细胞周期与调控]

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1、第十一章细胞增殖及其调控细胞增殖的意义细胞周期与细胞分裂细胞周期调控细胞增殖的意义细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。单细胞生物：导致生物个体数量的增加。多细胞生物：由一个单细胞（受精卵）分裂发育而来，多细胞生物繁殖基础。成体生物：主要取代衰老死亡的细胞，维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等。§1细胞周期与细胞分裂细胞周期(cellcycle)概述有丝分裂(mitosis)胞质分裂(cytokinesis)减数分裂(meiosis)1.1细胞周期概述

2、细胞周期细胞周期中各个不同时相及主要事件细胞周期长短测定细胞周期同步化1.1.1细胞周期1.概念：细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。2.细胞周期时相组成：间期（interphase）G1phase、Sphase、G2phaseMphase有丝分裂期（mitosis）胞质分裂期（cytokinesis）细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转，在间期细胞体积增大（生长），在M期细胞先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。3.细胞周期

3、时间不同细胞的细胞周期时间差异很大；S+G2+M时间变化较小，时间长短主要差别在G1期；有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期。4.细胞分类根据增殖状况，细胞分为三类：连续分裂细胞（cyclingcell）：如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。休眠细胞（G0细胞）：暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，如淋巴细胞、肝、肾细胞。终末分化细胞：不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞。1.1.2细胞周期中不同时相及主要事件G1期S期G2期M期1.G1期：与DNA合成启动相关

4、，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝集。2.S期：DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构。ExperimentaldemonstrationofthecoordinatedSynthesisofDNAandhistones.3.G2期：DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。4.M期：细胞分裂期，真核细胞的细胞分裂主要包括：有丝分裂和减数分裂。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。1.1.3细胞周期长短测定脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数

5、观察测定法流式细胞仪测定法缩时摄像技术可以得到准确的细胞周期时间及分裂间期和分裂期的准确时间。标记有丝分裂百分率法原理(PercentageLabeledMitoses,PLM)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：被标记分裂期细胞占所有分裂期细胞的百分比；TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA

6、的特异前体，能被S期细胞摄入，而掺进DNA中。通常使用3H或者14C标记的TDR。测定原理待测细胞经3H-TDR标记后，所有S期细胞均被标记。S期细胞经G2期才进入M期，所以起初PLM=0。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，所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔为TG2。S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M到PLM达到最高点的时间间隔就是TM。当PLM开始下降时，表明处于S期最初阶段的细胞也

7、已进入M期，所以出现LM到PLM又开始下降的一段时间等于TS。从LM出现到下一次LM出现的时间间隔就等于TC，TC=TG1+TS+TG2+TM，即可求出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。1.1.4细胞同步化自然同步化人工同步化选择同步化诱导同步化1.自然同步化多核体：如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。疟原虫也具有类似的情况。某些水生

8、动物的受精卵：如大量海参卵受精后，前9次细胞分裂都是同步化进行的。增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。2.选择同步化有丝分裂选择法使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿附着性低，轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，可获得一定数量的中期细胞。优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害；缺点：