7_细胞分裂与细胞周期

细胞分裂与细胞周期Cell Division and Cell Cycle 染色体正确复制与分离

细胞增殖的调控

内容

⏹有丝分裂过程

⏹染色体的运动

⏹细胞周期各个时相的特点

⏹细胞周期调控

⏹细胞周期调控系统的分子组成

⏹细胞周期调控机制

⏹新的细胞周期如何起始

⏹原癌基因和抑癌基因

⏹正常细胞增殖与死亡的失衡

一、细胞分裂

(一)细胞分裂的类型

1.无丝分裂、有丝分裂、减数分裂

2.无丝分裂同样是高等生物组织细胞的正常分裂

方式

分裂迅速、能量消耗少、分裂的细胞仍可以执行功

能。存在于人体创伤愈合、癌变及衰老组织中，也

存在于上皮组织、肌肉组织和肝脏中。

(二)有丝分裂的过程

1.有丝分裂(mitosis)保障了染色体完整、均等地分配到两个子细胞中

2.过程：包括细胞核分裂和细胞质分裂(1)前期prophase

特征：染色质凝集、分裂极确定、核仁缩小并解体

⏹主要事件：

⏹完成DNA复制的染色质开始凝集，染色单体

通过着丝粒结合。DNA的着丝粒序列形成着

丝粒。

⏹中心体完成复制，开始向两极运动

⏹中心体，由一对中心粒及其周围的无定形

物质构成，中心粒可能进行微管的组装，

无定形物质中包含大量的与中心体结构和

功能相关的蛋白，如微管蛋白、微管结合

蛋白、马达蛋白等。

⏹中心体是微管组织中心(MTOC)，与细胞

形态维持、细胞运动、有丝分裂密切相关。

⏹星体(aster)由中心体及其发出的放射状

排列的微管构成。

⏹马达蛋白推动星体沿微管分离，形成有丝

分裂的两极。

⏹rRNA合成停止，蛋白翻译水平下降

(2)前中期prometaphase

⏹特征：核膜破裂(前中期开始的标志)、纺锤体

形成、染色体向赤道板运动

⏹主要事件：

⏹核纤层蛋白磷酸化，核纤层解聚，核膜破裂。

⏹核膜破裂的小膜泡与内质网膜泡相似。

⏹纺锤体形成

⏹临时性细胞器

⏹包括三种微管：星状体微管、极间微管

(重叠微管)、动力微管。

⏹星体微管形成后向细胞核区域渗透，形成

极间微管(重叠微管)、动力微管。

⏹染色体列队

⏹染色体凝集程度更高。

⏹随着纺锤体形成及来自两极的动粒微管长

度变化，染色体向纺锤体赤道板运动。

(3)中期metaphase

⏹特征：所有染色体排列在赤道板上，染色体结构最明显

⏹主要事件：

⏹有丝分裂器(mitotic apparatus)，由染色体、

星体、中心粒及纺锤体组成的结构。

(4)后期anaphase

⏹特征：姐妹染色单体分离，子代染色体形成并移向细胞两极。

⏹主要事件：

⏹姐妹染色单体分开—着丝粒分开

⏹后期促进复合物(anaphase promoting

complex, APC)导致cohensin复合体降解。

⏹染色体分离

⏹后期A，动力微管去组装，长度缩短

⏹后期B，极间微管延长，星体微管向外牵

拉，使纺锤体两极距离增加。

⏹马达蛋白

cohensin 复合体

(5)末期telophase

⏹特征：核膜重建(末期开始标志)，染色体去浓缩，核分裂完成(末期结束标志)。

⏹主要事件：

⏹染色体开始去凝集，在每个染色单体的周围

核膜开始重建。

⏹核纤层蛋白去磷酸化。

⏹在核膜形成的过程中，核孔复合体同时在核

膜上装配。

⏹随着染色体去浓缩，核仁开始装配，RNA合

成逐渐恢复。

(6) 胞质分裂cytokinesis

⏹特征：收缩环、分裂沟形成，产生两个完整的子细胞

⏹主要事件：

⏹收缩环，肌球蛋白和肌动蛋白组成。

⏹分裂沟形成于纺锤体赤道板外缘。

⏹细胞骨架重排。

有丝分裂过程中细胞的形态变化：

⏹染色体凝集与去凝集

⏹核膜裂解与重建

⏹细胞内膜系统重组与重建

⏹细胞骨架彻底重组形成纺锤体与重建⏹细胞与细胞间、细胞与细胞外基质间附着减弱与重新增强

二、细胞周期及其进程

(一)细胞周期

⏹细胞周期(cell cycle)是指细胞完成生长、分裂

形成两个子细胞的全部过程，包括有丝分裂(分裂期)及分裂间期两个阶段。

⏹有丝分裂包括细胞核分裂和细胞质分裂。

⏹根据DNA合成状态的不同，分裂间期可分为G1(gap1)期、S期(DNA synthesis)、G2期、M 期。

⏹细胞完成分裂后可以退出细胞周期循环，进入G0期，处于不增殖状态，也称静止期(quiescent phase )。

⏹根据细胞增殖状态和分裂能力的不同将细胞分为三类

⏹周期性细胞或增殖细胞，能够连续分裂使细

胞数目增加。

⏹上皮基底层细胞、早期胚胎细胞、部分骨髓细胞

⏹功能：维持生长发育、组织更新

⏹静止细胞或暂不增殖细胞，细胞处于静止期受到适当刺激之后能重新进入细胞周期循环。

⏹肝细胞、皮肤真皮层细胞

⏹功能：组织再生、创伤愈合

⏹终末分化细胞或永不增殖细胞，细胞结构和功能高度特化，不能重新进入细胞周期循环。

⏹肌肉、神经、表皮细胞

⏹功能：执行特定功能