细胞增殖及其调控

（1）DNA进行半保留复制； （2）合成大量组蛋白，参与组成核小体结构； （3）中心粒进行复制； （4）存在S期检验点（checkpoint）。
• 细胞周期各时相主要事件： G2期（DNA合成后期）：
（1）活跃的RNA、蛋白质、ATP合成； （2）合成有丝分裂所需的各种酶及微管蛋白等； （3）存在G2期检验点（checkpoint）： DNA是否完成复制； DNA损伤是否得以修复； 细胞是否大小合适； 环境是否有利于细胞分裂；
– 优点：同步化程度高； – 缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。
• 2）中期阻断法 用秋水仙素等微管抑制剂将细胞阻断在中期。优点是便于观 察染色体，缺点是可逆性较差。
第二节 细胞分裂（cell division）
• 概念：
一个细胞分裂成两个子代细胞的过程。
Байду номын сангаас
• 类型：
无丝分裂（amitosis) 有丝分裂（mitosis） 减数分裂（meiosis）
（1）细胞代谢活跃，合成各种蛋白质、糖类、脂质等； （2）为DNA复制准备必需的蛋白质及RNA，但不合成DNA； （3）存在限制点（restriction point，R点）或检验点 （checkpoint）：外在因素与内在因素共同决定 （4）可以退出细胞增殖周期，进入G0期。
• 细胞周期各时相主要事件： S期（DNA合成期）：
• 2）细胞沉降分离法
– 优点：可用于任何悬浮培养的细胞。 – 缺点：同步化程度较低。
• 细胞周期同步化（cell cycle Synchronization）
(1)自然同步化： (2)人工同步化： 1. 选择同步化 2. 诱导同步化 • 1）DNA合成阻断法：用DNA合成抑制剂，可逆阻断细胞周 期，然后释放。常用TdR双阻断法。
染色体整列（alignment）： Mad蛋白与Bub蛋白使动粒敏化，促使微管与动粒接触。
• 有丝分裂相关亚细胞结构
染色体整列（alignment）： 微管对染色体的牵拉（pull）和外推（push）作用
• 有丝分裂相关亚细胞结构
染色体分离（segregation）： Cohesin蛋白复合体的分解
着丝粒-动粒复合体（centromere-kinetochore complex）
咖啡因（caffeine）可以 解离动粒-着丝粒复合体
• 有丝分裂相关亚细胞结构
纺锤体（spindle）：
是细胞分裂过程中的一种与染色体分离直接相关的细胞 装置，呈纺锤状，主要由微管和微管结合蛋白组成。
• 有丝分裂相关亚细胞结构
• 减数分裂（meiosis）
前减数分裂间期（premeiotic interphase）：
• • • 也分为G1、S和G2期。 G2期是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期。 S期时间较长，部分DNA（约0.3%左右）是在减数分裂 前期Ⅰ合成的。 • 细胞核大于正常体细胞核，染色质多凝集成异染色质。
• 细胞增殖是生命的基本特征。
是物质准备和细胞分裂的相互连续的过 程。
• 细胞增殖是生物繁育的基础。
单细胞生物的个体繁殖； 多细胞生物的个体发育、成长及组织再 生、修复。
• 细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
第一节
• 概念：
细胞周期（cell cycle）
从一次细胞分裂结束开始，经过物质积 累过程，直到下一次细胞分裂结束为止，称 为一个细胞周期（cell cycle），又称为细胞 生活周期（cell life cycle）或细胞繁殖周期 （cell reproductive cycle）。 包括细胞分裂期（cell division phase） 和物质积累期（分裂间期，interphase）。
Midbody
• 有丝分裂（mitosis）
胞质分裂（cytokinesis）：
收缩环（contractile ring）：胞质分裂开始，大量的 肌动蛋白和肌球蛋白在中间体处组装成微丝并相互组成微 丝束，环绕细胞。
• 有丝分裂（mitosis）
Animal Cell Division Tubulin
• 细胞周期时相（cell cycle phases）： G1 S G2 M
– G1期(gap1)，分裂完成到DNA复制之前。 – S期(synthesis phase)，DNA复制阶段。 – G2期(gap2)，DNA复制完成到分裂之前。 – M期(mitosis phase)，分裂开始到结束。
H2B
Merge
• 有丝分裂（mitosis）: HeLa cells
• 有丝分裂相关亚细胞结构
中心体（centrosome）：
中心体周期（centrosome cycle）或中心粒周期 （centriole cycle）
• 有丝分裂相关亚细胞结构
动粒（kinetochore）与着丝粒（centromere）:
后期A：动粒微管缩短，染色体移向 两极 后期B：极性微管加长，纺锤体延伸
• 有丝分裂（mitosis）
末期（telophase）： 1.动粒微管消失； 2.核膜重新组装，子代细胞核形成； 3.染色体去凝集，核仁重新组装。
• 有丝分裂（mitosis）
胞质分裂（cytokinesis）： 开始于细胞分裂后期，完成于细胞分裂末期。 分为4个步骤：分裂沟位置的确定；收缩环的组 装；收缩环收缩，中间体形成；质膜融合，子细胞 分离。
• 有丝分裂（mitosis）
胞质分裂（cytokinesis）：
central spindle midbody
contractile ring
cleavage plane specification
furrow assembly and ingression
midbody formation
cell separation (abscission)
• 有丝分裂相关亚细胞结构
染色体分离（segregation）： 马达蛋白的运动及动粒微管的解聚
• 有丝分裂相关亚细胞结构
染色体分离（segregation）： 分裂后期A与后期B的染色体运动
• 植物细胞有丝分裂：
特点： 1.植物细胞无中心体，但仍可以形成纺锤体结构； 2.分裂末期，细胞中央无分裂沟，但形成细胞板。
• 有丝分裂（mitosis）
胞质分裂（cytokinesis）：
分裂沟（cleavage furrow）：胞质分裂开始时，在赤道 板周围细胞表面下陷，形成的环形缢缩。
• 有丝分裂（mitosis）
胞质分裂（cytokinesis）：
中间体（midbody）：在分裂沟下方，由肌动蛋白、微管 及小膜泡等物质聚集，共同构成一个环形致密结构。
• 无丝分裂（amitosis）
1. 过程：核先拉长，后缢裂为二，同时胞质一分为二， 形成两个子细胞。 2. 特点：不出现纺锤体和染色体。 3. 低等生物中较常见，高等动物细胞常见于创伤、癌变 及衰老的细胞。
• 有丝分裂（mitosis）
1.概念：细胞通过有丝分裂装置将遗传物质平均分配到两个子细胞 中，从而保证了细胞在遗传上的稳定性。 2.过程：前期prophase、前中期prometaphase、中期metaphase、 后期anaphase、末期telophase和胞质分裂cytokinesis。 3.特点：出现特异性有丝分裂纺锤体（mitotic spindle）。
• 有丝分裂（mitosis）
中期（metaphase）： 1.染色体排列在赤道面上，称染色体整列（alignment） 或染色体中板聚合（congression）； 2.纺锤体呈现典型纺锤样； 3.微管与动粒发生相互作用，平衡 动粒两端的张力（tension）。
• 有丝分裂（mitosis）
后期（anaphase）： 1.姐妹染色体分离，移向细胞两极； 2.纺锤体伸长； 3.包括后期A和后期B两个阶段：
间期
前期
中期
后期
末期
间期
• 植物细胞有丝分裂：
• 减数分裂（meiosis）
1. 概念：是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程中 所进行的特殊形式的有丝分裂方式。 2. 特点：细胞仅进行一次DNA复制，随后进行两次 细胞分裂。 3. 结果：产生染色体数目减半的生殖细胞。 4. 过程： 减数分裂Ⅰ — 同源染色体分离 减数分裂Ⅱ — 姐妹染色单体分离
• 减数分裂（meiosis）
减数分裂Ⅰ（meiosis Ⅰ）：前期Ⅰ（prophase Ⅰ）
联会复合体（synaptonemal complex，SC）
侧成份：蛋白质和DNA
中央区
重组节
横向纤维 周围染色质
• 减数分裂（meiosis）
PLM 100 50
0 TG2
TM
Ts Tc
Time
从掺入到开始出现 (TG2) 达到高峰 (TM)
从开始→高峰→下降 (TS)
从开始→高峰→下降→下 降为0 →再次出现 (TC) TG1 = TC －TG2 －TM －TS
• 细胞周期时间的测定
（1）脉冲标记DNA复制并有丝分裂指数测定法 （2）流式细胞仪测定法（fluorescence-activated cell sorter，FACS）
纺锤体（spindle）：
组成纺锤体的微管分为：星体微管，动粒微管，极微管
星体微管
动粒微管
极微管
• 有丝分裂相关亚细胞结构
纺锤体组装（ spindle assembly ）
• 有丝分裂相关亚细胞结构
染色质凝集（condensation）： Condensin Cohesin DNA
• 有丝分裂相关亚细胞结构
细线期
偶线期
粗线期
交叉
端化
双线期
终变期
• 减数分裂（meiosis）