细胞周期与细胞分裂(共92张PPT)

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
由于染色体的凝集,核仁中的DNA分别参加到各自 所属的染色体的组装中,核仁中的RNA和蛋白质分
散在细胞质中。
48
S、G2 期高度磷酸化
Rb蛋白
转录因子
转录因子活
化 / 激活
被磷酸化
调节细胞周期过程
转录因子被释放
36
5) 射线或化学因素引起的DNA损伤
可阻止G1期进入S期、G2期进入有丝分裂。
37
细胞周期检验点(check point)
38
细胞分裂
原核细胞的增殖:简单的一分为二,速度快。 真核细胞的增殖
MPF
核纤层蛋 白磷酸化
核膜破裂
组蛋白H1磷 酸化
染色体凝集
相关蛋白磷 酸化
纺锤体形成
相关蛋白磷 酸化
骨架和细胞 器重排
M期开始
27
影响细胞周期的其它因素
1)、生长因子:目前发现的多达几十种,多数有促进细胞增殖的功能,故又称有丝分裂原
(mitogen)
自分泌
来源
旁分泌
PDGF ( platelet-derived growth factor ) 血小板生长因子
★无丝分裂(amitosis)
✓不形成纺锤丝 ✓也不形成染色体
直接分裂 (direct division)
★有丝分裂 (mitosis)
✓形成纺锤丝
✓出现细丝状染色质
细胞周 期
★减数分裂 (meiosis)
✓形成纺锤丝
✓出现细丝状染色质
✓染色体数量减半
40
一、无丝分裂(直接分裂)
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。
10
G0期
G0期/G0态(G0 state):有的细胞不进入下一周期而暂时退出了
细胞周期
11
细胞周期调控
◆细胞周期的控制系统 (cell-cycle control system)
细胞周期的控制类似于中央控制系统 (central control system)。
12
• 细胞周期蛋白 cyclin
cdc基因的编码产物
—— cdc蛋白
目前命名的有:CDK1(cdc2), CDK2, CDK3, CDK4, …, CDK8
cdc蛋白共同特点:
(1) 含有一段类似的氨基酸序列; (2) 都可以与cyclin 结合,并将周期蛋白作为调节亚基单位
20
哺乳动物细胞周期受多种Cdks和cyclin的调控
32
sis基因产物 为一些生长因子类蛋白,其作用可以模拟生长因子
的作用以自分泌的方式促进细胞分裂。 v-sis:p28sis 与PDGF同源,可与PDGF受体结合
ras 的基因产物:类似于G蛋白的作用。 raf、mos 基因产物: 具有丝/苏氨酸激酶活性,参与信号转 导。
33
4)、抑癌基因与细胞周期调控
使核膜解体。
Cyclin A开始合成
Cyclin
C
D 出现晚,启动S期 E
Cyclin A
cdk2
降解ห้องสมุดไป่ตู้
DNA 开始 合成
G1
S
Cyclin D非常关键
加入抗cyclin D的抗体
细胞不能进入S期
Cyclin B在G2
末到高峰
G2
M
降解
22
MPF
成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)
EGF ( epidermal growtu factor ) 表皮生长因子 IL ( interleukin ) 白细胞介素
TGF ( transforming growth factor ) 转化生长因子
通过与受体结合,经信号转导,激活与细胞周期相关的蛋 白表达变化来调节细胞周期
28
2)、抑素 chalone
后期 anaphase
末期 telophase
43
◆前期(prophase)
前期发生的主要事件有四个:
染色体的凝集、分裂极的确定、 核仁的消失和核膜的解体。
45
(1)染色质凝集成染色体
➢ 染色质凝集是细胞进入有丝分裂前期的标志。 ➢ 前期开始时,染色质开始浓缩,由原来的线
性染色质,经过进一步螺旋化、折叠和包装, 形成光镜下可辨的早期染色体结构。
子内尚有另外两个抑制性位点被Wee1磷酸化,使CDK1仍处于抑制状态,
属于负调控。
② 到G2 期末,磷酸酶cdc25使CDK1的两个抑制性位点去磷酸化,解除
了Wee1的抑制作用,使CDK1有活性,属于正调控。
③ CyclinB与CDK1解体,MPF失活,M期向G1期转化。
26
MPF(M-CdK, CDK1)激发M期事件使细胞进入M期
Rb、p53是两个常见的抑癌基因 p53基因的产物分布于细胞核中,半衰期短,不稳定。P53
蛋白作为转录因子或与其他转录因子相结合参与基因的转录调
节,将细胞阻止于G1期。
34
p53作为转录激活因子诱导p21CIP的表达, p21CIP是细胞周期蛋白-蛋白激酶的抑制 因子, 它能够抑制Cdk1-,Cdk2-, Cdk3-, Cdk4-周期蛋白复合物, 使细胞阻止
46
早期染色体由两条棒状的染色单体并列而成,中 间有着丝粒(centromere)相连。着丝粒的外侧部
附有动粒(kinetochore),动粒是染色体与纺锤体中 的动粒微管相连的部位。
47
(2) 核膜破裂和核仁消失
核纤层纤维磷酸化,降解为可溶的核纤层蛋白。核 膜失去核纤层的支持,裂解成小泡,分散到胞质中。
在G1期或G2期
P53突变时不能阻断受损的细胞分裂增殖,带有损伤DNA 的细胞克隆增生,再加上其他抑癌基因的失活和癌基因的激 活协同积累,细胞逐渐演变为恶性,最终发展成为肿瘤
35
Rb(视网膜母细胞瘤)基因产物: 分布于细胞核内,能与转录因子结合
Rb蛋白
转录因子
G0
G1
去磷酸化或
中期
低磷酸化
G1 晚期磷酸化↑
不同细胞周期长短的差别在G1期。
细胞类型 早期的蛙胚细胞
酵母细胞 肠表皮细胞 培养的哺乳动物成纤维细胞 人的肝细胞
细胞周期时间 30 分钟
1.5~3 小时 ~12 小时 ~20 小时
~1 年
9
细胞周期和细胞类群 ◆持续分裂细胞 ◆终端分化细胞
永久性失去了分裂能力的细胞。 ◆G0细胞
又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期,不 进行增殖,也叫静止细胞群,如某些免 疫淋巴细胞, 肝,肾细胞等。
➢ 合成非组蛋白
7
3. G2期
➢ DNA含量加倍
➢ 合成某些特定蛋白质
蛋白质激酶:G2期末被激活
可使核纤层蛋白磷酸化,导致核膜在前期末破裂;
也可催化H1组蛋白高度磷酸化,引起染色质在临近有丝
分裂时开始凝缩。
8
细胞周期持续的时间
一般:12~32hs, M期30~60min。
人的细胞周期约为24小时:M期 30分钟,G1 期 9小时,S期 10小时,G2期 小时。
• G1期:cyclin D表达,并与CDK4、CDK6结合,使下游的蛋白质
如Rb磷酸化,Rb释放出转录因子E2F,促进许多基因的转录,如
一、细胞周期时相及类型
此◆双期线主期要(d特ip点lo:ten编e sta码ge)cyclinE、A和CDK2的基因。
① 细胞进入G2 期,CyclinB浓度及活性升高,它与CDK1结合,使CDK1的活性位点暴露出来,此时CAK进一步磷酸化CDK1,但是由于CDK分子 内尚有另外两个抑制性位点被Wee1磷酸化,使CDK1仍处于抑制状态,属于负调控。 有丝分裂 (mitosis) ◆终变期(diakinesis) ●同源染色体之间发生DNA片段的交换, 产生重组的基因组合 ◆后期B,极间微管长度增加,两极之间的距离逐渐拉长,介导染色体向极运动 MPF, M-phase-promoting factor; G2-M期:cyclinA、cyclinB与CDK1结合,CDK1使底物蛋白磷酸化、如将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩,核纤层蛋白磷酸化使核膜解体。 2)、抑素 chalone 1)、生长因子:目前发现的多达几十种,多数有促进细胞增殖的功能,故又称有丝分裂原(mitogen) Stages of mitosis 即先与膜上的受体结合引起信号转换及在胞内传递,由此影响细胞周期相关蛋白的表达。 Stages of the prophase of meiosis I Micrographs illustrating the morphology of chromosomes of the lily.
随细胞周期变化呈周期性出现与消失的蛋白质,
可分为A、B、C、D、E、F、G、H 8大类。与其他
蛋白结合后, 参与细胞周期相关活动的调节。
14
细胞周期概述
• 细胞周期蛋白分为4种类型 • 1. G1/S-cyclins :G1期晚期激活
CDKs,诱导细胞通过周期起点,从而触 发整个细胞周期,S期时其表达水平下降
促使染色体凝集,使G2进入M期的因子。由Cdk和
G2期周期蛋白组成。 哺乳动物的MPF是由Cdk1和cyclin B组成的复合
物。
Cdk是催化亚基, cyclin是调节亚基。
24
MPF
的结 构
25
① 细胞进入G2 期,CyclinB浓度及活性升高,它与CDK1结合,使CDK1 的活性位点暴露出来,此时CAK进一步磷酸化CDK1,但是由于CDK分
细胞增殖是通过细胞周期(cell cycle)来实现的。
细胞周期(cell cycle)
细胞周期是指连 续分裂的细胞从一 次分裂结束后开始,
到下次分裂终止所经 历的全过程。
3
一、细胞周期时相及类型
①G1期(gap1),DNA复制之前的
间隙
②S期(synthesis phase),DNA复
制期;
③G2期(gap2),复制完成到有丝
Cyclin D与CDK结合使Rb释放结合的转录因子E2F
21
G1-S期:cyclinE与CDK2结合,促进细胞进入S期。CyclinE的抗
体能使细胞停滞于G1期。
G2-M期:cyclinA、cyclinB与CDK1结合,CDK1使底物蛋白磷 酸化、如将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩,核纤层蛋白磷酸化
RNA合成
库存增加
抑素(chalone)
有丝 分裂
R G1期
S期 (DNA合成)
蛋白质合成
H磷1组酸蛋化白
微管蛋白
多核糖体重聚
对诱变剂敏感
组蛋白RNA的合成
哺乳动物细胞在G1期中的一些主要的生理、生化变化
6
R: G1期的限制点(restriction point )
2. S期
➢ DNA复制
➢ 合成组蛋白
CHAPTER 9
细胞的增殖 与分化
细胞增殖(Proliferation ):生命的基本特征,
种族繁衍、个体发育、机体修复等都离不开细 胞增殖。
➢ 一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次,并保持这一速度,则 两天即可超过地球的重量。
➢ 成人体内每秒钟有数百万新细胞产生,以补偿衰老和死 亡的细胞。
➢ 一个卵细胞发育到成人的1013个,约200种类型。
41
二、有丝分裂 (mitosis)
◆有丝分裂是高等真核生物细胞分裂的主要方式。 ◆在有丝分裂过程中,细胞通过形成有丝分裂器,
把在S期已经复制好了的DNA平均分配到两个
子细胞,以保证遗传的连续性和稳定性。由于 这一时期的主要特征出现纺锤丝,故称为有丝 分裂。
42
前期 prophase
有丝分裂
中期 metaphase
分裂开始之前;
④M期又称D期(mitosis or division),
分裂开始到结束。
不是每种细胞都有四个时期,如胚胎细胞无G1
4
Embryonic cell cycles
5
1. G1期
不稳定蛋白 (U蛋白)
触发蛋白(trigger protein)
膜运输增加
专一蛋白质合成
DNA复制酶出现
脱氧核糖核苷
细胞周期概述
• 4. G1-cyclins :多数细胞中存在的一类 细胞周期蛋白,可以通过调节G1/Scyclins活性,调控细胞是否通过周期起 点
18 18
细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)
cyclin-dependent protein kinases
由于受周期蛋白的激活而得名。
cell division cycle
细胞自身产生的,对细胞周期有抑制作用的糖蛋白。 参与调解的途径与生长因子类似。即先与膜上的受体 结合引起信号转换及在胞内传递,由此影响细胞周期相关 蛋白的表达。
30
G1
S
G2
M
作用点
特点
对细胞无毒、可逆
有很强的细胞系特异性、随不同类型细 胞而变化
31
3)、癌基因与细胞周期的调控
通过编码生长因子类蛋白或受体参与的调控
15 15
细胞周期概述
• 2. S-cyclins :细胞通过周期起点后迅速 与CDKs结合,激发与染色体复制相关蛋 白表达,促进染色体复制。S-cyclins保 持高表达水平一直到有丝分裂开始为止
16 16
细胞周期概述
• 3. M-cyclins :激活CDKs后引导细胞 进入有丝分裂期
17 17
相关文档
最新文档