细胞周期 PPT课件
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M期 M期 :染色质螺旋化变为染色体，并均匀分配到两个子细胞 的过程。同时伴有核的一系列变化和胞质分裂。
11
第三节 细胞周期的驱动力
一、细胞周期的引擎：Cyc-CdK蛋白磷酸化调控系统 二、细胞周期的原动力：周期性基因表达 三、细胞周期的清道夫：泛素化蛋白质降解系统 四、细胞周期的外动力：生长因子信号转导系统
期
前期prophase
丝裂期（M期） 中期premataphase mitotic phase 后期anaphase
末期talophase
细胞周期 中的细胞
2
从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类：
不分裂细胞
连续分裂细胞 G0期
暂不增殖细胞
死亡
连续分裂细胞(cycling cell) 在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。 ·休眠细胞(Go细胞) 暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。 ·终末分化细胞 指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形性白细胞、红细 胞等等。
B1
R42
破坏框
C
D
E
Cln3 F G
周期蛋白框
相对分子质量
PEST
PEST PEST PEST PEST
48 X 103 48 X 103 33 X 103 32 X 103 44 X 103 66 X 103 87 X 103 29 X 103
均含有一段相当保守的搭配序列——周期蛋白框（cyclin box），周期 蛋白框介导周期蛋白的周期蛋白依赖激酶（cyclin dependent kinase CDK）结合。
cyclinA 在S期DNA合成的起始过程中起作用,当cyclinE降解后, 其作用可延续至整个S期。
cyclinB MPF的组成部分。 cyclinC G2 /M。
cyclinD 在G1期细胞越过R点向S期转变的过程中发挥调控作 用。
cyclinE 与S期的启动有关。
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周期蛋白
A2
R42
破坏框
7
限制点,R
限制点（R点）：G1期对一些环境因素的敏感点，可限制正 常细胞通过周期。是控制细胞增殖的关键。
8
S期 S期：从DNA合成开始到DNA合成结束的全过程，是细胞增殖周 期的关键阶段。 主要特点： 1.DNA的复制 2.染色质组装 3.中心粒的复制
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G2期 G2期 :从DNA复制完成到有丝分裂开始前的时期，为有丝分 裂进行物质条件和能量的准备（加速RNA和有丝分裂相关蛋 白的合成） 。 1. 合成微管蛋白等纺锤体的成分； 2. 合成染色质凝集相关蛋白； 3. 合成M期调控蛋白； 4. 中心粒开始向两极移动，体积膨大。
第二十二章 细胞周期
郑州大学基础医学院 医学遗传学教研室 姓名 贺颖
第一节 细胞周期的一些基本概念
细胞增殖周期（细胞周期）：细胞从一次有丝分裂结束 开始，到下一次有丝分裂结束为止所经历的全过程。
DNA合成前期（G1期）
细 胞 周
间期 interphase
DNA合成期（S期） DNA合成后期（G2期）
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Cyc-CdK蛋白磷酸化调控系统
CdK
Cyclin，Cyc
CdK是催化亚单位，Cyc是调节亚单位，两者结合才具有 激酶活性。由于Cyc呈周期性表达和降解，而CdK的激酶 活性是驱动细胞周期的关键。因此Cyc-CdK被称为细胞周 期引擎（cell cycle engine)。
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一、周期蛋白
Timothy Hunt：首次发现了调节ＣＤＫ 功能的物质cyclin（细胞周期蛋白）。
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二、周期蛋白依赖激酶
20世纪70年代初，哈特韦尔 （Leland Harwell）和纳斯（Paul Nurse）博士分别以不同种的酵母为 材料，利用遗传学方法先后分离出 cdc28和cdc2基因。
这类基因所编码的蛋白产物均为P34Kd的蛋白，称为P34cdc2 和P34cdc28, 它们本身不具有激酶活性，但和有关蛋白结合 后，可使多种蛋白底物磷酸化，因而它们统称为周期蛋白 依赖性激酶（cyclin dependent kinase cdk激酶）。
5
代谢抑制法
胸苷是合成DNA的前体，是不可或缺的。其适当的浓度为 10-7～10-5mol/L。如果给与过量的胸苷（10-3mol/L）则引 起脱氧胸苷合成受到抑制，其结果DNA的合成也将终止。 在培养中的细胞给与过量的胸苷后，则S期细胞都会向G2、 M、G1前进，再次给药后，细胞大都被阻滞在G1/S期。 优点是同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所 有的细胞同步化。缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积 增大。
3
二、细胞周期同步化 选择同步化 选择同步化是根据细胞的体积、黏附性等的时相特征 来对不同时相的细胞进行选择和分离，从而实现细胞的同 步化。 诱导同步法 诱导同步法是在培养液中添加或去除某些成分，或者改变 培养温度，从而对细胞的生长进行阻滞或回复，将不同步 生长的细胞调整为同步生长，获得时相较为均一的细胞群。
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第二节 细胞周期各时相的动态
G1期 ：细胞生长、分裂决定和复制准备 G1早期：合成三种RNA、cAMP、cGMP、核糖体、蛋白质以及 糖类。氨基酸及糖的转运迅速进行。 限制点：决定细胞将来是否分裂的关键点，又称R点。 G1晚期：急剧合成与DNA合成有关的酶（DNA聚合酶、胸苷 激酶）U蛋白、以及一种重要的酶调节物——钙调素，还进 行H1组蛋白的磷酸化、组蛋白和非组蛋白RNA的合成。
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wk.baidu.com
细胞分裂收获法
M期细胞由于细胞骨架的变化，而使细胞变园。因而， 当细胞在培养皿表面贴壁生长时，由于M期细胞对培养 皿的黏着力减弱，只要轻轻摇动这些细胞就被分离出 来。用此法收集到的M期细胞构成一个同步化细胞群， 它们几乎立即就将进入G1期。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。
如酵母细胞的周期蛋白：cln1、cln2、cln3、clb1、clb2、 clb3、clb4、clb5、clb6 ； 高等真核生物迄今为止已鉴定出周期蛋白有cyclinA(A1、 A2)、B(B1、B2、B3)、C、D(D1、D2、D3)、E(E1、E2)、F、G、 H等。
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细胞周期蛋白(cyclin)
M期 M期 :染色质螺旋化变为染色体，并均匀分配到两个子细胞 的过程。同时伴有核的一系列变化和胞质分裂。
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第三节 细胞周期的驱动力
一、细胞周期的引擎：Cyc-CdK蛋白磷酸化调控系统 二、细胞周期的原动力：周期性基因表达 三、细胞周期的清道夫：泛素化蛋白质降解系统 四、细胞周期的外动力：生长因子信号转导系统
期
前期prophase
丝裂期（M期） 中期premataphase mitotic phase 后期anaphase
末期talophase
细胞周期 中的细胞
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从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类：
不分裂细胞
连续分裂细胞 G0期
暂不增殖细胞
死亡
连续分裂细胞(cycling cell) 在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。 ·休眠细胞(Go细胞) 暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。 ·终末分化细胞 指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形性白细胞、红细 胞等等。
B1
R42
破坏框
C
D
E
Cln3 F G
周期蛋白框
相对分子质量
PEST
PEST PEST PEST PEST
48 X 103 48 X 103 33 X 103 32 X 103 44 X 103 66 X 103 87 X 103 29 X 103
均含有一段相当保守的搭配序列——周期蛋白框（cyclin box），周期 蛋白框介导周期蛋白的周期蛋白依赖激酶（cyclin dependent kinase CDK）结合。
cyclinA 在S期DNA合成的起始过程中起作用,当cyclinE降解后, 其作用可延续至整个S期。
cyclinB MPF的组成部分。 cyclinC G2 /M。
cyclinD 在G1期细胞越过R点向S期转变的过程中发挥调控作 用。
cyclinE 与S期的启动有关。
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周期蛋白
A2
R42
破坏框
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限制点,R
限制点（R点）：G1期对一些环境因素的敏感点，可限制正 常细胞通过周期。是控制细胞增殖的关键。
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S期 S期：从DNA合成开始到DNA合成结束的全过程，是细胞增殖周 期的关键阶段。 主要特点： 1.DNA的复制 2.染色质组装 3.中心粒的复制
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G2期 G2期 :从DNA复制完成到有丝分裂开始前的时期，为有丝分 裂进行物质条件和能量的准备（加速RNA和有丝分裂相关蛋 白的合成） 。 1. 合成微管蛋白等纺锤体的成分； 2. 合成染色质凝集相关蛋白； 3. 合成M期调控蛋白； 4. 中心粒开始向两极移动，体积膨大。
第二十二章 细胞周期
郑州大学基础医学院 医学遗传学教研室 姓名 贺颖
第一节 细胞周期的一些基本概念
细胞增殖周期（细胞周期）：细胞从一次有丝分裂结束 开始，到下一次有丝分裂结束为止所经历的全过程。
DNA合成前期（G1期）
细 胞 周
间期 interphase
DNA合成期（S期） DNA合成后期（G2期）
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Cyc-CdK蛋白磷酸化调控系统
CdK
Cyclin，Cyc
CdK是催化亚单位，Cyc是调节亚单位，两者结合才具有 激酶活性。由于Cyc呈周期性表达和降解，而CdK的激酶 活性是驱动细胞周期的关键。因此Cyc-CdK被称为细胞周 期引擎（cell cycle engine)。
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一、周期蛋白
Timothy Hunt：首次发现了调节ＣＤＫ 功能的物质cyclin（细胞周期蛋白）。
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二、周期蛋白依赖激酶
20世纪70年代初，哈特韦尔 （Leland Harwell）和纳斯（Paul Nurse）博士分别以不同种的酵母为 材料，利用遗传学方法先后分离出 cdc28和cdc2基因。
这类基因所编码的蛋白产物均为P34Kd的蛋白，称为P34cdc2 和P34cdc28, 它们本身不具有激酶活性，但和有关蛋白结合 后，可使多种蛋白底物磷酸化，因而它们统称为周期蛋白 依赖性激酶（cyclin dependent kinase cdk激酶）。
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代谢抑制法
胸苷是合成DNA的前体，是不可或缺的。其适当的浓度为 10-7～10-5mol/L。如果给与过量的胸苷（10-3mol/L）则引 起脱氧胸苷合成受到抑制，其结果DNA的合成也将终止。 在培养中的细胞给与过量的胸苷后，则S期细胞都会向G2、 M、G1前进，再次给药后，细胞大都被阻滞在G1/S期。 优点是同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所 有的细胞同步化。缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积 增大。
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二、细胞周期同步化 选择同步化 选择同步化是根据细胞的体积、黏附性等的时相特征 来对不同时相的细胞进行选择和分离，从而实现细胞的同 步化。 诱导同步法 诱导同步法是在培养液中添加或去除某些成分，或者改变 培养温度，从而对细胞的生长进行阻滞或回复，将不同步 生长的细胞调整为同步生长，获得时相较为均一的细胞群。
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第二节 细胞周期各时相的动态
G1期 ：细胞生长、分裂决定和复制准备 G1早期：合成三种RNA、cAMP、cGMP、核糖体、蛋白质以及 糖类。氨基酸及糖的转运迅速进行。 限制点：决定细胞将来是否分裂的关键点，又称R点。 G1晚期：急剧合成与DNA合成有关的酶（DNA聚合酶、胸苷 激酶）U蛋白、以及一种重要的酶调节物——钙调素，还进 行H1组蛋白的磷酸化、组蛋白和非组蛋白RNA的合成。
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wk.baidu.com
细胞分裂收获法
M期细胞由于细胞骨架的变化，而使细胞变园。因而， 当细胞在培养皿表面贴壁生长时，由于M期细胞对培养 皿的黏着力减弱，只要轻轻摇动这些细胞就被分离出 来。用此法收集到的M期细胞构成一个同步化细胞群， 它们几乎立即就将进入G1期。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。
如酵母细胞的周期蛋白：cln1、cln2、cln3、clb1、clb2、 clb3、clb4、clb5、clb6 ； 高等真核生物迄今为止已鉴定出周期蛋白有cyclinA(A1、 A2)、B(B1、B2、B3)、C、D(D1、D2、D3)、E(E1、E2)、F、G、 H等。
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细胞周期蛋白(cyclin)