細(xì)胞分裂期紡錘體的組裝

1、細(xì)胞分裂期紡錘體的組裝細(xì)胞分裂期紡錘體的組裝 二、紡錘體裝配的主要途徑 一、有絲分裂紡錘體的分子構(gòu)成 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 三、染色體與微觀結(jié)合的分子機(jī)制研究 四、激酶在紡錘體裝配中的作用 五、紡錘體裝配異常與腫瘤發(fā)生一、有絲分裂紡錘體的分子構(gòu)成一、有絲分裂紡錘體的分子構(gòu)成紡錘體（紡錘體（spindle）紡錘體結(jié)構(gòu)組成 中心體微管結(jié)構(gòu) 染色體 相關(guān)蛋白概念（concept）：由微管和微管蛋白組成的參與染色體向極移 動(dòng)的紡錘式的結(jié)構(gòu)。主要組成部分微管結(jié)構(gòu)的主要組織中心紡錘體裝配中的主要研究方法在紡錘體裝配中發(fā)揮重要功能功能遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)紡錘體的形態(tài)結(jié)構(gòu)紡錘體的形態(tài)結(jié)構(gòu)（一）微觀是紡錘體動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的

2、主要組成部（一）微觀是紡錘體動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的主要組成部分分微管微管(microtuble)紡錘體是一種微管構(gòu)成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，其作用是在分裂細(xì)胞中牽引染色體到達(dá)分裂極。微管微管形成紡錘體形成紡錘體紡錘體微管從紡錘體兩級(jí)發(fā)散出來，兩級(jí)處的微管被稱為微管負(fù)端，而從兩級(jí)發(fā)散出來的微管的另一端被稱為微管正端。紡錘體微管主要分為三類：星體微管、極間微管、動(dòng)力微管微管的兩個(gè)重要特點(diǎn)微管的兩個(gè)重要特點(diǎn)：高度動(dòng)態(tài)性微管結(jié)構(gòu)的極性受微管結(jié)合蛋白（MAP）的調(diào)節(jié)微管由微管蛋白異源二聚體頭尾排列組成結(jié)合在微管表面，向不同方向運(yùn)輸其底物的馬達(dá)打不敗保證紡錘體微管組裝和染色體分離的正常進(jìn)行列Dynein蛋白Knesin蛋白（二）

3、中心體是體細(xì)胞紡錘體微管的主要組織中心（二）中心體是體細(xì)胞紡錘體微管的主要組織中心紡錘體的分子構(gòu)成概念：中心體是動(dòng)物細(xì)胞中的主要的微管組織中心。它由一對(duì)相互垂直的中心粒（centrioles）及其周圍的基質(zhì)構(gòu)成。中心粒由微管構(gòu)成，呈圓筒狀結(jié)構(gòu)外圍基質(zhì)的主要成分是微管蛋白。中心體和外圍的微管合成為星體，星體參與紡錘體的裝配中心體周期（centrosome cycle）：G1期末復(fù)制；G2期移向細(xì)胞兩極，并組織星體和紡錘體；細(xì)胞分裂結(jié)束，分布在兩個(gè)子細(xì)胞中。（三）染色體在紡錘體裝配中發(fā)揮重要的功能（三）染色體在紡錘體裝配中發(fā)揮重要的功能染色體能夠并穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu)。多種在紡錘體裝配過程中發(fā)揮重要功能的

4、蛋白質(zhì) 定位在染色體上。每條染色單體都具有一個(gè)動(dòng)力結(jié)構(gòu)。v 動(dòng)粒：是位于著絲粒兩側(cè)由蛋白質(zhì)構(gòu)成的三層盤狀或球狀結(jié)構(gòu)。和紡錘體相連，與染色體的向極移動(dòng)有關(guān)。v 動(dòng)粒的結(jié)構(gòu)：內(nèi)層（著絲粒染色質(zhì)） 中層（細(xì)纖維橫跨） 外層（微管）（四）紡錘體的主要研究方法（四）紡錘體的主要研究方法功能遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)功能遺傳學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)遺傳學(xué)：通過篩選出有絲分裂明顯缺陷的基因突變體，研究該基因所表達(dá)的蛋白質(zhì)在有絲分裂期中的作用。蛋白質(zhì)組學(xué)：以蛋白質(zhì)的生化特點(diǎn)為基礎(chǔ)，篩選一些具有特定定位的蛋白。紡錘體裝配機(jī)制的研究的新階段：液相色譜 、蛋白質(zhì)質(zhì)譜等試驗(yàn)方法二、紡錘體裝配的主要途徑二、紡錘體裝配的主要途徑中心體在S

5、期進(jìn)行復(fù)制，前期初兩對(duì)染色體移向兩極開始組裝紡錘體。紡錘體的組裝過程紡錘體的組裝過程（一）經(jīng)典模型：尋找和捕捉模型紡錘體裝配的兩種模型：（二）紡錘體自我裝配模型（三）Ran在紡錘體裝配中發(fā)揮重要作用Ran在紡錘體裝配中發(fā)揮重要作用在紡錘體裝配中發(fā)揮重要作用第三節(jié)第三節(jié) 染色體與微管結(jié)合的分子機(jī)制研染色體與微管結(jié)合的分子機(jī)制研究究（一）動(dòng)力和微觀結(jié)合的分子機(jī)制動(dòng)粒的組裝及動(dòng)粒捕獲微管前期末，動(dòng)粒開始在著絲粒處組裝，中期組裝成熟動(dòng)力和微觀間的結(jié)合缺陷原因Ndc80蛋白復(fù)合體蛋白質(zhì)Spc25Spc24NUf2Ndc80/Hecl一是染色體動(dòng)力結(jié)構(gòu)裝配的異常二是動(dòng)力和微管結(jié)合過程異常在動(dòng)力和微管結(jié)合過

6、程中發(fā)揮重要作用在各個(gè)物種中均比較保守微管正端結(jié)合蛋白（+TIPs）是動(dòng)力和微管結(jié)合過程中發(fā)揮作用的另一種重要蛋白。（列CLASP）CLASP能夠調(diào)節(jié)動(dòng)力微管的動(dòng)態(tài)變化，從而促進(jìn)動(dòng)力和微管的結(jié)合）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CLASP這個(gè)過程對(duì)染色體的正常分離有重要意義動(dòng)粒CENP-F類蛋白HCP-1和HCP-2可以直接與微管結(jié)合 是調(diào)控微粒和微管結(jié)合的重要蛋白（二）微管動(dòng)粒的糾錯(cuò)機(jī)制染色體正確分離的步驟雙擊紡錘體形成有動(dòng)粒微管調(diào)控一系列復(fù)雜的染色體運(yùn)動(dòng)并最終將染色體排列到赤道板上染色體通過動(dòng)粒連接到紡錘體上染色單體的動(dòng)粒必須與源自兩級(jí)中心體的紡錘體微管分別結(jié)合還可能存在微管和動(dòng)力結(jié)合的形式：一條染色體上的兩個(gè)動(dòng)

7、粒都和來自一個(gè)紡錘體級(jí)的微管動(dòng)粒結(jié)合1.一條染色體上的其中一個(gè)動(dòng)粒和兩個(gè)紡錘體級(jí)發(fā)散出的動(dòng)粒微管均有結(jié)合細(xì)胞中確保紡錘體微管和動(dòng)粒結(jié)合過程中正確進(jìn)行的兩種機(jī)制一檢驗(yàn)點(diǎn)機(jī)制 二修正機(jī)制AuroraB對(duì)于微管和動(dòng)粒結(jié)合錯(cuò)誤的糾錯(cuò)機(jī)制NEK激酶 爪蛙 、芽殖酵母AuroraB和MCAK在動(dòng)力和微管糾錯(cuò)機(jī)制中的作用 四、激酶在紡錘體裝配中的作用PIk1在紡錘體裝配過程中的功能研究進(jìn)展MTOC （嚴(yán)格控制中心粒的數(shù)目以及它的成熟和分離是染色體正常分離的先決條件） P1k12.Aurora A激酶在紡錘體裝配中的作用由兩部分組成：一部分位于中心體外機(jī)制； 一部分 位于紡錘體微管。作用（1）G2期開始，Au

8、rora A定位到中心體外基質(zhì)上，并且被LIM蛋白Ajuba激活，進(jìn)而促進(jìn)中心體的成熟（2）通過定位于微管上的Aurora A體現(xiàn)出來。 注：紡錘體裝配過程中，蛋白質(zhì)的修飾也同樣發(fā)揮重要作用蛋白質(zhì)的磷酸化是最重要的修飾（其關(guān)鍵作用的CDK激酶）五、紡錘體裝配異常與腫瘤發(fā)生五、紡錘體裝配異常與腫瘤發(fā)生紡錘體的裝配異常與腫瘤的發(fā)生有著密切的聯(lián)系若細(xì)胞細(xì)胞有絲分裂不能正常裝配，在正常情況下將導(dǎo)致紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)的激活，從而使細(xì)胞阻滯在有絲分裂期在紡錘體裝配發(fā)生異常的情況下，細(xì)胞能夠繼續(xù)分裂，但可導(dǎo)致自細(xì)胞非整數(shù)倍的出現(xiàn)從而出發(fā)腫瘤的發(fā)生。中心體功能異常將導(dǎo)致紡錘體的不正常裝配，可誘發(fā)腫瘤發(fā)生染色體動(dòng)粒蛋白在對(duì)于防止腫瘤發(fā)生也具有重要意義染色體動(dòng)粒蛋白根據(jù)功能分類：v紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)相關(guān)蛋白Mad1 Mad2 Bube BubR1動(dòng)粒和微管結(jié)合相關(guān)蛋白Hec1對(duì)于降低紡錘體的異常以及減少腫瘤發(fā)生的概率都有重要意義當(dāng)紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生問題，腫瘤發(fā)生概率將大大增加1 .紡錘體裝配過程中，動(dòng)粒和微管結(jié)合失去了監(jiān)控和修復(fù)機(jī)制2 .當(dāng)發(fā)生紡錘體裝配異常，細(xì)胞將不能在紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)的作用下誘導(dǎo)凋亡 小小 結(jié)結(jié)細(xì)胞有絲分裂期的紡錘體的組成與功能細(xì)胞有絲分裂期的紡錘體的組成與功能紡錘