【细胞分子生物学】第六章 细胞周期及其调节

第六章细胞周期及其调节

细胞增殖(cell proliferation)与细胞生长分裂周期．

第一节细胞周期

一、细胞周期(cell cycle)：指亲代细胞分裂结束到子代细胞分裂结束所经历的过程，这个过程所需的时间称为细胞周期时间。

细胞周期由G1、S、G2和M期组成(G1、S和G2期又合称为分裂间期)。

G1(Gap1)期：DNA合成前期(复制前期)，从上次有丝分裂完成到DNA复制之前的阶段;

S期：DNA复制期;

G2期：合成后期，从DNA复制完成至有丝分裂开始;

M期：有丝分裂(Mitosis)期，包括核分裂和胞质分裂．

M期结束后形成两个新的子细胞。

注：①不同细胞的细胞周期时间不同，一般S+G2+M期较恒定，而G1期变化较大，因而它决定了细胞周期时间的长短；

②G1期细胞有三种可能的趋向：1)进入S期(即进入细胞周期)．2)处于静止期即Co期(在一定条件下可重新进入增殖周期)，3)分化、衰老、凋亡。

二、细胞周期中各时相的主要生化事件

细胞周期中每期都有其特殊功能，其中S期的DNA复制和M期细胞核的有丝分裂是细胞周期中2个最关键的过程：

1、G1期：为DNA复制作准备，G1早期合成各种RNA、结构蛋白和酶等，细胞通过一

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个限制点(restriction point，R点)后在G1后期合成DNA复制有关的蛋白和酶。

在开始合成DNA之前有一个关卡(checkpoint)，检查染色体DNA是否有损伤，如有则先要进行修复。

2、S期：DNA(包栝端粒)的复制及组蛋白合成、核小体装配．S期后每一染色体复制成2个染色单体·

S→G2期关卡：检查DNA复制是否完成

3、G2期：为有丝分裂作准备．有RNA和非组蛋白合成。

4、M期：染色体浓缩一仿锤体形成→染色体分离并移向细胞两端→染色体解聚，形成两个新核→胞质分裂。

第二节周期素依赖性蛋白激晦与细胞周期调节

周期素依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinases，CDKs) 通过使特异底物磷酸化调节细胞周期进行，其活性依赖与周期素(cyclin)结合形成复合物。

一、周期素-周期素依赖性蛋白激酶

周期素家族和周期素依赖蛋白激酶(CDK)家族．

细胞周期的不同时相表达不同cyc-CDK，这些cyc-CDK复合物在各不同的细胞周期过渡点起作用．

1、G1期cyc-CDK

G1期表达的周期素为周期素C、D（D1、D2、D3)和E。

D族周期素主要与CDK4(以及CDK2、CDK5、CDK6)结合成活性的蛋白激酶复合物，对细胞通过R点(G0→G1过渡有重要作用。

E族周期素与CDK2形成复合物。

cycE-CDK2复合物调控G1→S过渡。

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2、S期和M朔cyc-CDKs

cycA-CDK2：驱动细胞通过S期．

cycB-cdc2：驱动G2→M期过渡(cdc2或p34cdc2即CDKl)．

二、周期素依赖性蛋白激酶抑制物

(cyclin-dependent kinase inhibitor，CKIs)

CKls通过与CDKs结合而抑制激酶活性，在细胞周期中起负调控作用．

CKIs一般按其分子量命名．：

CKls的分类：

1、Kip／Cip家族：包括三种结构相关蛋白P21、P27、P57、特点是能结合并抑制大多数cyc-CDK复合物；

P21(其它名称WAFI／CIPl等)：可被P53诱导转录，P21抑制cycDl-CDK4和cycE-CDK2，参与(由于DNA损伤诱导的)P53介导的细胞周期停止。

P27参与血清去除、接触抑制和TGF-β等导致的细胞周期停止。

2、INK4蛋白家族，包括四种相关蛋P16、P15、P18、P19．

特点：INK4是cycD-CDK4和cycD-CDK6的专一性抑制剂，并与CDK单体结合。

P15可能参与TGF-β诱导的细胞周期停止于G1期，’

三、细胞周期调节因子与肿瘤

1、cyclin和CDKs可能为原癌基因，其突变或过度表达可导致细胞转化。

2、CKI可能是广谱的肿瘤抑制基因，其失活导致CDK活性失调。

p16(MTSl)在肿瘤中突变特点及其作用。

第三节细胞周期的其它调节机制

生长因子、生长抑制因子、原癌基因(如，myc)和抑癌基因产物、蛋白质可逆磷酸化、

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