細(xì)胞生物學(xué)教程第十三章+細(xì)胞周期

細(xì)胞生物學(xué)教程第十三章：細(xì)胞周期目錄細(xì)胞周期概述G1期S期G2期M期細(xì)胞周期的調(diào)控01細(xì)胞周期概述0102細(xì)胞周期的定義細(xì)胞周期是細(xì)胞生長和分裂的基礎(chǔ)，對維持生物體的生長、發(fā)育、再生和修復(fù)等生命活動具有重要意義。細(xì)胞周期是指細(xì)胞從一次分裂完成開始，到下一次分裂完成所經(jīng)歷的全過程，包括分裂間期和分裂期兩個(gè)階段。細(xì)胞在分裂間期進(jìn)行DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成等重要的代謝活動，為下一次分裂做準(zhǔn)備。分裂間期分為G1期、S期和G2期。細(xì)胞在分裂期完成染色體復(fù)制后的分離和細(xì)胞分裂，包括前期、中期、后期和末期四個(gè)階段。細(xì)胞周期的階段分裂期分裂間期

細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂的關(guān)系細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂相互聯(lián)系，細(xì)胞周期的每個(gè)階段都與細(xì)胞分裂密切相關(guān)。分裂間期的結(jié)束標(biāo)志著分裂期的開始，而分裂期的結(jié)束又標(biāo)志著新的分裂間期的開始，兩者相互依存、相互影響。細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制對于維持細(xì)胞的正常生長和分裂具有重要意義，對生物體的生長、發(fā)育和疾病發(fā)生發(fā)展等方面也有重要影響。02G1期123G1期是細(xì)胞生長的主要階段，細(xì)胞體積逐漸增大。細(xì)胞體積增大G1期細(xì)胞開始合成DNA復(fù)制所需的蛋白質(zhì)和酶。合成DNA所需蛋白質(zhì)的合成G1期細(xì)胞開始表達(dá)與DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂相關(guān)的基因?；虮磉_(dá)改變G1期的特點(diǎn)03能量代謝改變G1期細(xì)胞開始調(diào)整能量代謝，為即將到來的DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂提供能量。01合成DNA復(fù)制所需的酶在G1期，細(xì)胞開始合成DNA聚合酶和其他與DNA復(fù)制相關(guān)的酶。02合成蛋白質(zhì)G1期細(xì)胞開始合成與細(xì)胞分裂相關(guān)的蛋白質(zhì)，如組蛋白和微管蛋白等。G1期的生化事件細(xì)胞內(nèi)周期蛋白的改變周期蛋白在G1期的表達(dá)和降解對細(xì)胞周期的進(jìn)程起著重要的調(diào)控作用?；虮磉_(dá)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子和其他調(diào)控蛋白通過調(diào)控基因表達(dá)來影響G1期的進(jìn)程。生長因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)生長因子通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活下游效應(yīng)器，調(diào)控G1期的進(jìn)程。G1期的調(diào)控機(jī)制03S期DNA復(fù)制S期是DNA復(fù)制期，細(xì)胞核和線粒體DNA在此階段被復(fù)制。持續(xù)時(shí)間長短不一不同細(xì)胞類型的S期持續(xù)時(shí)間不同，通常在幾個(gè)小時(shí)至數(shù)天之間。細(xì)胞體積增加隨著DNA的復(fù)制，細(xì)胞體積也會相應(yīng)增加。S期的特點(diǎn)在S期，DNA聚合酶以四種脫氧核苷酸為原料，按照DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中堿基配對的原則，沿DNA鏈的5'至3'方向催化合成新的DNA鏈。DNA聚合酶催化DNA復(fù)制S期還合成與DNA復(fù)制相關(guān)的蛋白質(zhì)，如DNA聚合酶、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶等。合成相關(guān)蛋白S期的生化事件信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑細(xì)胞周期的進(jìn)程受到多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)控，如生長因子、激素等。這些信號通過激酶等蛋白質(zhì)磷酸化修飾，影響細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的活性，從而調(diào)控S期的起始和進(jìn)程?；虮磉_(dá)調(diào)控細(xì)胞周期相關(guān)基因的表達(dá)受到轉(zhuǎn)錄因子和miRNA等調(diào)控因子的影響，這些因子通過調(diào)控基因表達(dá)來影響S期的進(jìn)程。細(xì)胞器功能線粒體和核糖體等細(xì)胞器在S期中發(fā)揮重要作用，它們的功能狀態(tài)和數(shù)量也會影響S期的進(jìn)程。S期的調(diào)控機(jī)制04G2期G2期是細(xì)胞周期中合成蛋白質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期，這些蛋白質(zhì)對于M期的正常進(jìn)行至關(guān)重要。合成蛋白質(zhì)DNA復(fù)制完成細(xì)胞生長G2期標(biāo)志著DNA復(fù)制的完成，此時(shí)細(xì)胞內(nèi)DNA含量加倍。在G2期，細(xì)胞體積增大，為接下來的分裂做準(zhǔn)備。030201G2期的特點(diǎn)在G2期，核仁開始分裂，形成兩個(gè)子核仁，為接下來的細(xì)胞分裂做準(zhǔn)備。核仁分裂G2期是細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期，這些蛋白質(zhì)對于M期的正常進(jìn)行至關(guān)重要。蛋白質(zhì)合成在G2期，細(xì)胞骨架開始重新組裝，為接下來的分裂做準(zhǔn)備。細(xì)胞骨架組裝G2期的生化事件生長因子信號對G2期的起始和維持具有重要作用，如胰島素、表皮生長因子等。生長因子信號在G2期，存在一個(gè)細(xì)胞大小檢查點(diǎn)，確保細(xì)胞體積達(dá)到一定大小后才進(jìn)入M期。細(xì)胞大小檢查點(diǎn)如果DNA受損，G2期將會停滯，直到DNA修復(fù)完成。DNA損傷檢查點(diǎn)G2期的調(diào)控機(jī)制05M期細(xì)胞質(zhì)分裂M期細(xì)胞會進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)的分裂，形成兩個(gè)子細(xì)胞。胞質(zhì)分裂環(huán)的形成在細(xì)胞質(zhì)分裂前，會形成一個(gè)由肌動蛋白和膜內(nèi)蛋白組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對細(xì)胞質(zhì)的分裂具有重要作用。染色體數(shù)目加倍M期細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍，由二倍體變?yōu)樗谋扼w。M期的特點(diǎn)在M期之前，細(xì)胞已經(jīng)完成DNA的復(fù)制，為分裂做準(zhǔn)備。DNA復(fù)制M期細(xì)胞需要合成大量的蛋白質(zhì)，包括染色體凝集蛋白、肌動蛋白等。蛋白質(zhì)合成M期細(xì)胞中的細(xì)胞骨架會發(fā)生重組，形成紡錘體和胞質(zhì)分裂環(huán)等結(jié)構(gòu)。細(xì)胞骨架重組M期的生化事件周期蛋白依賴激酶（CDK）的激活01CDK在M期開始時(shí)被激活，促進(jìn)細(xì)胞周期的進(jìn)行。染色質(zhì)凝集02在M期開始時(shí)，染色質(zhì)開始凝集，形成染色體，這是M期的一個(gè)重要事件。紡錘體的形成03在M期中，紡錘體開始形成，該結(jié)構(gòu)對染色體分配到兩個(gè)子細(xì)胞中具有重要作用。M期的調(diào)控機(jī)制06細(xì)胞周期的調(diào)控細(xì)胞周期蛋白的合成與降解細(xì)胞周期蛋白的合成和降解受到多種因素的影響，如蛋白質(zhì)合成酶、蛋白水解酶等。這些酶的活性受到多種信號通路的調(diào)節(jié)，從而影響細(xì)胞周期蛋白的濃度，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程。細(xì)胞周期蛋白的磷酸化細(xì)胞周期蛋白的磷酸化是調(diào)節(jié)其活性的重要方式。特定的激酶可以對細(xì)胞周期蛋白進(jìn)行磷酸化，改變其空間構(gòu)象和與其它蛋白質(zhì)的相互作用，從而影響其功能。細(xì)胞周期蛋白的調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白激酶的激活是其發(fā)揮功能的關(guān)鍵步驟。通常，細(xì)胞周期蛋白激酶會被上游的磷酸化酶和激酶激活，這些酶的活性受到多種信號通路的調(diào)節(jié)。細(xì)胞周期蛋白激酶的激活細(xì)胞周期蛋白激酶可以被多種蛋白質(zhì)抑制，如磷酸酶、蛋白質(zhì)降解酶等。這些蛋白質(zhì)可以降低細(xì)胞周期蛋白激酶的活性，從而調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程。細(xì)胞周期蛋白激酶的抑制細(xì)胞周期蛋白激酶的調(diào)節(jié)其他細(xì)胞周期調(diào)控因子D