细胞学作业第十四章 细胞增殖调与癌细胞

一、简述p34^cdc2/cyclin B蛋白激酶的发现过程。

Tim Hunt 为代表的科学家以海胆卵为材料，对细胞周期调控进行了深入研究。JR.Evans 等人于1983年报道，在海胆卵细胞中含有两种特殊蛋白，它们的含量随周期过程变化而变化，一般在细胞间期内积累，在细胞分裂期内消失，在下一个周期有重复这一过程，因而它们将其命名为周期蛋白。随后的研究证明：周期蛋白为诱导蛋白进入M期所必须。各种生物之间的周期蛋白在功能上有着广泛的互补性。将海胆cyclin B的mrna引入到非洲爪蟾卵非细胞系中，其翻译产物可诱导该非细胞体系进行多种细胞周期循环。接下来的一系列实验提示周期蛋白可能参与MPF的功能调节。

二、举例说明CDK在细胞周期中是如何执行调节功能的？

细胞周期调控包括正调控、负调控和信号反应。CDK激酶是正调控因子，它是细胞沿周期运行的引擎蛋白。以MPF为例阐述：MPF是一种使多种底物磷酸化的蛋白激酶，即CDK1激酶，由p34蛋白和周期蛋白B结合而成。CDK1激酶活性首先依赖于周期蛋白B含量的积累。周期蛋白B一般在G1期的晚期开始合成，通过S期，其含量不断增加，达到G2期，其含量达到最大值，CDK1激酶的活性随着周期蛋白B浓度变化而变化。CDK1激酶的活化还受到激酶与磷酸酶的调节。活化的CDK1激酶可使更多的CDK1激酶活化。随着周期蛋白B 含量达到一定程度，CDK1激酶活性开始出现，到G2晚期阶段，CDK1激酶活性达到最大值并一直维持到M期的中期阶段。活化的CDK1激酶促使分裂期细胞在分裂前期执行下列生化事件：（1）染色质开始浓缩形成有丝分裂染色体；（2）细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体开始组装；（3）高尔基复合体、内质网等细胞器解体，形成小的膜泡。

在有丝分裂的后期，活化的后期促进因子APC主要介导两类蛋白降解：后期抑制因子和有死分裂周期蛋白。前者维持姐妹染色单体粘连，抑制后期启动；后者的降解意味着CDK1激酶失去活性，有死分裂即将结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。

CDK,也就是周期蛋白依赖性蛋白激酶，在细胞周期G1期进入s期，G2期进入M期这两个检验点的度过过程中起重要作用。CDK激酶与周期蛋白结合会生成MPF（即促成熟因子），可以使细胞中多种蛋白质底物磷酸化，促进细胞度过检验点，继续进入后面的循环过程。总的来说，没有CDK激酶，细胞周期就会停滞在检验点，不能继续向下一阶段推进。

四、说明癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系。为什么抑癌基因突变在细胞水平上是隐性的，却表现为典型的显性的孟德尔遗传？

癌基因是一种高度保守的基因,仅在胚胎期表达，在成熟个体的正常人中处于关闭状态，停止了表达，这种出生后人体不表达的癌基因称为原癌基因,为生命活动所必需.原癌基因的表达产物对细胞正常生长、繁殖、发育和分化其着精密的调控作用。显然，若基因的结构发生异常或表达失控，必然导致细胞生长繁殖和分化异常，使细胞恶变而形成肿瘤。

抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。对于正常细胞，调控生长的基因（如原癌基因）和调控抑制生长的基因（如抑癌基因）的协调表达是调节控制细胞生长的重要分子机制之一。这两类基因相互制约，维持正负调节信号的相对稳定。当细胞生长到一定程度时，会自动产生反馈机制，这时抑制性基因高表达，调控生长的基因则低表达或不表达，癌基因激活的过量表达与肿瘤的形成有关。因为抑癌基因有等位基因隐性作用，失活的抑癌基因之等位基因在细胞中起隐性作用，即一个拷贝失活，另一个拷贝仍以野生型存在，细胞呈正常表型。只有当另一个拷贝失活后才导致肿瘤发生，如Rb基因。②抑癌基因的显性负作用抑癌基因突变的拷贝在另一野生型拷贝存在并表达的情况下，仍可使细胞出

现恶性表型和癌变，并使野生型拷贝功能失活。这种作用称为显性负作用或反显性作用。如近年来证实突变型p53和APC蛋白分别能与野生型蛋白结合而使其失活，进而转化细胞