細胞周期與分裂

細胞周期與分裂細胞增殖細胞增殖是細胞生命活動的重要特征之一。細胞增殖是生物繁育的基礎。成體生物仍然需要細胞增殖，以彌補代謝過程中的細胞損失。一、細胞周期(cellcycle)概述

1、細胞周期的概念P273從一次細胞分裂結束開始，經(jīng)過物質積累過程，直至下一次細胞分裂結束為止，稱為一個細胞周期。2、細胞周期時相組成G1期S期G2期M期：細胞遺傳物質和其他內(nèi)含物分配

第一節(jié)細胞周期分裂間期（物質準備和積累）3、細胞周期時間細胞周期時間口腔粘膜食道回腸結腸TG1（小時）75171267TSTG2TM

10101010TC851813617·不同細胞的細胞周期時間差異很大細胞周期時間長短主要差別在G1期·有些分裂增殖的細胞缺乏G1、G2期4、根據(jù)增殖狀況，細胞分為三類P274G0期細胞和終末分化細胞的界限有時難以劃分。終末分化細胞周期中細胞Go期細胞(靜止期細胞)二、細胞周期中各不同時相及其主要事件

G1期：①開始合成細胞生長所需要的多種蛋白質、RNA、碳水化合物、脂等。②進行G1期檢驗點的檢驗。

在G1期的晚期階有一個特定時期：G1期檢驗點：芽殖酵母——起始點；其他真核細胞——限制點/檢驗點三種命運連續(xù)分裂細胞(如骨髓細胞)休眠細胞(G0期)（如肝細胞）終端分化細胞(如神經(jīng)細胞)是G1期的一個基本事件，由內(nèi)外因素共同作用完成。在細胞周期中至少有三個檢驗點檢驗點：指細胞周期的某些關鍵時刻，存在一套監(jiān)控機制，調控周期各時相有序而適時地進行更迭，并使周期序列過程中后一個事件的開始依賴于前一個事件的完成，從而保證周期事件高度有序地完成。從分子水平看，檢驗點是作用于細胞周期轉換時序的調控信號通路，以保證基因和基因組的穩(wěn)定性。細胞大小營養(yǎng)條件生長因子DNA損傷染色體是否與紡錘體相連紡錘體裝配檢驗點DNA的復制中心體復制細胞大小環(huán)境因素沒有檢驗點會導致染色體的錯誤分離腫瘤細胞失去這些checkpoints，在沒有環(huán)境刺激信號時和DNA受損時，仍繼續(xù)分裂DefectsinthecheckpointcanleadtocancerS期①DNA合成(復制)；②組蛋白的合成；③DNA與組蛋白組裝成核小體。G2期

①主要是大量合成ATP、RNA、蛋白質，包括微管蛋白和MPF等，為有絲分裂作準備；②進行G2期檢驗點的檢驗。M期·M期即細胞分裂期：包括兩種方式，即有絲分裂和減數(shù)分裂。遺傳物質和細胞內(nèi)他物質分配給子細胞。三、細胞周期同步化◆自然同步化：

大多數(shù)脊椎動物早期胚胎◆人工選擇同步化有絲分裂選擇法優(yōu)點：未經(jīng)任何藥物處理，細胞同步化效率高。缺點是分離的細胞數(shù)量少。密度梯度離心法：優(yōu)點是方法簡單省時，效率高，成本低。缺點是對大多數(shù)種類的細胞并不適用?！NA合成阻斷法─G1/S-TdR雙阻斷法：最終將細胞群阻斷于G1/S交界處。優(yōu)點是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細胞體系。缺點是誘導過程可造成細胞非均衡生長◆人工誘導同步化·分裂中期阻斷法通過抑制微管聚合來抑制細胞分裂器的形成，將細胞阻斷在細胞分裂中期。

優(yōu)點是操作簡便，效率高。缺點是這些藥物的毒性相對較大第二節(jié)細胞分裂

一、有絲分裂（一）有絲分裂的過程

核分裂胞質分裂前期前中期中期后期末期核分裂胞質分裂間期前期前中期中期后期末期1、前期◆染色質開始凝縮形成早期染色體—由凝縮蛋白介導姐妹染色單體彼此黏著—由黏連蛋白介導◆細胞分裂極的確立和紡錘體的裝配復制的中心體→星體→前期紡錘體◆動粒的裝配黏連蛋白凝縮蛋白2、前中期◆完成紡錘體裝配紡錘體微管與染色體的動粒結合，形成動粒微管每個已復制的染色體有兩個動粒，朝相反方向，保證與兩極的微管結合形成三種類型的微管◆核膜崩解—核纖層蛋白的磷酸化

星體微管動粒微管極微管◆染色體整列:不斷運動的染色體開始移向赤道板。3、中期◆染色體整列完成并且所有染色體排列到赤道板上，標志著細胞分裂已進入中期

4、后期(anaphase)

◆著絲粒分開，姐妹染色單體分離分別向兩極移動

＊后期大致可以劃分為連續(xù)的兩個階段：·后期A：動粒微管去裝配變短，牽引染色體向兩極運動·后期B：極微管長度增加，相互產(chǎn)生滑動，兩極之間的距離逐漸拉長，介導染色體向極運動馬達蛋白馬達蛋白5、末期染色單體到達兩極，即進入了末期：◆到達兩極的染色單體開始去濃縮◆核膜、核仁開始重新組裝Defectsinthecheckpointcanleadtocancer休眠細胞(G0期)（如肝細胞）腫瘤細胞失去這些checkpoints，在沒有環(huán)境刺激信號時和DNA受損時，仍繼續(xù)分裂進行紡錘體的裝配構成收縮環(huán)(動物細胞)Go期細胞(靜止期細胞)從分子水平看，檢驗點是作用于細胞周期轉換時序的調控信號通路，以保證基因和基因組的穩(wěn)定性。其他內(nèi)含物分配·M期即細胞分裂期：包括兩種方式，即有絲分裂和減數(shù)分裂。缺點是分離的細胞數(shù)量少。優(yōu)點是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細胞體系。開始移向赤道板。連續(xù)分裂細胞(如骨髓細胞)合成減數(shù)分裂期專有的組蛋白。檢驗點：指細胞周期的某些關鍵時刻，存在一套監(jiān)控機制，調控周期各時相有序而適時地進行更迭，并使周期序列過程中后一個事件的開始依賴于前一個事件的完成，從而保證周期事件高度有序地完成。紡錘體微管與染色體的動粒結合，形成動粒微管從一次細胞分裂結束開始，經(jīng)過物質積累過程，直至下一次細胞分裂結束為止，稱為一個細胞周期。從分子水平看，檢驗點是作用于細胞周期轉換時序的調控信號通路，以保證基因和基因組的穩(wěn)定性。·M期即細胞分裂期：包括兩種方式，即有絲分裂和減數(shù)分裂。紡錘體微管與染色體的動粒結合，形成動粒微管每個已復制的染色體有兩個動粒，朝相反方向，保證與兩極的微管結合◆染色質開始凝縮形成早期染色體—由凝縮蛋白介導染色質凝集，但兩條染色單體的臂并不分離；·有些分裂增殖的細胞缺乏G1、G2期4、根據(jù)增殖狀況，細胞分為三類P274缺點是這些藥物的毒性相對較大①DNA合成(復制)；·不同細胞的細胞周期時間差異很大細胞周期時間長短主要差別在G1期樣性的重要基礎保證。6、細胞胞質分裂◆在赤道板周圍細胞表面下陷，形成分裂溝 ◆肌動蛋白和肌球蛋白在赤道面構成收縮環(huán)(動物細胞)◆收縮環(huán)收縮◆收縮環(huán)處細胞膜融合并形成兩個子細胞二、減數(shù)分裂(Meiosis)概念：減數(shù)分裂是細胞僅進行一次DNA復制，隨后進行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊有絲分裂。G2期是有絲分裂向減數(shù)分裂轉變的關鍵點減數(shù)分裂的意義◆確保世代間遺傳的穩(wěn)定性； ◆增加變異機會，確保生物的多樣性，增強生物適應環(huán)境變化的能力?！魷p數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎，是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要基礎保證。（一）減數(shù)分裂前間期◆可人為的分為G1、S、G2三個時期◆S期持續(xù)時間長◆S期復制DNA總量的99.7%-99.9%◆大多數(shù)生物細胞核大于體細胞,染色質多為異染色質(二）減數(shù)分裂過程1、減數(shù)分裂I（1）前期I：持續(xù)時間較長

人為的分為細線期，偶線期，粗線期，雙線期，終變期等五個階段◆細線期

染色質凝集，但兩條染色單體的臂并不分離；染色體上出現(xiàn)顆粒狀的染色粒結構；染色體端粒通過接觸斑與核膜相連。有絲分裂前期◆偶線期同源染色體的配對－－形成聯(lián)會復合體（SC）；四分體出現(xiàn)；繼續(xù)合成S期未完成的0.3%DNA（Zyg－DNA）?！舸志€期發(fā)生等位基因的交換與重組；合成一部分尚未合成的DNA（P－DNA);合成減數(shù)分裂期專有的組蛋白?！綦p線期同源染色體開始相互分離（四分體結構清晰可見，出現(xiàn)交叉）；染色體部分去凝集，RNA轉錄活躍，出現(xiàn)燈刷染色體；持續(xù)時間長?！艚K變期染色體重新凝集，核仁消失，四分體較均勻地分布在細胞核中。（2）中期I：核膜破裂進行紡錘體的裝配四分體排列在赤道面（每個四分體含有4個動粒,(一條同源染色體兩個動粒位于同側）（3）后期I：同源染色體對相互分離并移向兩極。

各四分體間同源染色體向兩極的移動是隨機的(4)末期I，胞質分裂I和減數(shù)分裂間期末期I:每一套隨機組合的染色體組，染色體數(shù)目減半，DNA含量為2n減數(shù)分裂期II：與有絲分裂各時期大體相似：分為前期II、中期II、后期I