的增殖特性：2：終末分化細(xì)胞：失去了增殖能力3：周期性細(xì)胞：連續(xù)不斷分裂細(xì)胞周期概述成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等心肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、血紅細(xì)胞等造血干細(xì)胞、表皮細(xì)胞、消化道上皮細(xì)胞等細(xì)胞周期各時(shí)相及其主要事件細(xì)胞周期概述G1期(gap1phase)DNA合成前期S期(synthesisphase)DNA合成期G2期(gap2phase)DNA合成后期M期(mitoticphase)

有絲分裂期G1期(gap1phase)細(xì)胞周期中時(shí)間最長(zhǎng),變化最大[DNA合成前期]細(xì)胞的生長(zhǎng)R檢查點(diǎn)主要是RNA、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和糖類(lèi)的合成G1早期:G1晚期:為DNA合成作準(zhǔn)備合成DNA聚合酶、觸發(fā)蛋白存在檢查點(diǎn)(checkpoint,R)

細(xì)胞周期各時(shí)相及其主要事件R

RNA和蛋白質(zhì)的合成暫不增殖細(xì)胞(G0期細(xì)胞)繼續(xù)增殖細(xì)胞(周期性細(xì)胞)不再增殖細(xì)胞(不育細(xì)胞)R

G1期控制點(diǎn)的作用

S期(synthesisphase)進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA含量增加一倍[DNA合成期]進(jìn)行中心體的復(fù)制

合成組蛋白和非組蛋白細(xì)胞周期各時(shí)相及其主要事件成熟促進(jìn)因子MPF合成新的RNA和蛋白質(zhì)分子合成剩余的0.3%染色體DNA合成微管蛋白G2期(gap2phase)[DNA合成后期]細(xì)胞周期各時(shí)相及其主要事件周期蛋白(cyclin)周期蛋白依賴(lài)性激酶(cyclin-dependentkinase,CDK)MPFM期(mitoticphase)

時(shí)間最短，但形態(tài)結(jié)構(gòu)變化最大包括核分裂和胞質(zhì)分裂將遺傳物質(zhì)均等地分到兩個(gè)子細(xì)胞中分為前期、中期、后期、末期[有絲分裂期]細(xì)胞周期各時(shí)相及其主要事件細(xì)胞周期各事件小結(jié)G1期:是細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞器形成、RNA和蛋白質(zhì)合成時(shí)期；S期:是DNA合成期，合成染色質(zhì)相關(guān)蛋白，中心粒復(fù)制。G2期：剩余DNA的復(fù)制，合成新的RNA和蛋白質(zhì)。M期：包括前期、中期、后期和末期，將遺傳物質(zhì)均等地分到兩個(gè)子細(xì)胞中。細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期關(guān)鍵事件DNA復(fù)制細(xì)胞分裂細(xì)胞周期的運(yùn)行是在嚴(yán)格的調(diào)控下進(jìn)行的，這是一個(gè)精細(xì)而復(fù)雜的過(guò)程細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)細(xì)胞周期調(diào)控蛋白成熟促進(jìn)因子(maturationpromotingfactor,MPF)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)細(xì)胞周期調(diào)控蛋白發(fā)現(xiàn)Cdk

細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性蛋白激酶（cyclin-dependentproteinkinase）（催化亞基）

Cyclin細(xì)胞周期蛋白（調(diào)節(jié)亞基）

MPF是控