暑期上课《细胞生物学

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1、细胞增殖及调控［学习目的和要求］1、掌握细胞周期的概念及有丝分裂、减数分裂的过程；2、解细胞周期的调控及调控因素。细胞增殖是细胞通过细胞周期，完成细胞分裂而使细胞数量不断增加的生命现象。第一节细胞周期与细胞分裂一、细胞周期概述细胞周期指连续分裂的细胞由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。正常情况下，沿着G1→S→G2→M期运转。细胞周期经历的时间称为细胞周期时间(Tc)。TG1变化最大，而tG2+tS+tM则相对稳定。从增殖的角度看，细胞可分为3类：①连续分裂细胞(周期中细胞)；②休眠细胞(Go期细胞)；③终

2、端分化细胞。二、细胞周期时间的测定：       标记有丝分裂百分率法（percentagelabeledmitoses，PLM）是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂细胞百分数的办法来测定细胞周期。有关名词：TG1：G1期的持续时间TG2：G2期的持续时间TS：S期的持续时间TM：M期的持续时间TC：一个细胞周期的持续时间PLM：M期细胞中标记的有丝分裂细胞所占的比例TdR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特异前体，能被S期细胞摄入，而掺进DNA中

3、。通常使用的是3H或者14C标记的TdR。测定原理：①如果细胞沿细胞周期运转的速度是均匀的。②待测细胞经3H-TdR标记后，所有S期细胞均被标记，当时处于G1、G2、M期细胞均未被标记。③S期细胞经G2期才进入M期，所以一段时间内PLM=0。④开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细胞，已渡过G2期进入M期，所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔为TG2。⑤S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，到达到最高点的时候说明来自处于S最后阶段的细胞，已完成M，进入G1期。所以从开始出现PLM到PLM达到最高点（≈100%）的时间间隔就是T

4、M。⑥当PLM开始下降时，表明处于S期最初阶段的细胞也已进入M期，所以出现PLM到PLM又开始下降的一段时间等于TS。⑦从PLM出现到下一次PLM出现的时间间隔就等于TC，根据TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1长度。事实上由于一个细胞群体中TC和各时相不尽相同，第一个峰常达不到100%，以后的峰会发生衰减，PLM不一定会下降到零，所以实际测量时，常以（TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。⑤S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，50%M期的细胞被标记，所以从开始出现PLM到PLM达到50%的时间间隔就是1/2TM。⑥当

5、PLM开始下降时，被标记的细胞减少到50%时，所以PLM达到50%时的时间到PLM又开始下降到50%时的一段时间间隔等于TS。三、细胞同步化细胞同步化是指自然的，或经人为选择或诱导产生的细胞周期同步化。前者称自然同步化，后者称人工同步化。人工同步化可分为选择同步化和诱导同步化。12细胞生物学10——①选择同步化有丝分裂选择法，可获得一定数量的M期细胞。②诱导同步化DNA合成阻断法：用DNA合成抑制剂可逆地抑制DNA合成而不影响其它各期细胞沿细胞周期运转，最终将细胞群体阻断在S期。TdR双阻断法最常用，细胞最终被阻断于G1／S

6、交界处。中期阻断法：利用秋水仙素等抑制有丝分裂器的形成，将细胞阻断在有丝分裂中期。四、细胞周期时相及其主要事件细胞周期沿着G1→S→G2→M的顺序运转，不同时期出现不同的关键性事件，这是基因有序表达的结果，这种完成细胞周期中特定阶段所需要产物的编码基因，叫细胞分裂周期基因(cdc基因)。此种基因的有序表达，是受到一些控制点调控和监视的。如酵母细胞在DNA合成开始的稍前有启动点(start)，在哺乳类叫R点(限制点，检验点)。基因组在S期进行复制，G1期进入S期和S期激活因子有关，叫促S期因子(SPF)。DNA的合成与组蛋白合成保持

7、一种联动关系，从而使新合成的DNA得以及时包装。将M期细胞和不同时期的间期细胞融合，诱导间期细胞产生形态各异的染色质凝集，称之为早熟染色体凝集(PCC)，此种染色体称为早熟凝集染色体。PCC形态反映该细胞在间期所处细胞周期的位置，G1期PCC为单线状，因DNA尚未复制；S期为粉末状，因染色体高度松懈，部分已经复制凝集，二松懈的部分在光镜下不能分辨，股出现此种形态；G2期为双线染色体，因DNA已经复制完成，染色体较中期时长且表面光滑。这种现象提示在M期细胞中可能存在一种诱导染色质凝集的因子。在HeLa细胞中证实，G2期开始出现能引起蛙

8、卵母细胞生发泡破裂(GVBD)的因子，同时引起染色质凝集，这种促成熟活性物质(MPA)在G2→M过渡期达到峰值。这种诱导减数分裂成熟的物质称为有丝分裂因子(MF)，以后在其它细胞中也提取出类似的MF，后将这类物质统称为细