细胞生物学-10细胞增殖及其调控

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1、第十一章细胞增殖及其调控细胞增殖(cellproliferation)的意义◆细胞增殖(cellproliferation)是细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。◆单细胞生物细胞增殖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，细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。◆成体生物仍然需要细胞增殖，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，都要依赖细胞增殖。第一节细胞周期与细胞分裂细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝

2、分裂终止所经历的全过程。在这一过程中,细胞的遗传物质进行复制并均等地分配给两个子细胞。细胞周期2001年诺贝尔生理学/医学奖得主2001年诺贝尔生理学与医学奖:◆利兰·哈特韦尔发现了控制细胞周期的基因，其中一种被称为“START”的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。◆保罗·纳西的贡献是发现了CDK。◆蒂莫西·亨特的贡献是发现了调节CDK的功能物质CYCLIN.细胞周期时相及类型细胞周期的时相◆G1期(Gap1phase),即从M期结束到S期开始前的一段间歇期;◆S期,即DNA合成期(DNAsyntheticphas

3、e);◆G2期(Gap2phase),即DNA合成后(S期)到有丝分裂前的一个间歇期;◆M期,即有丝分裂期(mitosisphase)。不一定每种细胞都有四个时期，如胚胎细胞没有G1期。胚细胞周期细胞周期时相细胞周期和细胞类群◆持续分裂细胞◆终端分化细胞永久性失去了分裂能力的细胞。◆G0细胞又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期,不进行增殖,也叫静止细胞群,如某些免疫淋巴细胞,肝,肾细胞等。细胞周期的研究方法细胞同步化(synchronization)培养物中的所有细胞都处于细胞周期的相同阶段，称为细胞的同步化。选择同步法(select

4、ionsynchrony)●有丝分裂选择法：根据细胞在细胞周期的不同阶段的生理变化设计的一种方法。●细胞沉降分离法：用于悬浮培养的细胞。由于细胞在其周期过程中,体积逐渐增大,所以处于细胞周期不同阶段的细胞体积不同。诱导同步法(inductionsynchrony)DNA合成阻断技术(thymidineblocktechnique)：高浓度的胸腺嘧啶能够阻断DNA合成所需的核苷酸的合成,因此将细胞群体培养在具有高浓度的胸腺嘧啶的培养液，可获得同步化的细胞。中期阻断法:某些药物，如秋水仙素可抑制微管的聚合,因而抑制有丝分裂器的形成,将细

5、胞阻断在有丝分裂的中期。条件突变(conditionalmutants)在正常条件下，细胞表现出正常功能，但在某些条件下，功能出现异常，表现出突变的表型，将此类突变体称为条件突变体。利用条件突变体可研究细胞周期中的重要事件，发现细胞周期基因。例如温度敏感突变使细胞对于某种温度敏感，这样可用正常温度培养细胞而用突变温度来研究突变的事件。细胞周期各时相的合成活动◆G1期(Gap1phase)◆S期(synthesisphase)◆G2期(Gap2phase)◆M期G1期:此期主要合成rRNA、蛋白质、脂类和碳水化合物。在G1期的后期,D

6、NA合成酶的活性大大增加。S期:除了DNA合成外,同时还会合成组蛋白,DNA复制所需的酶都在这一时期合成。DNA的合成和组蛋白的合成在时间上是同步的G2期:是DNA合成的后期。在这一时期,主要是大量合成ATP、RNA、蛋白质,包括微管蛋白和成熟促进因子MPF(maturationpromotingfactor)等，为有丝分裂作准备。M期:从细胞分裂开始到结束所经历的过程,也就是从染色体的凝缩、分离到平均分配到两个子细胞为止。分裂后,S期合成的DNA减半。这一期的特点是RNA合成停止,蛋白质合成减少,以及染色体高度螺旋化。有丝分裂◆有

7、丝分裂是指整个细胞分裂,包括核分裂和胞质分裂两个过程。◆核分裂主要是通过纺锤丝的形成和运动，以及染色体的形成，把在S期已经复制好了的DNA平均分配到两个子细胞，以保证遗传的连续性和稳定性。由于这一时期的主要特征出现纺锤丝，故称为有丝分裂。动物细胞有丝分裂各阶段◆前期(prophase)前期发生的主要事件有四个:染色体的凝集、分裂极的确定、核仁的消失和核膜的解体。G2期的主要特征前期的主要特征◆早中期(prometaphase)●在此时期,核周围的纺锤体侵入细胞核的中心区,一部分纺锤体微管的自由端最终结合到着丝点上,形成动粒微管。●前

8、中期的特征是染色体剧烈地活动,个别染色体剧烈地旋转、振荡、徘徊于两极之间。早中期的主要特征◆中期(metaphase)●染色体进一步凝缩,并移到赤道附近,排列在赤道板●姐妹染色单体的着丝粒分别与一条或多条来自对面的纤维结合,成为被争夺