细胞生长与增殖

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为M期的细胞分裂作好物质和能量贮备
加速合成RNA和有丝分裂相关的蛋白质(微管蛋
白、与核膜崩解、染色体凝集相关的成熟促进
因子等)
4 M期(分裂期)
把复制好的染色体平均地分到两个子细胞中去
三、细胞增殖的方式
(一) 无丝分裂(amitosis)
• 1、无丝分裂是不经过有丝分裂时期而直 接分裂为两个相似的子细胞的过程。
丧失增殖能力,其比例越大,肿瘤的危险性
越低。
问答题
• 1、何谓细胞增殖,细胞增殖有哪些方式? • 2、试述有丝分裂各个时期的特点。 • 3、简述减数分裂前期Ⅰ各时期的特点。 • 4、简述有丝分裂后期姐妹染色单体分离机制。 • 5、比较有丝分裂与减数分裂的异同。 • 6、简述细胞周期的概念和阶段 • 7、试述细胞周期各阶段的主要变化和特点 • 8、从细胞增殖角度看,细胞可分为几类,各类细胞
糖体,合成结构蛋白、酶蛋白等→细胞体积 增加。
• 晚期:为DNA复制做好物质准备,合成各种 RNA和蛋白质(DNA聚合酶、钙调蛋白和细胞 周期蛋白等)。
• 多种蛋白质发生磷酸化作用,如组蛋白、非 组蛋白、蛋白激酶等。
2 S 期(DNA合成期) DNA复制为细胞分裂的先决条件 组蛋白开始合成,非组蛋白大量合成 中心粒的复制时期 3 G2期(DNA合成后期)
五、细胞增殖的调控(自学)
第二节 细胞增殖与疾病
(自学)
肿瘤细胞群体与肿瘤治疗
• 增殖细胞群: 始终保持着活跃的增殖能力的细胞群,对药
物敏感,化疗效果好。 •暂不增殖细胞群(G0期细胞):
保持着增殖能力但处于休止状态的细胞群, 在适宜条件下又可重返细胞周期
癌细胞处于静止期, 对药物不敏感,是肿瘤 复发的根源。 •永不增殖细胞群:
• 端粒钟学说: 端粒随细胞的分裂不断缩短;当端粒
长度缩短到一定阈值时,细胞就进入衰 老过程。
相反证据:仓鼠胚细胞
(三)自由基学说-损伤应答学说
• 1954 年由英国学者 Harman 提出。 • 核心内容:生物体代谢过程中会产
生一些毒性副产品-自由基(如超氧 阴离子、羟自由基和过氧化氢)等 活性氧集团(reactive oxygen species,ROS)或分子。
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(二)细胞凋亡的特征
1. 细胞凋亡的形态学改变
② 配对后的交叉互换对于同源染色体的正确 分离具有重要作用。
(3)性染色体的配对
性染色体同源区域的配对和交叉互换, 保证纺锤体连接在性染色体上,便于染色体 分离。
3 有丝分裂与减数分裂的异同
有丝分裂
减数分裂
细胞类型
体细胞和生殖母细胞 初级生殖母细胞
DNA复制次数 细胞分裂次数 子细胞的数目 染色体数目
减数分裂的前期 I (prophase Ⅰ):
细线期
偶线期
粗线期
细线期:染色质螺旋成细线状的染色体
偶线期:同源染色体联会,形成二价体。
联会:同源染色体配对,互相靠拢的现象
间期
细线期
偶线期
双线期
终变期
"同源染色体: 两条形态、大小和遗传功能相似的染色
体,其中一条来自父方,一条来自母方。
同源染色体(四分体)
内质网:总量减少,弥散分布。 线粒体:数量减少,体积增大,mtDNA突变或丢 失。 (5)细胞出现脂褐素等异常物质,代谢能力降低,结构 逐渐瓦解
(二)细胞衰老的生物大分子改变
• DNA:复制与转录受到抑制,端粒DNA丢 失,线粒体DNA特异性缺失等
• RNA:mRNA和tRNA含量降低
• 蛋白质:含量下降,细胞内蛋白质发生糖 基化等修饰反应,氨基酸由左旋变为右 旋。
修复、更新与补充 • 细胞增殖具有精密准确的调控机制 • 异常:增殖过渡Æ肿瘤;受到抑制Æ功能不
全或异常。
细胞生长和增殖的全过程称为细胞周期(cell cycle),是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂 结束开始到下一次分裂结束为止所经历的过程
第一节 细胞周期与细胞增殖
一.细胞周期概述
G1期(DNA合成前期)
足够大?
– 中-后期检验点:纺锤体组装检验点。
G1期有R点(restriction point)
• R点(限制点): 在G1期存在一个调节细胞 周期的开或关的“阀门”,即限制点(亦
称为检验点)。
R点
• 从G1早期进入到G1晚期的R点:
RNA和蛋白质的含量
6
DNA损伤后可 以激活Chk2, 使P53被磷酸 化而激活,然 后P53作为转 录因子,导致 P21的表达, P21抑制G1-S 期CDK的活 性,从而使细 胞周期阻断。
叉、互换--联会复
合体中形成的重组
节部位,出现基因
重组
双线期:同源染色体互相排斥分开 ,出现
交叉的端化
终变期:染色体浓缩得更粗短,核膜、核仁消失
双线期
终变期
中期Ⅰ(metaphase Ⅰ):同源染色体(四 分体)排列在细胞中央的赤道面上
后期Ⅰ(anaphase Ⅰ):①同源染色体分离
②非同源染色体自由组合
性母细胞

期 2n
减数分裂Ⅰ
前、中、后、末期
复 制
细偶粗双终 线线线线变
期期期期期
n
n n
减数分裂Ⅱ
n
n
前、中、后、末期 n
1 减数分裂的过程
前间期:原始生殖细胞分化形成初级生殖母细胞 DNA复制(S期很长),组装成染色体,
中心体和单侧动粒组装
着丝粒 单侧动粒 姐妹染色单体
一条染色单体没有动粒
: DNA
表皮细胞、红细胞、角 膜上皮等
细胞的寿命 接近动物的寿命
>30天 <30天
物种的寿命与体外培养时细胞传代次数的关系
二、细胞衰老的特征
• (一)细胞衰老的形态学改变
(1)细胞皱缩,原生质失水,体积变小。 (2)膜系统的变化:黏度增加、流动性降低。 (3)细胞核的变化:增大、染色深、核内有包含物
染色质发生固缩化,核膜内陷。 (4)内质网和线粒体的变化
♀♂
非同源染色体
姐妹染色单体 非姐妹染色单体
• 联会复合体:由一长梯形的蛋白质核心 组成。
• 侧生组分 • 中央组分 • 横向排列的纤维
• 二价体:联会的结果形成二价体,每个 二价体中含一对同源染色体。
4
粗线期(重组 期):
• 出现明显的四分体
交叉
• 同源染色体的非姐
妹染色单体的相对
应的片段发生交
有何特点? • 9、简述G1早期细胞的三种走向。
第十四章 细胞的衰老与死亡
第一节 细胞衰老(cell senescence)
在正常环境条件下细胞的形态结构、化 学成分和生理功能逐渐衰退并趋向死亡的现 象。
Young cell(分裂几次) senescent cell(分裂50次)
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一、细胞的寿命与Hayflick界限
末期 II
2 减数分裂的特征和意义
(1)DNA复制一次细胞分裂两次 ① 保持亲代与子代之间遗传物质的恒定性
精子
父亲 2n
n 受精
减数分裂 卵子
2n
母亲 2n
n
② 增加后代遗传性状的多样性 •同源染色体的非姐妹染色单体互换 •非同源染色体自由组合
5
(2)同源染色体的配对和分离
① 配对有利于两条非姐妹染色单体进行某一 片段的相互交换,造成基因重组(遗传重 组)。
第十一章 细胞生长与增殖
细 胞性相胞分同增裂的殖(c医子(el学细cle遗胞ldli传,vpi与使rso张i细细loin胞胞f岚)e产生数ra生物目ti与教增on研母加)室细的:胞过是遗程通。传过特细
概论
• 细胞的生长与增殖是生命得以延续的保证: 1、有机体的生长发育 2、成熟个体生命活动的维持:创伤
• 特征:胞膜通透性增高,使细胞肿 胀,细胞器变形或肿大,细胞核破 碎,最后细胞溶解破裂,溶酶体泄 漏,引起炎症反应。
二、细胞凋亡的概念与特征
(一)细胞凋亡的概念
细胞凋亡又称程序性细胞死亡 (programmed cell death,PCD或apoptosis ) 多细胞有机体为调控机体发育,维护内环境 稳定,由基因控制的细胞主动死亡过程。
中心粒复制
间期细胞 中心体组装
前期
中心体分离 染色质凝集
有丝分裂的一般过程
• 1、前期:
• 2、前中期:
SWF
• 3、中期:
• 4、后期:
• 5、末期:
• 6、胞质分离:
前期
前中期
中期
后期
末期
(三)减数分裂 (meiosis)
在生殖细胞形成过程中,使子细 胞染色体数目减半的细胞分裂。
3
总特点
DNA复制一次,细胞分裂两次,子 细胞染色体数目减半。
②暂不增殖细胞: 保持着增殖能力但处于暂不增殖状
态的细胞(G0期细胞),在适宜条件下又 可重返细胞周期。如淋巴细胞、肝、肾 细胞等。
③永不增殖细胞:
这类细胞丧失增殖能力,永远停留在G1 期,形态结构和功能高度分化的细胞,如 红细胞、神经、肌肉、多形核细胞等。
继续增殖
细胞分化 永不增殖细胞
G0 暂不增殖细胞
间期 S 期(DNA合成期)
G2期(DNA合成后期)
细胞周期
前期
M G2
有丝分裂期(M期)
前中期 中期
后期
S
G1
末期
Tc=TG1+TS+TG2+TM
G0
G2 M S G1 G1早期 细胞分化
G1晚期
G0 (静止状态)
G1早期: 染色质螺旋化程度较高,RNA和蛋白质含量较少 G1晚期: 染色质螺旋化程度较低,RNA和蛋白质含量较多
自由基攻击细胞的证据
第二节 细胞死亡
概念:细胞生命现象不可逆的终结
一、细胞坏死(necrosis)
• 细胞坏死(cell death)是细胞的一种死 亡方式,是细胞对外来伤害的一种被动 的、无规则反应,是细胞的突发性病理性 死亡。
• 原因:细胞受到激烈的物理、化学刺 激或严重的病理性刺激后,引起的细 胞损伤和死亡。
2n
2n
间期:
前、前中、中、后、末期 2n
DNA复制
有丝分裂的特点:
1、细胞形态结构发生巨大变化: (1)染色质→染色体 (2)出现有丝分裂器和收缩环 (3)核膜、核仁的消失和重建
2、复制的染色体能平均地分给两个子细胞, 子细胞染色体数与母细胞相同。
3、是真核细胞的主要的增殖方式。
间期:DNA复制 中心体组装
• 酶分子:酶失活 异柠檬酸脱氢酶—大鼠的周龄↑,活性↓
• 脂类:不饱和脂肪酸被氧化,膜的流动性 降低。
三、细胞衰老的发生机制
• (一)遗传决定学说 认为衰老是遗传的程序化过程,由基因
决定。 人衰老成纤维细胞:DNA合成抑制蛋白的
基因(衰老基因)高表达 早衰综合征:常染色体隐性遗传病
8
(二)端粒钟学说及其进展
死亡
二. 细胞周期各时相的特点 1 G1期(DNA合成前期)
(1)G1期是细胞周期中最长的一段时间 G1期时长在不同细胞中相差很大 G1期的长短决定细胞周期的时间 原因:G1期经过一个相当长的生长时间补充
子细胞的细胞质物质,使细胞体积增加, 核质比恢复平衡。
(2)G1期细胞发生活跃的生化变化
• 早期:合成三种RNA(必要条件),组装核
末期Ⅰ(telophase Ⅰ):形成两个子
细胞
中期I
后期I
末期I
减数分裂间期:中心体组装,双侧 动粒组装
前期Ⅱ:染色质逐渐螺旋形成染色体
中期Ⅱ:姐妹染色单体(二分体)排列 在细胞的赤道面上
前期 II
中期 II
后期Ⅱ:姐妹染色单体分别向两极移动
末期Ⅱ:形成4个子细胞,子细胞染色体 数目减半。
后期 II
• 100年前—普遍认为生物体会发生衰老和 死亡(原生动物除外)。
• 20世纪40至50年代—建立“不死”的L系小 鼠细胞和Hela细胞系。
• 20世纪60年代—Hayflick界限:正常的细 胞是有一定的寿命,它们的增殖能力有 一定的界限。
• 种类的差异(成年小鼠)
细胞的类型
神经元、骨髓质细胞等 肝细胞、肾皮质细胞等
G1早期细胞走向:
① G1晚期 S G1早期 ② G0期
③ 细胞分化
G2 M
①当RNA与蛋白质含量达到一定阈值时
②当RNA与蛋白质含量未达到一定阈值时
③如细胞合成一些特异性的RNA和蛋 白质,进入分化状态
1
G1期细胞的类型
①继续增殖细胞: 始终保持活跃的增殖能力的细胞。如
表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。
• 2、特点:
• ①分裂时细胞体积增长,细胞核伸长呈 哑铃状缢断,同时细胞中部收缩直至完 全裂开成两个细胞
• ②简单、迅速
• ③没有染色体、纺缍体的形成,没有核 膜、核仁的解体
• ④是低等生物细胞增殖的主要方式
动画
2
(二)有丝分裂 (mitosis,M 期)
核分裂 有丝分裂
胞质分裂
细胞通过核分裂和胞质分裂,产生 两个与亲代相同的子细胞核的过程。
一次 一次 二个 不变
一次 二次 四个 减半
是否发生联 会、交互换
意义

发育、生长和组织修复

产生遗传变异,保 持遗传性状稳定
四、细胞周期检验点 (check point)
• 主要检验点: – G1或G1/S检验点:DNA是否损伤?细胞外环境是 否适宜?细胞体积是否足够大?
– S期(DNA复制)检验点:DNA复制是否完成? – G2或G2/M检验点:DNA是否损伤?细胞体积是否
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