細胞分裂期紡錘體的組裝

1、細胞分裂期紡錘體的組裝細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）微觀是紡錘體動態(tài)結(jié)構(gòu)的

2、主要組成部（一）微觀是紡錘體動態(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)成的動態(tài)結(jié)構(gòu)，其作用是在分裂細胞中牽引染色體到達分裂極。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發(fā)散出來，兩級處的微管被稱為微管負端，而從兩級發(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、動力微管微管的兩個重要特點微管的兩個重要特點：高度動態(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，向不同方向運輸其底物的馬達打不敗保證紡錘體微管組裝和染色體分離的正常進行列Dynein蛋白Knesin蛋白（二）

3、中心體是體細胞紡錘體微管的主要組織中心（二）中心體是體細胞紡錘體微管的主要組織中心紡錘體的分子構(gòu)成概念：中心體是動物細胞中的主要的微管組織中心。它由一對相互垂直的中心粒（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期移向細胞兩極，并組織星體和紡錘體；細胞分裂結(jié)束，分布在兩個子細胞中。（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動力結(jié)構(gòu)。v 動粒：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有關(guān)。v 動粒的結(jié)構(gòu)：內(nèi)層（著絲粒染色質(zhì)） 中層（細纖維橫跨） 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)的生化特點為基礎(chǔ)，篩選一些具有特定定位的蛋白。紡錘體裝配機制的研究的新階段：液相色譜 、蛋白質(zhì)質(zhì)譜等試驗方法二、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、期進行復(fù)制，前期初兩對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)合的分子機制研染色體與微管結(jié)合的分子機制研究究（一）動力和微觀結(jié)合的分子機制動粒的組裝及動粒捕獲微管前期末，動粒開始在著絲粒處組裝，中期組裝成熟動力和微觀間的結(jié)合缺陷原因Ndc80蛋白復(fù)合體蛋白質(zhì)Spc25Spc24NUf2Ndc80/Hecl一是染色體動力結(jié)構(gòu)裝配的異常二是動力和微管結(jié)合過程異常在動力和微管結(jié)合過

6、程中發(fā)揮重要作用在各個物種中均比較保守微管正端結(jié)合蛋白（+TIPs）是動力和微管結(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)動力微管的動態(tài)變化，從而促進動力和微管的結(jié)合）實驗發(fā)現(xiàn)CLASP這個過程對染色體的正常分離有重要意義動粒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）微管動粒的糾錯機制染色體正確分離的步驟雙擊紡錘體形成有動粒微管調(diào)控一系列復(fù)雜的染色體運動并最終將染色體排列到赤道板上染色體通過動粒連接到紡錘體上染色單體的動粒必須與源自兩級中心體的紡錘體微管分別結(jié)合還可能存在微管和動力結(jié)合的形式：一條染色體上的兩個動

7、粒都和來自一個紡錘體級的微管動粒結(jié)合1.一條染色體上的其中一個動粒和兩個紡錘體級發(fā)散出的動粒微管均有結(jié)合細胞中確保紡錘體微管和動粒結(jié)合過程中正確進行的兩種機制一檢驗點機制 二修正機制AuroraB對于微管和動粒結(jié)合錯誤的糾錯機制NEK激酶 爪蛙 、芽殖酵母AuroraB和MCAK在動力和微管糾錯機制中的作用 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展MTOC （嚴格控制中心粒的數(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，進而促進中心體的成熟（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)系若細胞細胞有絲分裂不能正常裝配，在正常情況下將導(dǎo)致紡錘體裝配檢驗點的激活，從而使細胞阻滯在有絲分裂期在紡錘體裝配發(fā)生異常的情況下，細胞能夠繼續(xù)分裂，但可導(dǎo)致自細胞非整數(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)生染色體動粒蛋白在對于防止腫瘤發(fā)生也具有重要意義染色體動粒蛋白根據(jù)功能分類：v紡錘體裝配檢驗點相關(guān)蛋白Mad1 Mad2 Bube BubR1動粒和微管結(jié)合相關(guān)蛋白Hec1對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)紡錘體檢驗點發(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，動粒和微管結(jié)合失去了監(jiān)控和修復(fù)機制2 .當(dāng)發(fā)生紡錘體裝配異常，細胞將不能在紡錘體裝配檢驗點的作用下誘導(dǎo)凋亡 小小 結(jié)結(jié)細胞有絲分裂期的紡錘體的組成與功能細胞有絲分裂期的紡錘體的組成與功能紡錘