细胞周期的过程细胞周期DNA合成前期G1期

形 态 变 化
• NP增大；
• 表面突起、丝状、绒毛重新出现； • 染色质浓染，但均匀。
M期 染色质开始凝集是进入M期的标志
生 化 活 动 形 态 变 化
• RNA几乎停止合成 • 蛋白质合成终止
• 染色质 染色体 • 着丝粒的纵裂 • 染色体的移动、均分、再螺旋
各时相的生化和形态变化
时相
特 点
Cdk1(CDC28
Cdk1(CDC2) Clb 1-4
*哺乳动物中包括D1-3
二、细胞周期检查点 (cell cycle checkpoint)
G1检查点（R点或start）
处于G1晚期（G1-S）的时间 点，对细胞周期的进行具有 决定性作用。
G1检查点
G2或G2/M检查点 有丝分裂中期检查点 （纺锤体组装检查点）
（二）细胞周期的过程
细 胞 周 期 分裂期（M期）
分裂间期（I期）
•DNA合成前期（G1期）
•DNA合成期（S期） •DNA合成后期（G2期）
（三）细胞周期时限
一些真核细胞的细胞周期时间
细胞类型 细胞周期时间
早期蛙卵胚胎细胞
酵母细胞 肠上皮细胞
30min
1.5-3h 约12h
培养的哺乳类成纤维细胞
细 胞 数
DNA含量
五、细胞的同步化（自学）
有丝分裂摇落法 活细胞离心淘洗法 化学同步法
休息10分钟！
第三节 细胞周期的调控
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001
"for their discoveries of key regulators of the cell cycle"
•组成：细胞周期 蛋白-Cdk复合体 等蛋白（中央控 制器）、检查点 （关卡） •特点：高度保守 •核心：有序的生 化反应开关 关卡
控制器 G1 M G2 S
•作用：控制细胞 周期的主要事件
关卡
一、中央控制器的组成
（一）细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶
（cyclin-dependent kinase, Cdk）
生化
形态
时间
最长 ， 变化最 大 6-8小时， 比较恒 定 短，约3 小时左 右 1小时左 右
G1 S G2
M
为DNA复制 转录大量 RNA，合成特异 核质比逐 作准备, 时 性蛋白质如触发蛋白和酶 渐变小 间最长 DNA加倍，RNA继续转录， 核质比逐 DNA复制 DNA聚合酶活性高, 组蛋 渐增大 白及非组蛋白合成 DNA复制停止，RNA转录 为细胞分裂 活跃，合成与有丝分裂相 核质比例 作准备 关蛋白如微管蛋白和成熟 大 促进因子 (MPF) 细胞分裂,生 染色体移动、分裂和再凝 明显、复 物合成减至 集，RNA转录基本停止蛋 杂 最低水平 白合成终止
间期DNA合成的动态变化
三、细胞周期中细胞的去向
• 不再增殖（不育细胞） • 继续增殖（增殖细胞） • Go细胞(暂不增殖细胞) 暂时脱离细胞周期， 在结构和功能上发生分 化，代谢活动下降，但 在适当刺激下可重新进 入细胞周期的细胞。
四、细胞周期时间的测定（自学）
掺 入 标 记 法
BrdU
流式细胞术
•与细胞周期蛋白结合是被激活的先决条件
•磷酸化调节活性 •在细胞周期中，其活性呈周期性变化
（二）细胞周期蛋白（cyclin）
•在细胞周期中浓度呈周期性变化
（三）Cdk活化激酶（Cdk activating kinase, CAK）
•与细胞周期蛋白-Cdk复合体的激活有关
（四）Cdk抑制蛋白（Cdk inhibitor protein, CKI）
DNA复制检查点
G1 M G2
S
DNA损伤检查点
有丝分裂中期检查点
G2检查点
三、细胞周期蛋白和Cdk的发现
（一）细胞分裂周期基因的发现
第八章 细胞增殖
cell proliferation
细胞分裂
细 胞 增 殖 细胞生长 细 胞 周 期
第二节 细胞周期
cell cycle
一、基本概念
分 裂 间 细 期 胞 周 细 期 胞 分 裂 期
Cell Cycle
（一）细胞周期的定义
一个细胞经过一系列生化事件而复 制它的组分，然后一分为二，这种周期 性的复制和分裂过 程称为细胞周期。 细胞增殖是通过细胞周期实现的。
激酶复合体 G1-Cdk G1/S-Cdk 脊椎动物 Cycliห้องสมุดไป่ตู้ Cdk Cyclin Cln 3 芽殖酵母 Cdk Cdk1(CDC28)
Cyclin D* Cdk4 、6 Cyclin E Cdk2
Cln 1、2 Cdk1
S-Cdk
M-Cdk
Cyclin A
Cyclin B
Cdk2
Clb 5、6 Cdk1(CDC28)
人肝细胞
约20h
约 1年
1h 3-4 h
6-12 h
6-8 h
体外培养增殖的人类细胞的细胞周期时间
二、各时相的生化和形态变化
G1期
• 合成功能蛋白质、脂质、糖类等用于形成 新细胞的结构和代谢活动 生化 • DNA合成有关的酶和前体 活动 • RNA合成 • 触发蛋白、钙调蛋白、细胞周期蛋白合成
形态 • 细胞体积逐渐增大，NP下降 变化 • 表面突起、丝状绒毛增多
•与细胞周期蛋白-Cdk复合体的失活有关
细胞周期蛋白和Cdk是细胞周期调控 系统的核心成分
周期蛋白 (cyclins) 总是 与特定的激酶 (Cdk)结合并使 之激活,从而触 发周期的下游 过程。Cyclins 的降解，引起 Cdk的失活， 导致其作用终 止。
（五）不同类型的细胞周期蛋白-Cdk复合体
S期
生 化 活 动 • 99.7％的DNA复制，DNA合成相关酶 活性大大增强 • RNA合成 • 组蛋白与DNA同步复制， 常染色体先 复制、异染色质后复制
• NP增大
形 态 变 化
• 表面突起、丝状、绒毛消失，表面光滑 • 染色质浓染，但均匀
G2期
生 化 活 动
• 0.3％的DNA复制; • RNA合成； • 成熟促进因子和微管蛋白合成
Leland H. Hartwell
R. Timothy (Tim) Sir Paul M. Nurse Hunt
USA
b. 1939
United Kingdom
b. 1943
United Kingdom
b. 1949
Cell cycle (fission yeast)
细胞周期调控系统
（cell-cycle control system）