细胞分裂与细胞周期ppt课件
合集下载
相关主题
- 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、"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、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)。
中期染色体两姐妹染色单体的分离是启动后期的关键 MPF作用：使APC （Anaphase-promoting complex，后期
cyclin B在间期表达积累，到M期才表现出调节功能，称为 M期周期蛋白。
14
细胞周期蛋白类型
15
16
（4）多聚泛素化降解途径
泛素：由76个氨基酸残基组成的高度保守蛋白
Cyclin A/B经多聚泛素化途径被降解
17
2.细胞周期蛋白依赖性激酶 cyclin-dependent kinase，CDK
哺乳动物包括cyclin A~H 在细胞周期的进程中发生周期性的合成与降
解，因此命名为周期蛋白 在细胞周期的各特定阶段，不同周期性蛋白
相继表达，与细胞中其他蛋白结合后，对细 胞周期相关活动进行调节
12
13
cyclin C,D,E只在G1期表达并只在G1期向S期转化过程中执 行调节功能，称为G1期周期蛋白。
细胞生长 合成大量RNA、ATP及一些与M期结构功能相关的蛋
白质。 微管蛋白合成旺盛 合成某些由G2期向M期转化所必需的蛋白
8
4. M期有丝分裂期 细胞核分裂和细胞质分裂 不同细胞的M期时间差异不大
9
10
细胞周期各时相的生物化学变化
11
（二）、细胞周期调控
(一) 细胞周期调控系统的核心 1. 细胞周期蛋白 cyclin 特性：
CyclinA -Cdk复合物形成。 CyclinA –Cdk复合物能启动DNA的复制，并且阻止已复制的 DNA再次发生复制。
细胞融合实验表明:只有G1 期的细胞有能力开始DNA 复制,而完成了S期的细胞 G2期细胞则不能进行DNA 复制。
31
32
3. G2/M期转化中cyclinB-CDK复合物的作用
三、细胞周期及其进程
1
典型的人的体细胞的细胞周期时间为24小时
G0期，也称静止期， 细胞暂时离开细胞周 期。细胞转化为G0期 多发生在G1期。G0期 细胞一旦得到信号， 会返回细胞周期
2
(一)细胞周期进程
1.G1期是DNA合成准备期 细胞质分裂结束即进入G1期 主要特点：
RNA、蛋白质合成旺盛，细胞生长体积变大
4
2. S期DNA完成复制 DNA复制开始即进入S期 主要特点：
进行DNA和染色体复制
DNA复制 组蛋白合成
组蛋白的合成与DNA复制同步进行、相互依赖 组蛋白磷酸化 中心体复制完成
5
2. S期DNA完成复制
•GC含量较高的DNA序列早复制，AT含量较高的DNA序 列复晚制 •常染色质复制在先，异染色质复制在后 •组蛋白的合成与DNA复制是同步进行、相互依存的。新 合成的组蛋白迅速进入胞核，与已复制的DNA结合，组 装成核小体，形成染色体。 •S期末，当DNA复制完成，组蛋白mRNA在短时间内大 量降解.
特性： 是一类蛋白激酶，但必须与cyclin结合并且特定的氨基酸残 基处于合适的磷酸化状态后才可能具有激酶活性 通过磷酸化多种与细胞周期相关的蛋白，在细胞周期调控中 起关键作用 在细胞周期的不同阶段，不同的Cdk分子被激活，由此引发 或调控细胞周期的主要事件，并促进了G1期向S期，G2期向M 期，中期向后期等关键过程不可逆的转换 现已被鉴定的Cdk为Cdk1-8 在细胞周期进程中cyclin可不断合成与降解，Cdk对蛋白质 磷酸化的作用也因此呈现出周期性的变化
26
细胞周期事件的胞内调控机制
cyclin-Cdk复合物是细胞周期调控体系的核心，其周期性 的形成及降解，引发了细胞周期进程中的特定事件的出现， 并促成了G1期向S期，G2期向M期，中期向后期等关键过程 不可逆的转换。
两种关键的cyclin-CDK复合物 G1 CDK＝CDK4/6＋cyclinD
G2晚期形成cyclin-CDK复合物，在促进G2期向M期转换的过程 中起重要作用，该复合物又被称为成熟促进因子（maturation promoting factor，MPF)，意为能促进M期启动的调控因子。
MPF=Cdk1＋cyclinB
MPF磷酸化M期启动有关的蛋白质。如MPF可催化组蛋白HI磷酸化，从而调 节染色体高级组装，引起染色质凝集与启动有丝分裂；MPF可磷酸化核纤 层蛋白。促使核纤层结构解体。
33
ห้องสมุดไป่ตู้4
35
MPF对M期早期细胞形态结构变化的作用
染色质凝集 核膜裂解：核纤层蛋白丝氨酸磷酸化，引起核纤层纤
维结构解体，核膜破裂成小泡 纺锤体形成：对多种微管结合蛋白进行磷酸化，合微
管发生重排，促进纺锤体的形成 MPF还可通过诱导着丝粒分离而促进中期细胞向后期
的转换
36
MPF促进中期细胞向后期的转化
活性出现在细胞通过G1期检查点之前，使细胞由G1期向S 期转化 MPF＝CDK1+cyclinB 活性出现在细胞通过G2期检查点之后，驱动有丝分裂开始
27
1. G1期的调控
G1-CDK 使RB蛋白磷酸化而释放 转录因子E2F,促进G1期细胞跨越 限制点，向S期发生转化。
28
29
30
2. S期的DNA复制
6
2. S期DNA完成复制
S期组蛋白继续磷酸化,继G1期进行丝氨酸磷化后,在S 期H1另外丝氨酸位点也将发生磷酸化.而H2A的磷酸化 则存在于整个细胞周期 中心粒复制:相互垂直的一对中心粒彼此分离,各自在其 垂直方向形成一个子中心粒.
7
3. G2期为细胞分裂准备期 DNA、染色体复制完成即进入G2期 主要特点：
18
19
20
周期蛋白依赖性激酶的活化
21
22
23
抑制cyclin-Cdk复合物形成
p16,p21 抑制Cdk4 p15抑制Cdk4,Cdk6 p24 抑制Cdk1，Cdk2 p27 抑制全部的Cdk-cyclin活性
24
影响Cdk活性的因素
25
(三)细胞周期的运转
细胞周期的运 转就是细胞周 期调控系统的 关键蛋白激酶 被激活或失活 的过程
多种蛋白质磷酸化，H1组蛋白磷酸化与基因转 录活跃相适应
3
(一)细胞周期进程
1.G1期是DNA合成准备期 细胞质分裂结束即进入G1期 主要特点：
细胞膜对物质转运作用加强，细胞对氨基酸、 核苷酸、葡萄糖等小分子营养物质摄入增加， 保证G1期进行的大量生化合成有充足原料。 另外，细胞对一些可能参与G1期向S期转变 调控物质的转运也增加。
cyclin B在间期表达积累，到M期才表现出调节功能，称为 M期周期蛋白。
14
细胞周期蛋白类型
15
16
（4）多聚泛素化降解途径
泛素：由76个氨基酸残基组成的高度保守蛋白
Cyclin A/B经多聚泛素化途径被降解
17
2.细胞周期蛋白依赖性激酶 cyclin-dependent kinase，CDK
哺乳动物包括cyclin A~H 在细胞周期的进程中发生周期性的合成与降
解，因此命名为周期蛋白 在细胞周期的各特定阶段，不同周期性蛋白
相继表达，与细胞中其他蛋白结合后，对细 胞周期相关活动进行调节
12
13
cyclin C,D,E只在G1期表达并只在G1期向S期转化过程中执 行调节功能，称为G1期周期蛋白。
细胞生长 合成大量RNA、ATP及一些与M期结构功能相关的蛋
白质。 微管蛋白合成旺盛 合成某些由G2期向M期转化所必需的蛋白
8
4. M期有丝分裂期 细胞核分裂和细胞质分裂 不同细胞的M期时间差异不大
9
10
细胞周期各时相的生物化学变化
11
（二）、细胞周期调控
(一) 细胞周期调控系统的核心 1. 细胞周期蛋白 cyclin 特性：
CyclinA -Cdk复合物形成。 CyclinA –Cdk复合物能启动DNA的复制，并且阻止已复制的 DNA再次发生复制。
细胞融合实验表明:只有G1 期的细胞有能力开始DNA 复制,而完成了S期的细胞 G2期细胞则不能进行DNA 复制。
31
32
3. G2/M期转化中cyclinB-CDK复合物的作用
三、细胞周期及其进程
1
典型的人的体细胞的细胞周期时间为24小时
G0期，也称静止期， 细胞暂时离开细胞周 期。细胞转化为G0期 多发生在G1期。G0期 细胞一旦得到信号， 会返回细胞周期
2
(一)细胞周期进程
1.G1期是DNA合成准备期 细胞质分裂结束即进入G1期 主要特点：
RNA、蛋白质合成旺盛，细胞生长体积变大
4
2. S期DNA完成复制 DNA复制开始即进入S期 主要特点：
进行DNA和染色体复制
DNA复制 组蛋白合成
组蛋白的合成与DNA复制同步进行、相互依赖 组蛋白磷酸化 中心体复制完成
5
2. S期DNA完成复制
•GC含量较高的DNA序列早复制，AT含量较高的DNA序 列复晚制 •常染色质复制在先，异染色质复制在后 •组蛋白的合成与DNA复制是同步进行、相互依存的。新 合成的组蛋白迅速进入胞核，与已复制的DNA结合，组 装成核小体，形成染色体。 •S期末，当DNA复制完成，组蛋白mRNA在短时间内大 量降解.
特性： 是一类蛋白激酶，但必须与cyclin结合并且特定的氨基酸残 基处于合适的磷酸化状态后才可能具有激酶活性 通过磷酸化多种与细胞周期相关的蛋白，在细胞周期调控中 起关键作用 在细胞周期的不同阶段，不同的Cdk分子被激活，由此引发 或调控细胞周期的主要事件，并促进了G1期向S期，G2期向M 期，中期向后期等关键过程不可逆的转换 现已被鉴定的Cdk为Cdk1-8 在细胞周期进程中cyclin可不断合成与降解，Cdk对蛋白质 磷酸化的作用也因此呈现出周期性的变化
26
细胞周期事件的胞内调控机制
cyclin-Cdk复合物是细胞周期调控体系的核心，其周期性 的形成及降解，引发了细胞周期进程中的特定事件的出现， 并促成了G1期向S期，G2期向M期，中期向后期等关键过程 不可逆的转换。
两种关键的cyclin-CDK复合物 G1 CDK＝CDK4/6＋cyclinD
G2晚期形成cyclin-CDK复合物，在促进G2期向M期转换的过程 中起重要作用，该复合物又被称为成熟促进因子（maturation promoting factor，MPF)，意为能促进M期启动的调控因子。
MPF=Cdk1＋cyclinB
MPF磷酸化M期启动有关的蛋白质。如MPF可催化组蛋白HI磷酸化，从而调 节染色体高级组装，引起染色质凝集与启动有丝分裂；MPF可磷酸化核纤 层蛋白。促使核纤层结构解体。
33
ห้องสมุดไป่ตู้4
35
MPF对M期早期细胞形态结构变化的作用
染色质凝集 核膜裂解：核纤层蛋白丝氨酸磷酸化，引起核纤层纤
维结构解体，核膜破裂成小泡 纺锤体形成：对多种微管结合蛋白进行磷酸化，合微
管发生重排，促进纺锤体的形成 MPF还可通过诱导着丝粒分离而促进中期细胞向后期
的转换
36
MPF促进中期细胞向后期的转化
活性出现在细胞通过G1期检查点之前，使细胞由G1期向S 期转化 MPF＝CDK1+cyclinB 活性出现在细胞通过G2期检查点之后，驱动有丝分裂开始
27
1. G1期的调控
G1-CDK 使RB蛋白磷酸化而释放 转录因子E2F,促进G1期细胞跨越 限制点，向S期发生转化。
28
29
30
2. S期的DNA复制
6
2. S期DNA完成复制
S期组蛋白继续磷酸化,继G1期进行丝氨酸磷化后,在S 期H1另外丝氨酸位点也将发生磷酸化.而H2A的磷酸化 则存在于整个细胞周期 中心粒复制:相互垂直的一对中心粒彼此分离,各自在其 垂直方向形成一个子中心粒.
7
3. G2期为细胞分裂准备期 DNA、染色体复制完成即进入G2期 主要特点：
18
19
20
周期蛋白依赖性激酶的活化
21
22
23
抑制cyclin-Cdk复合物形成
p16,p21 抑制Cdk4 p15抑制Cdk4,Cdk6 p24 抑制Cdk1，Cdk2 p27 抑制全部的Cdk-cyclin活性
24
影响Cdk活性的因素
25
(三)细胞周期的运转
细胞周期的运 转就是细胞周 期调控系统的 关键蛋白激酶 被激活或失活 的过程
多种蛋白质磷酸化，H1组蛋白磷酸化与基因转 录活跃相适应
3
(一)细胞周期进程
1.G1期是DNA合成准备期 细胞质分裂结束即进入G1期 主要特点：
细胞膜对物质转运作用加强，细胞对氨基酸、 核苷酸、葡萄糖等小分子营养物质摄入增加， 保证G1期进行的大量生化合成有充足原料。 另外，细胞对一些可能参与G1期向S期转变 调控物质的转运也增加。