第十一章 细胞增殖及其调控
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《细胞生物学》题库第十一章细胞增殖及其调控一、名词解释1.MPF2.细胞周期蛋白3.APC4.复制起点识别复合体5.DNA复制执照因子学说6.G0期细胞7.癌基因8.长因子9.细胞周期10.联会复合体11.抑癌基因二、选择题1.G1期PCC(染色体超前凝集)为( ),S期PCC为( ),G2期PCC为( )。
A.粉末状，细单线状，双线状B.细单线状，粉末状，双线状C.双线状，细单线状，粉末状D.双线状，粉末状，细单线状2.周期蛋白中有一段相当保守的含100左右氨基酸序列,称为。
A.破坏框B.PEST序列C.周期蛋白框D.PSTAIRE序列3.破坏框主要存在于周期蛋白分子中。
A.G1期 B.S期 C.G2期 D.M期4.G1中序列,与G1期周期蛋白的更新有关。
A.PEST序列B.PSTAIRE序列C.破坏框D.周期蛋白框5.CDK激酶结构域中,有一段保守序列,称( ),此序列与( )结合有关。
A.信号肽,破坏框B.信号肽,周期蛋白C.PSTAIRE,周期蛋白D.PSTAIRE,破坏框6.APC活性受到监控。
A.纺锤体检验点 B.检验点 C.Mad2 D.cdc2o7.S期起始的关键因子是。
A.cyclinA B.cyclinB C.cyclinD D.cyclinE8.染色质在期获得DNA复制执照因子。
A.G1 B.M C.S D.G29.复制起点识别复合体的蛋白质为。
A.Acp B.Orc C.Mcm D.Pcc10.第一个被分离出来的cdc基因是( ),又称( )。
A.cdc2 CDK2B.cdc1 CDK1C.cdc2 CDK1D.cdc1 CDK211.RNA和微管蛋白的合成发生在。
A.G1期 B.S期 C.G2期 D.M期 E.G0期12.有丝分裂器的形成是在。
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期 E.末期13.对药物的作用相对不敏感的时期是。
A.G1期 B.S期 C.M期 D.G2期 E.G0期14.CyclinA的合成发生在。
细胞生物学第十一章细胞增殖习题及答案 done
第11章细胞增殖及其调控1.高等生物内所有细胞依繁殖状态可分为哪几类？各有何特征？答：大体可以分为四类：（1）G1期细胞(DNA合成前期)：细胞代谢活跃，细胞生长、体积增大，主要进行大部分蛋白质和RNA的合成工作。
（2）S期细胞（DNA合成期）：此阶段细胞内完成DNA的复制，以及组蛋白、非组蛋白合成与核小体结构的复制。
（3）G2期细胞（DNA合成后期）：此阶段的细胞做分列前的最后准备，合成周期蛋白、微管蛋白等。
（4）M期：细胞进入分裂过程，分裂中，细胞内生化合成活动减弱，例如：RNA合成停止，蛋白质合成减少，此期仍有少量非组蛋白合成。
又分前、中、后、末四个状态。
（a）前期主要事件：染色体凝缩，分裂极确定，核仁解体和核膜消失。
（b）中期此期染色体全部移到赤道板位置排列“染色体列队”，是由于以两极对染色体牵引为动态平衡所致。
（c）后期此期主要事件：染色体着丝粒粒区纵向断裂，一分为二。
两姐妹染色单体分别趋向两极。
（d）末期此期的主要事件：子核形成的胞质分裂。
胞质分裂是指核分裂以外的细胞质部分分裂。
动物细胞是以中部缢缩方式，而植物细胞是以形成细胞壁方式进行胞质分裂的。
2.运用3H—TdR的脉冲标况技术如何测定推测细胞周期？答：此内容不考，飘过。
P.S.要看看细胞周期同步化的内容。
3.简述细胞周期中DNA、RNA,组蛋白和非组蛋白的合成概况。
答：见习题1。
4.细胞周期中有哪几个重要的检验点，各有何作用？答：所熟知的有3个检验点：（1）G1->S的检验点：检查G1期的蛋白质、RNA合成工作是否完成。
细胞增殖行为会在G1期之后发生分歧，分为周期细胞和G0期细胞或终端分化细胞。
（2）G2->M期的检验点：检查M期之前的物质、能量准备工作，并进行G2向M期的转变。
该过程由CDK激酶进行调控，CDK1使组蛋白H1磷酸化，促进染色质凝集；使核纤层蛋白磷酸化，使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等等。
第十一章 细胞增殖及其调控
animation of mitosis
（二） 与有丝 分裂直接相关 的亚细胞结构
1.中心体
中心体（centrosome） 是一种与微管装配 和细胞分裂密切相 关的细胞器。
中心粒圆筒周围为中 心粒外基质 （pericentriolar matrix）
Mammalian centrosome. C: centriole, MT: microtubule, NE: nuclear envelope, PCM: pericentriolar matrix.
（二） 细胞周期中各个不同
时期及其主要事件
1. G1期 G1期期是的一第个一细阶胞段周，
开始合成细胞生 长所需要的各种 蛋白质、糖类、 脂类等，但是不 合成DNA。
限制点 （restriction point，R点）， 或检验点 （checkpoint）
细胞分裂周期基因 （cell division cycle
Single chromosome that shows the "core"
with DNA loops on either side.
5.末期（telphase）
染色单体到达两极，就进入了末期
Lastly, in telophase, the chromosomes decondense. New patches of membrane fuse to form new nuclear envelopes around them.
第十一章 细胞增殖及ຫໍສະໝຸດ 调控细胞分裂（cell division）， 由原来的一个亲代细胞 （mother cell）变成两 个子代细胞（daughter cell）。各种细胞在分裂 之前，还必须进行一定
细胞增殖及其调控
细胞增殖及其调控细胞依赖增殖维持其存在，繁衍后代。
细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。
细胞增殖包含3个组成部分，即生长、DNA复制和细胞分裂，这些均体现在细胞周期进程中，因此细胞增殖是通过细胞周期实现的。
细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
任何细胞，不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。
细胞周期与细胞分裂(细胞周期、有丝分裂、减数分裂)细胞周期的调控（Cdk激酶和周期蛋白在细胞周期进程中的调控作用及其活性调节、细胞周期运转的调控、其他内在、外在因素在周期调控中的作用）细胞周期与细胞分裂细胞周期㈠细胞周期(cell cycle)概述细胞依靠增殖维持其存在，繁衍后代。
为了阐明细胞是如何繁殖的，应该考虑三个主要问题：①细胞如何复制它的内含物；②它们如何分配复制好的内含物并分裂为二；③它们如何协调好上述两个过程必需的所有机器，以保证诸如只有在复制完成后才进行细胞分裂。
细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
任何细胞不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。
细胞增殖过程中，任何一个关键步骤的错误，都有可能导致严重后果，甚至细胞死亡。
在高等生物中细胞增殖调控更为复杂。
它不仅要遵循细胞自身的增殖调控规律，同时还要遵守生物体整体调控机制的调节。
不然，不受约束而生成的细胞将被机体免疫系统所清除，或癌变，威胁整个生命。
由此可见，细胞增殖调控是整个生命活动的最基本保证。
细胞周期(cell cycle)是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的过程。
细胞周期有时也称为细胞生活周期(cell life cycle)或细胞繁殖周期(cell reproductive cycle)。
人们最初从细胞形态变化考虑，将细胞周期简单地划分为两个相互延续的时期，即细胞有丝分裂期(mitosis)和位于两次分裂期之间的分裂间期(inter phase)。
细胞生物学：第11章-2 细胞增殖及其调控
中期II、后期II、末期II，
最后形成4个单倍体细胞。
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比较有丝分裂与减数分裂
]◆有丝分裂是体细胞的分裂方式，减数分裂主要是
产生配子的过程;
◆有丝分裂是一次细胞周期, DNA复制一次, 分裂一 次,染色体由2n→2n; 减数分裂是两次细胞周期,DNA复制一次,细胞分裂 两次, 染色体由2n→1n; ◆有丝分裂中,每个染色体是独立活动; 减数分裂,染色体要配对、联会、交换和交叉。
合成。
47
MP F
的 结 构
48
•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。
Leland H. Hartwell
R. Timothy (Tim) Hunt
Sir Paul M. Nurse 49
CHAPTER 11
Cell Proliferation and it’s Regulation
1
二、减数分裂
◆概念：减数分裂是细胞仅进行一次DNA复制，随后进行
两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂
◆发生分裂的细胞
生殖细胞进行的产生配子的分裂过程，
其结果是产生了染色体组数目减半的配子； ◆连续的两次分裂 ◆两个基本特点 ●第一次减数分裂 ●第二次减数分裂 ●染色体组数目减半
Cln 1、 CDK1(CDC28) 2 Clb 5、 CDK1(CDC28) 6 CDK1(CDC28)
CDK1(CDC2) Clb 1-4
• *包括D1-3，各亚型cyclin D在不同细胞中的表达量不 同，但具有相同的功效。
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• G1期，在生长因子的刺激下，cyclin D表达，并与
细胞生物学第11章1细胞增殖及其调控
周期基本是一致的
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酵母细胞的细胞周期
酵母细胞的细胞周期与标准的细胞周期在时相和调控方面相似 酵母细胞周期明显特点:首先，酵母细胞周期持续时间较短；细胞分
裂过程属于封闭式，即在细胞分裂时核膜不解聚；纺锤体位于细胞 核内；在一定环境下，也进行有性繁殖
CHAPTER 11 Cell Proliferation and it’s Regulation
此处添加副标题内容
1
#2◆02细2 胞增殖(cell proliferation)是细胞生命活动的重要特征之 一,是生物繁育的基础。
◆单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。
◆多细胞生物由一个单细胞即受精卵分裂发育而来， 细胞增殖 是多细胞生物繁殖基础。
5
Phases of the cell cycle
6
Phases of the cell cycle
#2022
➢ 间期(interphase)
◆G1期(Gap 1 phase),即从M期结束到S期开始前的 一段间歇期; ◆S期,即DNA合成期(DNA synthetic phase); ◆G2期(Gap 2 phase), 即DNA合成后(S期)到有丝 分裂前的一个间歇期;
一、细胞周期
细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长 到下次有丝分裂终止所经历的全过程。在这一过程中,细胞的遗 传物质进行复制并均等地分配给两个子细胞。
4
2001年诺贝尔生理学与医学奖: 利兰·哈特韦尔发现了控制细胞周期的基因，
其中一种被称为“START” 的基因对控制各 个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。 保罗·纳西的贡献是发现了CDK。 蒂莫西·亨特的贡献是发现了调节CDK的功能 物质CYCLIN.
细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控
细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控细胞增殖和生长是细胞生物学中常见的现象，是生命体系不断发展的必要条件。
在细胞分裂和生长过程中，涉及到复杂的信号转导通路和多种生物分子的参与调控。
本文将着重介绍细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控，包括细胞周期、细胞凋亡、细胞信号转导通路及其调控等方面的内容。
一、细胞生长的信号转导机制在细胞生长中，细胞表面的受体接受到外界的刺激，从而产生了一系列的信号转导通路，促使细胞生长。
最初识别外部刺激的细胞表面受体主要有三种类型：G蛋白偶联受体（GPCRs）、酪氨酸激酶受体和离子通道受体。
GPCRs和酪氨酸激酶受体通过激活二磷酸腺苷（ADP）或三磷酸腺苷（ATP）来媒介细胞内的化学反应，从而激发细胞生长；而离子通道受体直接打开或关闭离子通道，导致电位变化，从而激活细胞内部的生化反应。
细胞上述的外部刺激可激发细胞内的分子机器，如丝氨酸蛋白激酶、蛋白激酶C、蛋白激酶A、蛋白激酶B等，这些分子通过直接催化特定蛋白质的磷酸化、激活细胞质或细胞核中的信号传递通路，继而调节细胞内部的生物化学反应，最终完成细胞的生长和增殖。
二、细胞周期和其调控细胞周期是一系列复杂而又协调的分子事件，由多个连续阶段组成，包括G1、S、G2和M等阶段。
在这一循环过程中，细胞生长、复制DNA、进行分裂孢子形成和分裂。
而细胞周期的关键在于负责其进程的蛋白激酶和细胞因子，在细胞周期进行到某个明确的时期才能够被激活，从而让细胞继续进入下一个特定的阶段。
细胞周期有许多的调控因素，分为内部调控和外部调控。
细胞周期内部调控的主要因素是细胞周期素（Cyclins）和Cyclin依赖性激酶（Cyclin-CDKs），进而调节细胞周期的进展。
而外部调控主要有细胞生长因子，如胰岛素样生长因子（IGF）和表皮生长因子（EGF）等，通过激发到细胞表面受体来促进细胞周期的进展。
此外还包括细胞外基质，细胞体积和紫外线等外界环境条件的影响。
细胞增殖和分化的分子机制及其调控
细胞增殖和分化的分子机制及其调控细胞增殖和分化是组成生命体的基本单位——细胞发生的两个重要的生物学过程。
在生物学研究中，对细胞增殖和分化的研究是非常重要的，因为很多生理和病理状态都与增殖和分化有关。
本文将从分子机制和调控两个方面来探讨细胞增殖和分化的机理。
一、细胞增殖的分子机制细胞增殖的分子机制主要包括两个方面：DNA复制和细胞分裂。
DNA复制是细胞增殖的基础，所有生物体生长和发育都是以DNA复制为基础的。
DNA由四种成分——腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（C）和胞嘧啶（G）组成，这四种成分构成的序列就是基因。
在DNA复制过程中，DNA双链被解开，然后由DNA聚合酶复制出新的DNA双链，新的DNA双链与旧的DNA双链一模一样。
这样，一个原细胞就变成了两个完全相同的后代细胞。
当DNA复制完成后，细胞会进行分裂。
细胞分裂可以分为两个连续的过程：有丝分裂和减数分裂。
有丝分裂是指一份复制的DNA被分为两份，这两份DNA 分别位于两个细胞核内。
在有丝分裂中，细胞从一个生长期进入到第一次分裂期，然后再从第一次分裂期进入到第二次分裂期。
在第一次分裂期，细胞中的染色体准备好分成两个相等的部分。
在第二次分裂期，对于动物细胞，细胞逐渐形成两个新核；对于植物细胞，则会形成一个细胞板，之后形成两个新的细胞。
二、细胞分化的分子机制细胞分化是指已经形成的细胞，根据不同的功能需求，在遗传上或表型上出现差异，并从而分化成不同类型的细胞。
这个过程主要是由基因表达的差异和信号传递机制所调控的。
基因是控制细胞分化的决定因素之一，而基因的表达会受到内部和外部因素的调控。
在基因表达的控制中，转录因子是其中一个非常重要的家族。
转录因子是一类具有特殊序列的DNA结合蛋白，它能够与特定的基因区域结合并控制基因的转录增强或抑制。
此外，信号传递机制也是细胞分化的重要调控方式。
信号传递机制是指生物体内大量的生化分子通过化学信号传递机制完成细胞间通信的过程。
细胞生物学第十一章细胞增殖及其调控 复习题
第十一章细胞增殖及其调控复习题本章基本内容概要：本章主要讲了两个问题：细胞增殖是生物繁殖和生长发育的基础。
细胞周期的时间长短可以通过多种方法测定。
细胞周期还可以通过某些方式实现同步化。
最重要的人工细胞周期同步化方法包括DNA合成阻断法和分裂周期阻断法。
1．真核细胞的细胞周期一般可分为四个时期，即G1期、S期、G2期和M期。
前三个时期合称为分裂间期，M期即分裂期。
分裂间期是细胞分裂前重要的物质准备和积累阶段，分裂期即为细胞分裂实施过程。
根据细胞繁殖情况，可将机体内所有细胞相对地分为三类，即周期中细胞、静止期细胞和终末分化细胞。
周期中细胞一直在进行细胞周期运转。
静止期细胞为一些暂时离开细胞周期，去执行其生理功能的细胞。
静止期细胞在一定因素诱导下，可以很快返回细胞周期。
体外培养的细胞在营养物质短缺时，也可以进入静止期状态。
终末分化细胞为那些一旦生成后终身不再分裂的细胞。
在一个细胞周期中，DNA只复制一次，发生在S期。
在M期，复制的DNA伴随其他相关物质，平均分配到新形成的两个子细胞中。
M期也可以人为地划分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂登记个时期。
减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式。
生殖细胞在成熟过程中发生减数分裂。
其特点是，DNA 复制一次，然后发生两次连续的有丝分裂，导致最终生成的子细胞中染色体数目减半。
减数分裂I的前期I 时间长，过程复杂，因而又分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。
由于减数分裂过程中有一串物质的交换和受精时不同个体遗传物质的混合，而使子代个体具有更大的变异性。
2．细胞周期的调控细胞周期运转受到细胞内外各种因素的精密调控，细胞内因素是调控依据。
周蛋白依赖性CDK激酶是细胞周期调控中重要因素。
目前已发现，在哺乳动物细胞内至少存在8种CDK激酶，即CDK1至CDK8。
CDK激酶至少含有两个亚单位，即周期蛋白和CDK蛋白。
周期蛋白为其调节亚单位，CDK蛋白为其催化亚单位。
《细胞生物学》第十一章细胞增值与调控2ppt课件
3 中期
指从染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始 分向两极的一段时间，极面观染色体呈辐射状排列。 染色体两边的牵引力就像拔河一样达到平衡。
4 后期
指姊妹染色单体分开并移向两极的时期，当子染色体 到达两极后，标志这一时期结束
①后期A，指染色体向极移动的过程。这是因为染色体 着丝点微管在着丝点处去组装而缩短，在分子马达的作用 下染色体向两极移动，体外实验证明即使在不存在ATP的 情况下，染色体着丝点也有连接到正在去组装的微管上的 能力，使染色体发生移动。
5 末期
末期是从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为 止的时期。末期涉及子核的形成和胞质分裂两个方面。
子核的形成：末期子核的形成，大体经历了与前期相反 的过程，即染色体解聚缩，核仁出现和核膜重新形成。 核仁由染色体上的核仁组织中心形成（NORs），几个NORS 共同组成一个大的核仁，因此核仁的数目通常比NORs的 数目要少。
③极体微管（polar mt或overlap mt）：由中心体发出，在纺锤体 中部重叠，重叠部位结合有分子马达，负责将两极推开。
有两类马达蛋白参与染色体和分裂极的分离，一类是 动力蛋白（dynein），另一类是驱动蛋白（kinesin）。
植物没有中心粒和星体，其纺锤体叫作无星纺锤体， 分裂极的确定机理尚不明确。
2 前中期
指由核膜解体到染色体排列到赤道面(equatorial plane)这一阶段。纺锤体微管向细胞内部侵入，与 染色体的着丝点结合。着丝点处的分子马达使染色 体向微管的负端移动。在光镜下可以看到，此时染 色体也就是既向一极移动也向另一极移动，是以振 荡的方式移向纺锤体中部的。其原因是姊妹染色单 体的着丝点都结合有微管和分子马达。
植物细胞分裂和成膜体的形成
细胞增殖与生长调控
细胞增殖与生长调控细胞增殖与生长调控是细胞生物学中的重要研究领域。
细胞增殖是指细胞数量的增加，而生长调控是指细胞体积和质量的增加。
细胞增殖和生长调控的协调与平衡对于维持生物体的正常发育和功能至关重要。
一、细胞增殖的方式细胞增殖主要通过两种方式进行：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂是细胞生命周期中最常见的一种细胞增殖方式，包括有丝分裂前期、有丝分裂中期、有丝分裂后期和有丝分裂末期四个阶段。
在有丝分裂中，细胞的染色体复制和分离过程十分精确，确保新形成的细胞具有与母细胞相同的染色体组成。
这种细胞增殖方式广泛存在于有细胞核的真核生物中。
无丝分裂是一种较为简单的细胞增殖方式，细菌、古细菌和酵母等原核生物中常见。
无丝分裂过程中，细胞的DNA复制和细胞质分裂几乎同时进行，没有明显的染色体结构形成。
二、生长调控的机制细胞的生长调控是由一系列信号通路和调控因子参与的复杂过程。
1. 细胞周期调控细胞周期调控是细胞生长调控的核心机制之一。
细胞周期包括G1期、S期、G2期和M期四个阶段，每个阶段的过程受到一系列细胞周期蛋白激酶的调控。
这些蛋白激酶包括Cdk（cyclin-dependent kinases）和cyclin（周期蛋白），它们的活性和浓度的变化决定了细胞周期的进行。
2. 增殖信号通路增殖信号通路是细胞生长调控中的重要调节机制。
许多细胞因子、激素和生长因子等可以通过细胞膜上的受体激活增殖信号通路。
常见的增殖信号通路有MAPK（mitogen-activated protein kinase）通路、PI3K（phosphatidylinositol 3-kinase）通路等。
这些信号通路的活化可以促进细胞增殖和生长，从而调控细胞生长状态。
3. 转录调控细胞增殖和生长过程中的基因表达水平变化对于细胞调控至关重要。
转录因子是调控基因转录的重要因子。
它们能够结合DNA的特定序列，进而影响特定基因的转录活性。
通过控制转录因子的活性和表达水平，细胞可以调控特定基因的转录水平，从而影响细胞的增殖和生长。
细胞增殖及其调控 ppt课件
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细胞周期各时相MPF、P34、P56的变化
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2．CDK的磷酸化与去磷酸化
以P34cdc2 (CDK1)为例，如果对P34cdc2磷酸化 作用位点不同，则对该酶的活性分别产生正向和 负向的控制。完整的P34cdc2-cyclin复合物需要磷 酸化才能被激活，驱动细胞进入有丝分裂。
细胞具有某种促进间期细胞进行分裂的因子，即促细胞分裂因子 (mitosis- promoting factor ，MPF)。
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M 期 细 胞 (Hela) 融 合 的 间 期 细 胞 染 色 体 发 生 凝 缩 ， 称 为 早 熟 凝 集 染 色 体 (prematurely condensed chromosome，PCC)。
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（三）细胞周期蛋白
cyclin 的种类繁多，目前从芽殖酵母、裂殖 酵母和各类动物中分离出的周期蛋白有30余种， 在脊椎动物中为A1-2、B1-3 、C、 D1-3、E1-2、F、 G、H等。分别参与细胞周期中不同时相的调节。 分为G1型、G1/S型S型和M型4类。
进一步研究发现：P34cdc2与P34cdc28是同源物，二者本身并不具有 激酶活性，只有当其与有关蛋白结合后，其激酶活性才能够表现出来。 例如：P34cdc2必须与另一种蛋白P56cdc13结合后才具有激酶活性。
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3.cyclin
1983年Timothy Hunt首次发现海胆卵受精后，在其卵裂过程中两 种蛋白质的含量随细胞周期剧烈振荡，在每一轮间期开始合成，G2/M 时达到高峰，M结束后突然消失，在下一个周期中又重复这一消长现 象，故命名为周期素或周期蛋白(cyclin)。随后cyclin很快被分离和克隆 出来，证明其广泛存在于从酵母到人类等各种真核生物中，而且在功 能上存在互补性。
《细胞生物学》第十一章细胞增值与调控3ppt课件
与cdc2类似的CDK蛋白分子图解
细胞中还具有细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子 （CDK inhibitor，CDKI）对细胞周期起负调控作用，目前 发现的CDKI分为两大家族：
如: ①Ink4(Inhibitor of cdk 4)， P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、 P19ink4d，特异性抑制cdk4·cyclin D1、cdk6·cyclin D1复合物。
cdc2是第一个被分离出来的cdc基因，表达34kDa 的蛋白，称p34cdc2。进一步研究发现其具有激酶活 性，可以使许多蛋白磷酸化，在裂殖酵母的周期调 控中起重要作用。芽殖酵母中的一个关键cdc基因是 cdc28，是第二个被分离出来的cdc基因，编码34kDa的 蛋白，具有激酶活性。
是 p34cdc28 p34cdc2的同原物，调控细胞周期，特别是 G2/M期转变。但研究者很快发现， p34cdc28 或p34cdc2单独 并不具有激酶活性，需要同相关蛋白结合后才具有活 性（如p34cdc2和蛋白p56cdc13结合）。
以P.Nurse为代表的另一批酵母生物学家研究不 同温度下培养的裂殖酵母细胞，也分离出数十种温 度敏感的突变体。这些不同的突变体在限定温度下， 会滞留在细胞周期的某个阶段。这些与细胞分裂和 周期调控有关的基பைடு நூலகம்被称为cdc(cell division cycle)基因， 根据被发现的先后顺序被命名。
早在1960s，Yoshio Masui发现成熟蛙卵的提取物能促 进未成熟卵的胚胞破裂(Germinal Vesicle Breakdown，GVBD)， 后来Sunkara将不同时期Hela细胞的提取液注射到蛙卵 母细胞中，发现G1和S期的抽取物不能诱导GVBD，而 G2和M期的则具有促进胚胞破裂的功能，它将这种诱 导物质称为有丝分裂因子(MF)。后来在CHO细胞，酵 母和粘菌中也提取出相同性质的MF。这类物质被统 称为MPF。
细胞增殖及其调控机制在生物学中的意义和应用
细胞增殖及其调控机制在生物学中的意义和应用细胞是构成生物体的基本单位，它们通过分裂来增殖。
细胞增殖是生命体的重要过程，对于生物体的生长、发育、修复损伤和繁殖至关重要。
然而，细胞增殖无法完全自主进行，需要经过复杂的调控机制来维持其稳定性和正常的功能表现。
本文将围绕细胞增殖及其调控机制在生物学中的意义和应用展开阐述。
1. 细胞增殖的意义细胞增殖是维持生命体的基础活动，它能够促进个体生长发育，维持器官和组织的正常结构和功能，以及完成生物体的修复和再生。
在人类身体中，细胞增殖相关的生理过程包括生殖、生长、组织修复和免疫反应等。
细胞增殖还是组成生物体的所有器官和组织的基础，从皮肤细胞到肌肉细胞，从血细胞到乳腺细胞，都需要不断地进行增殖来维持其正常的生理功能。
2. 细胞增殖的调控机制细胞增殖是一个复杂的过程，需要依赖多种信号通路和分子机制进行调控。
在这些信号通路和机制中，许多细胞增殖相关分子已经被研究并成功应用于临床医学中。
2.1 细胞周期细胞周期是细胞分裂过程的基础。
它由四个关键阶段组成：G1期（前期）、S期（DNA复制期）、G2期（后期）和M期（有丝分裂期）。
在每个细胞周期中，细胞必须完成复制DNA、准备分裂等明确任务才能顺利进入分裂阶段。
2.2 细胞增殖相关蛋白许多细胞增殖相关的蛋白已经被发现并成功地应用于实验室和临床医学中。
其中包括细胞周期蛋白、增殖细胞核抗原（PCNA）等。
这些蛋白在细胞增殖和分化中起着非常重要的作用。
2.3 组织因子和激素许多组织因子和激素对细胞增殖和分化也发挥着重要的作用。
例如，肿瘤坏死因子（TNF）和白细胞介素1beta（IL-1beta）等因子，它们能够直接促进细胞增殖和分化。
3. 细胞增殖调控机制的应用细胞增殖调控机制不仅在研究细胞增殖机制和生物学过程中非常重要，在临床医学中也有着非常重要的应用。
3.1 肿瘤治疗在治疗肿瘤的过程中，细胞增殖调控机制在控制癌细胞增殖方面发挥着重要的作用。
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DNA复制延搁点参与调控 复制延搁点参与调控S/G /M期转化 （四）DNA复制延搁点参与调控S/G2/M期转化
归纳： 归纳：
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思考题
1.细胞周期各时期主要变化是什么？ 细胞周期各时期主要变化是什么？
细胞周期时间是如何测定的？ 2.细胞周期时间是如何测定的？ 细胞周期同步化有哪些方法？比较其优缺点。 3.细胞周期同步化有哪些方法？比较其优缺点。 试比较有丝分裂与减数分裂的异同点？ 4.试比较有丝分裂与减数分裂的异同点？ 细胞周期中有哪些主要检验点，各起什么作用？ 5.细胞周期中有哪些主要检验点，各起什么作用？ 举例说明CDK激酶在细胞周期中是如何执行调节 6.举例说明 激酶在细胞周期中是如何执行调节 功能的。 功能的。
研究三： 研究三： Maller实验室(1988，纯化工作) 实验室(1988 Maller实验室(1988，纯化工作)
结果：MPF组成（p32+p45） 结果： 组成（ ） 组成
研究一： 研究一： (1960)以芽殖酵母为实验材料 为实验材料， Hartwell (1960)以芽殖酵母为实验材料， 基因， 激酶。 分离cdc28基因，表达产物为p34cdc28激酶。
细胞生物学
讲授人： 讲授人：王兰萍
第十章 细胞增殖及其调控
本章目录 第一节 细胞周期与细胞分裂 第二节 细胞周期的调控
第一节 细胞周期与细胞分裂
本节目录 一、细胞周期 二、有丝分裂 三、减数分裂
一、细胞周期
（一）细胞周期概述 （二）细胞周期中各个不同时期及主要事件 （三）细胞周期长短的测定 （四）细胞周期同步化 （五）特异的细胞周期
期转化与CDK1 CDK1激酶的关键性调控作用 （一）G2-M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用
CDK1激酶活性综合调控示意图 CDK1激酶活性综合调控示意图
（二）M期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化
周 期 蛋 白 降 解 盒 与 降 解 途 径
泛素介导的周期蛋白降解
图解
期转化与G 期周期蛋白依赖性CDK CDK激酶 （三）G1-S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶
二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 激酶的发现及其与MPF MPF的关系
二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 激酶的发现及其与MPF MPF的关系
研究二： 研究二：
Nurse(1970)以 Nurse(1970)以裂殖酵母为实验材料，分离 (1970) 为实验材料， cdc2基因 表达产物为p34 激酶。 基因， cdc2基因，表达产物为p34cdc2激酶。
（ 五 ） 特 异 的 细 胞 周 期
爪蟾早期胚胎细胞
芽殖酵母
裂殖酵母
植物的细胞周期
细菌的细胞周期
二、有丝分裂
三、减数分裂
问题：
有丝分裂与减数分裂区别有哪些？ 有丝分裂与减数分裂区别有哪些？
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第二节 细胞周期的调控
本节目录 MPF的发现及其作用 一、MPF的发现及其作用 激酶的发现及其与MPF MPF的关系 二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 三、细胞周期运转调控
结论：
历年研究生入学考试真题： 历年研究生入学考试真题：
简述MPF的组成和在G /M期进程中的作用 期进程中的作用。 简述MPF的组成和在G2/M期进程中的作用。 MPF的组成和在 北京大学） （北京大学） MPF是如何通过实验发现的 是如何通过实验发现的? MPF是如何通过实验发现的? 北京师范大学） （北京师范大学） 什么是MPF?它是由什么组成的?其功能是什么? MPF?它是由什么组成的 什么是MPF?它是由什么组成的?其功能是什么? 上海交通大学） （上海交通大学） 谈谈细胞周期调控方面研究的最新进展。 谈谈细胞周期调控方面研究的最新进展。 中国科学院） （中国科学院） 试述真核细胞周期控制的机制。 试述真核细胞周期控制的机制。 浙江理工大学） （浙江理工大学） … … … …
细胞周期
视频
一、MPF的发现及其作用 MPF的发现及其作用
研究一： 研究一： Rao和Johnson（1970） Hela细胞同步于不同阶段， 细胞同步于不同阶段 Rao和Johnson（1970）将Hela细胞同步于不同阶段， 然后将M期细胞与其他间期细胞混合。 然后将M期细胞与其他间细胞周期的时间 ◆术语
术语：
①连续分裂细胞，在细胞周期中连续运转 连续分裂细胞， 因而又称为周期细胞 周期细胞， 因而又称为周期细胞，如表皮生发层细 部分骨髓细胞。 胞、部分骨髓细胞。 休眠细胞暂不分裂， ②休眠细胞暂不分裂，但在适当的刺激下 可重新进入细胞周期， 期细胞， 可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如 淋巴细胞、 肾细胞等。 淋巴细胞、肝、肾细胞等。 不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期， ③不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期， 不再分裂的细胞，又称终端细胞 终端细胞， 不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神 肌肉、多形核细胞等等。 经、肌肉、多形核细胞等等。
关系研究 二、p34cdc2激酶的发现及其与MPF的关系 激酶的发现及其与MPF MPF的关系
研究三： 研究三： Maller实验室和Nurse实验室合作 实验室和Nurse实验室合作： Maller实验室和Nurse实验室合作： MPF中 MPF中p32与p34cdc2两者为同源物 研究四： 研究四： Hunt(1983)以海胆卵为材料 Hunt(1983)以海胆卵为材料 ①周期蛋白 Maller实验室和Hunt实验室合作 实验室和Hunt实验室合作： ②Maller实验室和Hunt实验室合作： MPF中p45与周期蛋白B MPF中p45与周期蛋白B两者为同源物 周期蛋白B 周期蛋白B与p56cdc13为同源物
（ 二 ） 细 胞 周 期 中 各 个 不 同 时 期 的 事 件
（三）细胞周期长短的测定
◆脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 DNA ◆流式细胞分选仪测定法
有关名词
TG1：G1期的持续时间 TG2：G2期的持续时间 TS：S期的持续时间 TM：M期的持续时间 TC：一个细胞周期的持续时间 PLM： PLM：标记的有丝分裂细胞所占的比例 TDR：胸腺嘧啶核苷， DNA的特异前体 能被S 的特异前体， TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特异前体，能被S 期细胞摄入，而掺进DNA DNA中 期细胞摄入，而掺进DNA中。通常使用的是3H 标记的TDR TDR。 或者14C标记的TDR。
测定原理
（四）细胞周期同步化
概念： 概念：细胞同步化是指在自然过程中发生或经 人为处理造成的细胞周期同步化 分类：自然同步化与人工同步化。 分类：自然同步化与人工同步化。 ◆选择同步化 （1）有丝分裂选择法 （2）细胞沉降分离法 ◆诱导同步化 DNA合成阻断法 （1）DNA合成阻断法 （2）分裂中期阻断法
三、细胞周期运转调控
三、细胞周期运转调控
期转化与CDK1激酶的关键性调控作用 CDK1激酶 （一）G2-M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用 （二）M期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化 APC 期转化与G 期周期蛋白依赖性CDK CDK激酶 （三）G1-S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶 CDK2、CDK4、CDK6激酶 CDK2、CDK4、CDK6激酶 DNA复制延搁点参与调控 复制延搁点参与调控S/G /M期转化 （四）DNA复制延搁点参与调控S/G2/M期转化
G1与M融合
S与M融合
G2与M融合
一、MPF的发现及其作用 MPF的发现及其作用
研究二： 研究二： Masui和Markert（ 的实验。 Masui和Markert（1971）用爪蟾卵的实验。 ） 爪蟾卵的实验
细胞质移植实验： 细胞质移植实验：
一、MPF的发现及其作用 MPF的发现及其作用