13细胞增殖及其调控复习题

第十一章细胞增殖及其调控复习题

本章基本内容概要：

本章主要讲了两个问题：

细胞增殖是生物繁殖和生长发育的基础。细胞周期的时间长短可以通过多种方法测定。细胞周期还可以通过某些方式实现同步化。最重要的人工细胞周期同步化方法包括DNA合成阻断法和分裂周期阻断法。

1. 真核细胞的细胞周期一般可分为四个时期，即G1期、S期、G2期

和M期。前三个时期合称为分裂间期，M期即分裂期。分裂间期

是细胞分裂前重要的物质准备和积累阶段，分裂期即为细胞分裂

实施过程。根据细胞繁殖情况，可将机体内所有细胞相对地分为

三类，即周期中细胞、静止期细胞和终末分化细胞。周期中细胞

一直在进行细胞周期运转。静止期细胞为一些暂时离开细胞周

期，去执行其生理功能的细胞。静止期细胞在一定因素诱导下，

可以很快返回细胞周期。体外培养的细胞在营养物质短缺时，也

可以进入静止期状态。终末分化细胞为那些一旦生成后终身不再

分裂的细胞。

在一个细胞周期中，DNA只复制一次，发生在S期。在M期，复制的DNA伴随其他相关物质，平均分配到新形成的两个子细胞中。M期也可以人为地划分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂等几个时期。减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式。生殖细胞在成熟过程中发生减数分裂。其特点是，DNA复制一次，然后发生两次连续的有丝分裂，导致最终生成的子细胞中染色体数目减半。减数分裂I 的前期I时间长，过程复杂，因而又分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。由于减数分裂过程中有遗传物质的交换和受精时不同个体遗传物质的混合，而使子代个体具有更大的变异性。

2. 细胞周期的调控

细胞周期运转受到细胞内外各种因素的精密调控，细胞内因素是调控依据。周期蛋白依赖性CDK激酶是细胞周期调控中重要因素。目前已发现，在哺乳动物细胞内至少存在8种CDK激酶，即CDK1至CDK8。CDK 激酶至少含有两个亚单位，即周期蛋白和CDK蛋白。周期蛋白为其调节亚单位，CDK蛋白为其催化亚单位。周期蛋白也有多种，在哺乳动物细胞中包括周期蛋白A、B、C、D、E、F、G和H等，分别与不同的CDK 蛋白结合。不同的CDK激酶在细胞周期中起调节作用的时期不同。CDK激酶通过磷酸化其底物而对细胞周期进行调控。CDK激酶活性也受到其他因素的直接调节。除CDK激酶及其直接活性调节因子外，还有

不少其他因素参与细胞周期调控过程，如各种检验点等。各种检验点也有专门的调控机制。所有这些因素，可能组成一个综合的调控网络，共同推动着细胞周期的运转。

DNA复制起始调控是近十年细胞周期调控研究中的又一大进展。DNA 复制起始并不仅仅是在G1期末的起始点处才决定的。早在G1期开始时，许多与DNA复制有关的物质即已表达并与染色质结合，开始了DNA复制的起始调控。目前已经知道，Orc、Cdc6、Cdc45、Mcm等蛋白参与了DNA复制起始调控过程。这一调控过程也需要某些CDK激酶参与，尤其是周期蛋白E-CDK2激酶。

分裂后期促进因子APC的发现是细胞周期研究领域的又一重大进展。到达分裂中期后，周期蛋白B/A与CDK1分离，在APC介导下，通过泛素化途径而降解。CDK1激酶活性消失，细胞由分裂中期向后期转化。APC的成份至少分为8种，分别称为APC1—APC8。APC活性也受到多种因素的综合调控。其中Cdc20为APC有效的正调控因子。在分裂中期之前，位于动粒上的Mad2可以与Cdc结合并抑制后者的活性。在分裂中期，Mad2 从动粒上消失，解除对Cdc20的抑制作用，促使APC活化，细胞分裂除核分裂外，还要进行胞质分裂。至于胞质分裂与核分裂如何协调，目前还不清楚。动植物细胞的胞质分裂过程有较大差别。

本章的学习要求：

1. 掌握有丝分裂和减数分裂的过程、细胞周期的同步化方法和成熟

促进因子等相关知识。

2. 理解细胞周期的关键性事件和细胞周期的有序运转及调控机制。

3. 理解各种内在因素和外在因素在细胞周期调控中的作用及其机

制，并与细胞信号传导的有关内容联系起来。

本章的重点与难点：

1．本章的基本内容都是掌握和理解的重点内容。

2．本章的难点是：细胞周期时间的测定和细胞周期同步化方法；有丝分裂和减数分裂过程及其生理意义的异同比较；细

胞周期蛋白和成熟促进因子及其与细胞周期调控的核心过程

及上游事件和下游事件。

本章需要掌握的基本概念：

1. 细胞周期指连续进行有丝分裂的细胞从一次分裂结束开始到第

二次分裂结束位置的顺序变化过程，一般分为分裂间期和分裂期

两个时期。

2. 检验点：又称做限制点或监控点，指在细胞周期中可使细胞周

期时间暂时刹车的位点。他通过特异的机制鉴别细胞周期进程中的错误，并诱导产生特异的抑制因子，阻止细胞周期进一步运行，待错误根除后才允许细胞进入下一个阶段。检验点不仅存在于G1期，也存在于其他时期，如S期检验点、G2期检验点、纺锤体装配检验点等。

3. cdc基因：指与细胞周期过程直接有关的基因，此类基因的有序

表达才使得细胞周期运转。Cdc基因的产物是一些蛋白激酶、磷酸酶等。这些酶活性的变化将直接影响到细胞周期的变化。

4. 细胞同步化：指自然发生的或人工诱导选择的，使一群细胞共同

处于细胞周期的某一阶段的过程或方法。如粘菌的变形体，众多核进行同步的分裂为自然同步化，用秋水仙素将细胞阻断在有丝分裂中期为诱导同步化。

5. 染色体列队：又叫染色体中板聚合，指染色体向赤道板上运动的

过程。

6. 中心体周期：指细胞周期过程中，中心体的复制、变化和分裂分

离的整个过程，包括G1期时开始复制，S期时，复制了的中心体并不分开，分裂前期，一对中心体开始分离，并向两极移动，参与装配成纺锤丝。到细胞分裂结束，两个中心体分别进入不同的子细胞，完成一个周期。

7. 中心体列队: 中心体分离时，负向运动的动力蛋白在来自姐妹中

心体的微管之间搭桥，通过向负极运动，将被结合的微管牵拉在一起，组成纺锤体微管；中心体也自然形成了纺锤体的两极。这一过程称为中心体列队。

8. 成熟促进因子（MPF）又称细胞促进分裂因子或M期促进因子，

是由细胞周期蛋白与周期蛋白依赖性蛋白激酶组成的复合物，能启动细胞进入M期。

9. 星体：指动物细胞在有丝分裂时，细胞两极围绕着中心体形成的

辐射排列的微管结构。

10. 二价体：指第一次减数分裂前期，由两条同源染色体配对所形成

的复合结构，它包含4条染色单体。

11. 联会复合体：指第一次减数分裂前期，在同源染色体联会的部位

形成的一种特殊复合结构。联会复合体沿同源染色体长轴分布，可能与同源染色体间遗传物质的交换有关。

12. 周期蛋白框：指在各种不同的周期蛋白中共有的一段相当保守的

氨基酸序列，它介导周期蛋白与CDK结合。不同的周期蛋白框识别不同的CDK，组成不同的周期-CDK复合体，表现出不同的