第九章 细胞的增殖与分化 问答题

问答题

1.细胞分裂间期的各时期发生有哪些主要事件？

期调控中的作用机制与意义。

2.请简述P53蛋白在G

１

3.简述基因表达的调控机制。

4.试述细胞进入M期的调控。

5.细胞增殖的调控因素有哪些？它们是如何调控细胞增殖的。

6.细胞周期调控蛋白有哪几种？它们在细胞周期调控中是如何发挥其功能的？

7.简述Cyclin-Cdk的组成与作用?

8.什么是成熟促进因子MPF，有何作用？

9.细胞周期中有哪些主要检查点？细胞周期检查点的生理作用是什么？

10.何谓细胞周期检查点？它有何作用？

11.简述分化细胞的特点。

12.为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果？

13.什么是基因的差别表达？在细胞分化中有什么作用？

14.什么是细胞决定？与细胞分化的关系如何?

15.以血细胞为例，简要说明细胞分化潜能的变化。

参考答案

二、问答题

1.细胞分裂间期的各时期发生有哪些主要事件？

细胞增殖周期是细胞从一次分裂结束开始，到下一次分裂终了所经历的全过程，可分为间期和分裂期。与分裂期细胞的急剧而明显的形态变化相比，间期细胞的形态变化不明显，但其间进行着比较复杂的化学变化。间期细胞最显著的特征就是进行DNA的复制，其次就是进行RNA和蛋白质的合成。根据DNA的合成情况，又可把间期分为DNA合成前期(G

l

期)、DNA

合成期(S期)、DNA合成后期(G

2

期)。

其中G

l 期非常重要，G

l

期的限制点(R点)是控制细胞增殖的关键，决定了细胞的3种不

同命运：①继续增殖细胞，细胞通过R点，连续进行增殖，始终保持旺盛的增殖活性，能量代谢和物质代谢水平高，对外界信号高度敏感，分化程度低，周期时间较为恒定；②暂不增殖细胞，细胞长时间地停留在G

l

期，合成大量特异性的RNA和蛋白质，在结构和功能上发

生分化。随后，代谢活性下降，处于细胞增殖的静止状态(G

期)，但并没有丧失增殖的能力，在适宜的条件下被激活成增殖状态；③不再增殖细胞，细胞丧失了增殖能力，始终停留在

G

l

期，结构和功能上发生高度分化，直至衰老死亡。细胞越过R点后，就加速合成DNA复制所必须的各种前体物质和酶，同时，DNA解旋酶和DNA合成启动因子也急剧增加，为进入S 期DNA复制作准备。

S期最主要的特点是DNA复制和组蛋白、非组蛋白等染色体组成蛋白质的合成，通过DNA 复制精确地将遗传物质传递给M期分裂的子细胞，保证遗传性状的稳定性。因此，S期是整个细胞周期中最关键的阶段。

G

2

期中加速合成RNA和蛋白质，其中最主要的是合成有丝分裂因子和微管蛋白等有丝分裂器的组分，另外细胞成分如磷脂的合成增加并进行ATP能量的积累，为有丝分裂进行物质和能量准备。

总而言之，有丝分裂间期主要是细胞积累物质的生长过程，只有缓慢的体积增加，形态上看不到明显的变化，但其间进行着旺盛的细胞代谢反应，进行DNA的复制、RNA和蛋白质的合成，为有丝分裂作准备。

2.请简述p53蛋白在G１期调控中的作用机制与意义。

G1期是从分裂完成到DNA复制前的时期，又叫合成前期。合成rRNA、蛋白质、脂类和

糖类。在末期，DNA合成酶活性增加。G

l

期非常重要，存在于G1晚期的G1/S检查点是控制细胞增殖的关键，在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点(restriction point)，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？

在G1期检查点监视到DNA损伤时，损伤修复机制使p53蛋白被磷酸化而激活，活化

的p53作为转录激活因子诱导Cdk抑制因子p21的表达，p21结合G1/S-Cdk和S-Cdk抑制它们的活性，从而使细胞周期阻断，待损伤DNA修复后继续，从而防止损伤的DNA进行复制和产生基因突变或重排现象。如果修复失败，p53蛋白引发细胞凋亡。抑癌基因p53的表达产物对细胞周期起负控作用，是细胞周期正常运转所必需的，避免带有受损DNA的细胞分裂，能抑制肿瘤的发生，是基因组的保护神。

3.简述基因表达的调控机制。

真核细胞表达调控是多极调控系统，主要发生在三个彼此相对独立的水平上。

转录水平的调控，决定某个基因是否会被转录，并决定转录的频率。真核细胞在特定时间通过差别基因转录选择性地合成蛋白质，转录水平的调控包括转录的激活和转录的阻抑，既与顺式调控元件有关，又与反是作用因子有关。

加工水平的调控，决定初始mRNA转录物被加工为能翻译成多肽的信使RNA的途径，选择性剪接是一种广泛存在的RNA加工机制，通过这种方式，一个基因能编码两个或多个相关蛋白质，产生蛋白质多样性，这是在RNA加工水平上调节基因表达的重要方式。翻译水平的调控，决定某种mRNA是否真正得到翻译，如果能得到翻译，还决定翻译的频率和时间的长短。

翻译水平的调控机制，一般都是通过细胞质中特异的mRNA和多种蛋白质之间的相互作用来实现的。涉及到mRNA的细胞质定位，mRNA翻译的调控和mRNA稳定性的调控等。

4.试述细胞进入M期的调控。

M期细胞发生序列形态结构的变化，分为前期、前中期、中期、后期、末期五个时期。每个时期都发生着特定的事件。M 期有双重任务，既要把一个细胞分成两个子细胞，又要将两套染色体准确均等地进行分配。真核生物的G2/M的转换实际上就是MPF的完全激活。

CDK1激酶的激活首先是CDK要和周期蛋白cyclinB结合形成复合体，形成的是无活性的MPF，然后在激酶wee1、mik1激酶和CDK激酶催化CDK的第14位的苏氨酸（Thr14）、第十五位的酪氨酸（Tyr15）和第161位的苏氨酸（Thr161）磷酸化。但此时的CDK仍不表现激酶活性（成为前体MPF）。然后，CDK在磷酸酶Cdc25c的催化下，其Thr14和Tyr15去磷酸化，才能表现出激酶活性。

MPF可使许多蛋白磷酸化，其中包括组蛋白H1、核纤层蛋白A、B、C，核仁蛋白、P60csrc、C-abl等。组蛋白H1磷酸化，促进染色体凝集，核纤层蛋白磷酸化，促进核纤层解体，核膜破裂，核仁蛋白磷酸化，核仁解体, P60csrc蛋白磷酸化，促使细胞骨架重排，C-abl蛋白磷酸化，促使调整细胞形态等。

细胞分裂运转到中期后，M期周期蛋白迅速降解，CDK1激酶活性丧失，上述被CDK1激酶磷酸化的蛋白去磷酸化，细胞周期便从中期向后期转化。

5.细胞增殖的调控因素有哪些？它们是如何调控细胞增殖的。