医学细胞生物学09细胞的增殖周期

•分为后期A、后期B两个过程。
后期A: 姐妹染色单体互相分开

后期 B: 两极间拉长

末 期
主要事件 1. 子细胞核重建； 2. 细胞质分裂
染色体解聚——组蛋白H1去磷酸化 核仁重新形成——核仁组织区开始转录
核膜重建——核纤层蛋白去磷酸化
2 细胞质分裂 动物细胞的胞质分裂通过收缩环的收缩实现
中 期
切 面 观
中心体
纺锤丝 染色体
极 面 观
染色体
主要事件
1. 染色体凝集到最大程度，排列在赤道面上形成赤道板； 2. 有丝分裂器形成。
★有丝分裂器：(mitotic apparatus)
后 期
主要事件
1. 着丝粒分裂； 2. 姐妹染色单体分离并向细胞两极移动
•妹妹染色体单体分开并移向两极。
主要事件
1. 2. 3. 4. 5.
染色质凝集----前期起始标志 核膜崩解 核仁缩小解体 分裂极确定 纺缍体形成
前 期
1 染色质凝集
前期起始标志 分子事件：组蛋白H1磷酸化
前 期
2 核膜崩解
分子事件：核纤层蛋白磷酸化
前 期
3 核仁缩小解体 分子事件： 染色质的凝集，导致核仁组织区回缩到所 属染色体上，rRNA停止转录
前期prophase 分裂期 中期premataphase 后期anaphase （M期） mitotic phase 末期talophase
一个细胞周期过程所需要的时间称为细胞周期时间（Tc）
24h
Tc= TG1 + Ts + TG2 + TM
11h 8h 4h
1h
S＋G2＋M的时间变化相对较小 G1期持续的时间差异却很大
Cyclin- CDK是
细胞周期引擎
（二）细胞进出M期的调控——MPF的调控 MPF（成熟促进因子）对细胞周期的调控 1.是能促进M期启动的调控因子，在G2/M期转换中 起关键作用，其化学组成是MPF=CDK1+cyclinB
周期蛋白 cyclinB
周期蛋白依赖性蛋白激酶 Cdk1
成熟促进因子的化学组成
神经、肌肉细胞、哺乳动物的红细胞、角化上皮细胞等
S期
从DNA合成的全过程，是 细胞增殖周期的关键阶段。
S期



S期（DNA合成期） DNA合成(复制) 染色体蛋白的合成： 组蛋白、非组蛋白等 中心粒的复制
G2期
G2期 : 为进入M期作准备 1. 合成
• 成熟促进因子（MPF）
•微管蛋白 2.有R点: 决定细胞是否进入M期
（2）MPF促进分裂从M中期向后期的转换

MPF的活性在M中期达到高峰 MPF磷酸化APC（促后期蛋白复合体）并将其激

活，降解姐妹染色单体着丝粒之间的粘着蛋白，
同时促进染色单体分开，使细胞分裂从M中期到
后期。
（3）MPF活性下降导致细胞退出M期
后期末CyclinB被降解，MPF活性降低，导致：
细胞周期时间的长短主要取决于G1期的长短
二 细胞周期的主要变化
G 1期
G1期是细胞生长的主要阶段，细胞体积增大，为进 入S期作物质准备
合成大量蛋白和RNA：DNA聚合酶、 周期蛋白等 发生多种蛋白质的磷酸化 细胞膜对物质的转运作用加强，保证蛋白合成的原料
G1期是细胞对环境和药物作用的敏感时期 G1晚期有限制点（R点），决定细胞是否进入S期， 是调控细胞增殖的关键点
Leland H. Hartwell
R. Timothy (Tim) Hunt
Sir Paul M. Nurse
细胞周期的调控
细胞周期由特殊的蛋白进行调控 （一）细胞周期调控蛋白 1.细胞周期蛋白（cyclin）
2.细胞周期蛋白依赖性激酶
（Cdk）
3.Cdk抑制因子
cyclinB+CDK1 =MPF （成熟促进因子）
如氮芥、丝裂霉素。
周期特异性药： 只作用于细胞周期的某一特定时相， 对周期其他时相不起作用。 如秋水仙素、长春新碱（M期）、 环磷酰胺（G1)。
三 细胞增殖周期与肿瘤治疗 1.抗癌药物的分类和选用
２.择机用药
•诱导正常细胞处于G0期 •诱导本身处在G0期的肿瘤细胞进入分裂相以 便杀灭，预防肿瘤复发 •诱导肿瘤细胞同步化进入某一时相
增殖型细胞：肿瘤生长的原因，大部分药物作用对象
增殖比率：增殖细胞所占比例
暂不增殖型细胞：对环境、药物不敏感，肿瘤复发根源 不增殖型细胞：无害
3.细胞增殖周期失控
细胞周期蛋白（cyclin）过度表达 周期蛋白依赖性激酶（CDK）抑制因子失活
其它因素
二 抗癌药物的分类
非周期特异性药： 作用于任何状态的细胞，杀伤 抗 癌 药 物 作用没有选择，毒副作用大，
•Ｈ1组蛋白去磷酸化，染色体解旋形成染色质。
•核纤层蛋白去磷酸化，核膜组装，形成子核。
•核仁组织区开始转录，核仁重现。
•肌球蛋白去磷酸化，形成收缩环，分裂沟加深，
胞质分裂。
（三）细胞进出S期的调控（G1/S期的调节）

cyclinA-Cdk2是S期最主要的cyclin-Cdk复 合物 功能：
1.启动DNA的复制
•
限制点（R点）：G1期有一些对环境
因素的敏感点，可限制正常细胞通
过周期，是控制细胞增殖的关键。
M期
G1
进入G1期的细胞去向
周期性细胞：（增殖型细胞）
表皮基底层细胞 、恶性肿瘤细胞
周期性
终末分化细胞 终端分化细胞
G0期细胞： （暂不增殖型细胞）
肝G0
终末分化细胞 ：（不增殖型细胞）

收缩环由大量平行排列的肌动蛋白组成。
用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象？

三、减数分裂
第二节 细胞周期及其调控
一 细胞周期的基本概念 细胞从一次有丝分裂结束开始，到下一次有丝分 裂结束为止所经历的全过程。
细 胞 周 期
间期 interphase
DNA合成前期（G1期） DNA合成期（S期） DNA合成后期（G2期）
2.阻止已复制的DNA再复制

一.细胞周期异常与肿瘤的发生
1 肿瘤细胞G1期变长 肿瘤的细胞周期也由G1、S、G2、M期构成，细胞周期时 间与正常细胞相比相近或更长，主要与肿瘤细胞G1期变长 有关
2.增殖比率高：在肿瘤细胞群中，G0期和不增殖型 细胞很少，增殖型细胞所占比例较高
肿瘤由3类细胞构成：
生物学意义：物种繁衍、个体生长、机体修复 细 无丝分裂（直接分裂） 胞 分 裂 有丝分裂（间接分裂） 的 方 式 减数分裂
无丝分裂：直接进行细胞核与细胞质的分裂方式。分裂过程中 既无染色体、纺锤体的形成，也无核膜、核仁的解体。 可进行无丝分裂的高等动物细胞
二.有丝分裂
分期
前期 中期 后期
末期
前 期
本章节重点
1. 掌握细胞周期的概念、有丝分裂各时
期的主要特征
2.掌握间期各时相的动态变化的特点 3.掌握MPF对细胞周期的调控 4.掌握肿瘤增殖周期的特点 5.掌握抗癌药物的分类
前 期
4 分裂极确定
中心体向两极移动的方向将决定细胞分裂的方向
前 期
5纺缍体形成
①极间微管（polar mt）两极间的微管 ②动粒微管（kinetochore mt），是从着丝点（动粒）到另一极的 微管，也称着丝点微管； ③星体微管（astral mt），由中心粒放射出来的微管，呈星状。 植物没有中心粒和星体，其纺锤体称无星纺锤体。
MPF=CDK1+cyclinB 2.功能：
（1）MPF促进细胞从G2期进入M期
cyclinB在G2期开始合成，在G2/M转换时MPF被激活后，
导致：
•Ｈ1组蛋白的磷酸化，染色质凝集形成染色体。 •核纤层蛋白的磷酸化可引起核纤层的解体，核膜破裂。 •核仁组织区停止转录促使核仁解体。 •多种微管结合蛋白磷酸化，使微管发生重排， 促进纺锤体的形成，细胞进入M期。
M期
•染色质螺旋化变为染色体，并平均分配到
两个子细胞的过程。
•历时最短、形态结构变化最大 •包括核分裂、胞质分裂
三 细胞周期的调控
•2001 年 10 月 8 日美国人 Leland Hartwell 、英国人 Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而 获诺贝尔生理医学奖。