细胞生物学-细胞周期part1_2512

Three “checkpoints” in the cycle
G0
细胞周期同步化
概念：细胞同步化是指在自然过程中发生的，或经人 为处理造成的细胞周期的同步化。
类型：自然同步化 人工同步化：选择同步化：有丝分裂选择法 细胞沉降分离法 诱导同步化：DNA合成阻断法 中期阻断法
1、自然同步化
概念：自然界存在的细胞周期同步过程，称为自然同步化。
常用胸腺嘧啶脱氧核苷掺入 (TdR) 双阻断法： –高浓度的胸腺嘧啶能够阻断DNA合成所需的核苷酸的合 成, 在细胞处于对数生长期的培养基中加入过量TdR 。S期 细胞被抑制，停在G1/S交界处。移去TdR ，释放时间大于 TS时，再次加入过量TdR 。
此方法的优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的 细胞体系。
5.3
0.5
12
人大肠粘膜
24
10
11.5
2
0.5
14
人宫颈癌
20
8
6.8
4.5
1.5
12
人羊膜
19.4
9.8
6.8
2.2
0.6
9.6
大鼠肝
47.5
28161.81.715.5人肺成纤维细胞 16.8
6
6
4
0.8
10.8
就高等生物体的细胞而言，细胞周期时间长短主要差别在G1 期，而S期、G2期和M期的总时间相对恒定。尤其是M期持续 的时间更为恒定，常常仅持续半小时左右。
分裂中期阻断法：
秋水仙素可抑制微管的聚合, 因而抑制有丝分裂器的 形成, 将细胞阻断在有丝分裂的中期， 适当时间后解除秋 水仙素的作用，即获得处于中期的同步化的细胞。这一方 法称为中期阻断法。
优点:是操作简便，效率高。 缺点:是这些药物的毒性相对较大，若处理的时间过长，所 得到的细胞常常不能恢复正常细胞周期运转。
人工选择同步化
是指人为地将处于不同时期的细胞分离开来，从而获得不 同时期的细胞群体。
密度梯度离心法： 有些种类的细胞，如裂殖酵母，不同时期的细胞在体积
和重量上差别显著，可以采用密度梯度离心方法分离出处 于不同时期的细胞。 优点:方法简单省时，效率高，成本低。 缺点:对大多数种类的细胞并不适用。
有丝分裂选择法： •M期细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器壁收集。
某些水生动物的受精卵：如海胆卵可以同时授精，最初的3次细胞分裂是同 步的。 增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一 起发芽，同步分裂。
Early embryo in most invertebrates and a few vertebrates
Fruit fly embryo
S期:DNA, Histones
G1期：与DNA合成启动相关，开始 合成细胞生长所需要的多种蛋白 质、RNA但不合成DNA。同时染 色质去凝集。
细胞周期的检验点(check point)
•细胞要分裂，必须正确复制DNA和达到一定的体积，在获得足够物质支 持分裂以前，细胞不可能进行分裂。细胞周期的运行，是在一系列称为检 验点的严格检控下进行的，这些检验点严格地监视着细胞周期事件的发生、 发展过程是否严格按程序进行。
–优点：操作简单，同步 化程度高，细胞不受药 物伤害。 –缺点：获得的细胞数量 较少（分裂细胞约占 1%～2%）,成本高。
人工诱导细胞同步化
细胞同步化可以通过人工诱导而获得，即通过药物诱导， 使细胞同步化在细胞周期中某个特定时期。
DNA合成阻断法
采用低毒或无毒的DNA合成抑制剂特异地抑制DNA合成， 而不影响处于其它时期的细胞进行细胞周期运转，从而将被抑 制的细胞抑制在DNA合成期的实验方法。
➢ 子细胞不生长，越分裂体积越小。
➢基本的细胞周期调控因子和调节机制
与一般体细胞标准的细胞周期基本是一 致
同种细胞之间，细胞周期时间长短相似或相同；不同细胞种 类之间，细胞周期时间长短常差别很大。
Some eukaryotic cell cycle times
不同细胞的周期时相差别很大：
TC
TG1 TS TG2 TM TC-TG1
小鼠食道上皮
87
75
7.2
4.1
0.7
12
小鼠腹壁上皮
151 139
6.2
细胞生物学-细胞周期part1
细胞周期概述
◆细胞周期的概念（concept of cell cycle）：指 从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂 结束所经历的整个过程。分为：间期（物质积
累期或静止期）和细胞分裂期。 ◆细胞周期时相组成：G1 S G2 M
细胞周期时相及类型
➢ 间期(interphase) ◆G1 期 , 即 从 M 期 结 束 到 S 期
特异的细胞周期
特异的细胞周期是指那些特殊的细胞所具有的与 标准的细胞周期相比有着鲜明特点的细胞周期。 ◆爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期（受精卵的卵裂过程）
--Embryonic cell cycles
➢细胞在成熟过程已经积累了大量的物
质，不需要临时合成物质。
➢ G1、G2期非常短，以至于认为细胞
周期只有S期和M期。
③静止期细胞（quiescent cell）
指的是暂时离开细胞周期， 停止细胞分裂，去执行一 定的生物学功能，但在适 当的刺激下可重新进入细 胞周期的细胞，又称为G0 期细胞或休眠细胞，如淋 巴细胞、肝等。
周期中细胞转化为G0期细胞多发生在G1期 。
细胞周期中各个不同时期及其主要事件
G2期：DNA复制完 成，在G2期合成 一定数量的蛋白 质和RNA分子
在多细胞机体中, 细胞的分裂行为有所差异。根据细胞的分裂 行为, 可将真核生物细胞分为三类:
① 周期中细胞（cycling cell）：是指在细胞周期中连续运转 的细胞，又称为连续分裂细胞或可育细胞，如表皮生发层细胞、 部分骨髓细胞。
② 终末分化细胞：指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力， 保持生理机能活动的细胞，又称终端细胞，大量的横纹肌细胞， 血液多型核白细胞，某些生物的有核红细胞等 。
开始前的一段间歇期; ◆S期,即DNA合成期; ◆G2期, 即 S期到有丝分裂前
的一个间歇期; ➢ M期,即有丝分裂期。
标准的细胞周期
A typical mammalian cell has a cell cycle time of 24 hours, with 12 hr G1, 6-8 hr S, 3-4 hr G2, and 1 hr M