细胞分裂与细胞周期剖析

细胞的有丝分 裂 (mitosis) 与 减数分裂 (meiosis)
细胞周期及其调控
• 细胞的最终命运无外乎两种：细胞分裂和细胞死亡。 • 细胞分裂和细胞死亡都是细胞生命活动的基本特征。 • 成体生物仍然需要细胞增殖，以弥补代谢过程中的细胞损
失。 • 每天都有大量细胞衰老死亡，需要维持细胞数量动态平衡
细胞周期
细胞从一次分裂结束到下一次 分裂完成所经历的过程，所需 的时间叫细胞周期。
①G1期(gap1)，指从有丝分裂完 成到期DNA复制之前的间隙时间；
②S期(synthesis phase)，指DNA 复制的时期；
③G2期(gap2)，指DNA复制完成 到有丝分裂开始之前的一段时间；
④M期又称D期(mitosis or division)，细胞分裂开始到结束。
（一）前期
①染色质凝缩，②分裂极确立与纺锤体开始形成，③核仁 解体，④核膜消失。
S期中心粒完成复制，核膜解体时，中心粒到达两极，并 形成纺锤体。
纺锤体有三种微管结构：
– ①极体微管（polar mt）两极间的微管，在纺锤体中部重叠，重叠 部位合有分子马达 。
– ②着丝点微管（kinetochore mt），是从着丝点到另一极的微管； – ③星体微管（astral mt），由中心粒放射出来的微管。植物没有中
细胞分裂与细胞周期
无丝分裂
细胞分裂 有丝分裂
减数分裂
细胞周期及其调控
无丝分裂
又称直接分裂，由Remark（1841）发现于鸡胚血细胞， 不涉及纺锤体形成及染色体变化 。
蛙红细胞无丝分裂图
有丝分裂
又称为间接分裂，由Fleming (1882)年首次发现 于动物，Strasburger(1880)发现于植物。
和机体正常功能。 • 机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等。 • 细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
G0期细胞（暂不增殖的细胞） 死亡
继续增殖
永远不再增殖的细胞
休眠细胞为暂时脱离细胞周期，不进行增殖，但在 适当刺激下可重新进入细胞周期的细胞，如某些免 疫淋巴细胞，肝、肾细胞等，也称为 G0期细胞。 终端分化细胞也称为不分裂细胞，是指那些不可逆 地脱离细胞周期，丧失分裂能力，保持生理机能活 动的细胞，如神经、肌肉细胞、多形核白细胞等。
2、中期I 3、后期I
二价体的两条同源染色体分开，分别向两极移动。 4、末期I 5、减数分裂间期。
（二）减数分裂II 分为前、中、后、末四个四期，与有丝分裂相似。 一个精母细胞形成4个精子；一个卵母细胞形成一个卵
子及2-3个极体。
同源染色体重组
同源染色体重组
Minimum number of gamete types = 2n , In humans, n = 23
减数分裂
间期
称前减数分裂间期或前减数分裂期(premeiosis)；分为G1 期、S期和G2期。 G2期是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期。 减数分裂的S期时间较长，部分DNA（约0.3%左右）是在合 线期合成的。
分裂期
（一）减数分裂I 1、前期I：减数分裂的特殊过程。 分为5个时期： ①细线期（leptotene ）， ②偶线期（zygotene ）， ③粗线期（pachytene）， ④双线期（diplotene）， ⑤终变期（diakinesis）。
心粒和星体，其纺锤体称无星纺锤体。
图片来自http://www.wadsworth.org/
（二）前中期 核膜解体到染色体排列到赤道面(equatorial plane) 上。
（三）中期 染色体排列到赤道面上。
（四）后期
指妹妹染色体单体分开并移向两极的时期。分为后 期A、后期B两个过程。
后期源自文库A
后期 B
纺锤体的微管蛋白和马达分子
（五）末期 从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为止的时期。包
括子细胞核的形成和胞质分裂两个方面。
子核的形成与胞质分裂
末期子核的形成包括染色体解聚，核仁出现和核膜 重新形成。
细 胞 核 分 裂 与 胞 质 分 裂 （ cytokinesis ） 是 相 继 发 生的两个分离的过程，如：
1）细线期：染色体呈细线状，具有念珠状的染色粒。 2）偶线期：是同源染色体配对的时期。
联 会 复 合 体 (synaptonemal complex ， SC ） 二 价 体 （bivalent）四分体（tetrad）。 3）粗线期：同源染色体的非姊妹染色单体间发生交换的 时期。 4）双线期：联会的同源染色体相互排斥、开始分离，交 叉开始端化(terminalization)。联会复合体消失。 5）终变期：二价体显著变短。交叉端化过程的进一步发 展，交叉数目减少，通常只有一至二个交叉。核仁此 时开始消失，核被膜解体。
G1期
时期:有丝分裂后期,子细胞继续生长时期
时间:变化大,几小时--几天
特点： 细胞生长主要阶段 能对各种环境信号,综合、协调、作出反应 以确定是否进入S期
时间长度变异大：人体200多种细胞，周期时间不
同,主要在G1，
如：胚胎早期卵裂细胞 几乎测不到
动物细胞的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现。 用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象？
减数分裂
染色体复制一次，细胞连续分裂两次。 连续两次分裂： –通 常 减 数 分 裂 I 分 离 的 是 同 源 染 色 体 ， 称 为 异 型 分 裂 （heterotypic division）或减数分裂（reductional division）。 –减数分裂II分离的是姊妹染色体，类似于有丝分裂， 称 为 同 型 分 裂 （ homotypic division ） 或 均 等 分 裂 （equational division）。 为了描述方便将减数分裂分为几个期和亚期。
为了便于描述人为的划分为六个时期： ① 间期（interphase）； ② 前期(prophase)； ③ 前中期(premetaphase)； ④ 中期(metaphase)； ⑤ 后期(anaphase)； ⑥ 末期(telophase)。
间期
包括G1期、S期和G2期，主要进行DNA复制、中心 体复制、细胞体积增大等准备工作。