细胞生物学第十一章细胞周期和细胞分裂

细胞周期的控制有两个主要事件:
对DNA复制起始的控制
对染色体凝集的控制
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胞分裂
● DNA复制起始的控制因子
使用的细胞系：Hela细胞；
①研究方法：G1期细胞同S期细胞融合； 结果：G1期的细胞质受到S期细胞质的激活, 开始了DNA复制； 结论：S期细胞的细胞质中含有促进G1期细胞进行DNA复制的起 始因子。
也叫静止细胞群,如某些免疫淋巴细胞, 肝,肾细
胞等。
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胞分裂
12.1.2 细胞周期各时相的合成活动
◆G1期 (Gap1 phase)
DNA合成前期。主要合成rRNA、蛋白质、脂类和碳水化合 物。在G1期的后期, DNA合成酶的活性大大增加。
◆S 期 (synthesis phase)
为粉末状
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胞分裂
G2期细胞与M期细胞融合
染色体为双线
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胞分裂
成熟促进因子MPF(maturation promoting factor)的发现
卵细胞提取物注射实验
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在M期的细胞中有促进细胞分裂的因子存在, 在最 初时称之为M-期促进因子(M-phase promoting factor, MPF),
DNA合成期。合成DNA，组蛋白, DNA复制所需的酶都在 这一时期合成。
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胞分裂
◆G2 期(Gap 2 phase)
大量合成ATP、RNA、蛋白质, 包括微管蛋白和成熟促进因子 MPF(maturation promoting factor)等，为有丝分裂作准备。
分裂都是通过中央的细胞周期控制系统控制的。
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胞分裂
细
胞
中央控制系
周
统如同一个 顺时钟移动
期
的指针, 当
的
它到达某一
控
位置时触发
制
一个反应。
系
统
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胞分裂
12.2.2 蛋白激酶在细胞周期调控中的作用 细胞融合实验
◆研究者：1970年，Colorado 大学的Potu Rao 和 Robert Johnson
◆S期,即DNA合成期(DNA synthetic phase);
◆G2期(Gap 2 phase), 即DNA合成后(S期)到有丝分裂前的 一个间歇期;
◆M期,即有丝分裂期(mitosis phase)。
不一定每种细胞都有四个时期，如胚胎细胞没有G1期。
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胞分裂
Embryonic cell cycles
Chapter 12
细胞周期和细胞分裂
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胞分裂
纲要
12.1 细胞周期
12.2 细胞周期调控 ☆
12.3 有丝分裂 12.4 减数分裂
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胞分裂
12.1 细胞周期cell cycles
通过细胞分裂产生的新细胞的生长开始到 下一次细胞分裂形成子细胞结束为止所 经历的过程称为细胞周期。
后来称为成熟促进因子MPF (maturation promoting factor，MPF) ，是指M期细胞中存在的促进细胞 分裂的因子。
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胞分裂
MPF的结构组成
是由两个不同的亚基组成的异质二 聚体:
◆ M期
核分裂和胞质分裂，并形成两个子细胞。
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胞分裂
12.1.3 细胞周期的研究方法
细胞同步化(synchronization)
◆诱导同步法
●DNA合成阻断法 胸腺嘧啶 ●中期阻断法 秋水仙素
◆选择同步法(selection synchrony)
●有丝分裂选择法
●细胞沉降分离法
◆条件突变(conditional mutants)
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胞分裂
12.2 细胞周期调控
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12.2.1 细胞周期调控概述
◆细胞周期的控制系统(cell-cycle control system)
类似于中央控制系统(central control system)。 细胞周期中的基本事件, 如DNA复制、有丝分裂、胞质
将处于分裂期的细胞（M期）与处于细胞周期其他 时期（G1期、S期、G2期）的细胞融合, M期的细 胞质总是能够诱导非有丝分裂的细胞中的染色质 凝集,这种现象称为染色体超前凝集。
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G1期细胞与M期细胞融合
染色体为单线状
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S期细胞与M期细胞融合
◆保罗·纳西的贡献是发现了CDK。
◆蒂莫西·亨特的贡献是发现了调节CDK的功 能物质Cyclin.
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胞分裂
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12.1.1 细胞周期时相及类型
Phases of the cell cycle
◆G1期(Gap 1 phase),即从M期结束到S期开始前的一段间 歇期;
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Phases of the cell cycle
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细胞周期和细胞类群
◆持续分裂细胞
如性细胞、造血干细胞
◆终端分化细胞
永久性失去了分裂能力的细胞。高度特化的细 胞, 如哺乳动物的红细胞、神经细胞等。
◆G0细胞
又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期,不进行增殖,
在这一过程中, 细胞的遗传物质复制并均 等地分配给两个子细胞。
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2001 年诺 贝尔 生理 学/医 学奖 得主
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2001年诺贝尔生理学与医学奖:
◆利兰·哈特韦尔发现了控制细胞周期的基因， 其中一种被称为“START” 的基因对控制各 个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。
②研究方法：S期细胞与G2期细胞融合 结果：G2期的细胞核不能再启动DNA的复制。 结论：S期的细胞质中的DNA复制起始因子对已进行了DNA复制
的G2期的细胞核没有作用。
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● 染色体超前凝集(premature chromosome condensation,PCC)