chapter10-醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)ppt課件

1、第十章 細(xì)胞的增殖 細(xì)胞增殖cell proliferation 經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂來(lái)獲得與母細(xì)胞具有一樣遺傳特性的子細(xì)胞，并使細(xì)胞數(shù)目添加的過(guò)程。.第一節(jié) 細(xì)胞增殖方式 一. 無(wú)絲分裂a(bǔ)mitosis 定義是一種細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)直接分 裂的方式。也稱直接分裂。 具有無(wú)絲分裂的細(xì)胞類型 單細(xì)胞生物常見 高等哺乳動(dòng)物 高度分化細(xì)胞 創(chuàng)傷修復(fù)細(xì)胞 病理代償細(xì)胞. 過(guò)程 特點(diǎn)：遺傳物質(zhì)不一定均等分配。.二. 有絲分裂mitosis 也稱間接分裂，是真核細(xì)胞增殖的主要方式。 分期：前，中，后，末。 特點(diǎn)：分裂過(guò)程中構(gòu)成有絲分裂器，確保將復(fù)制后的染色體準(zhǔn)確地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。.中心粒星射線著絲點(diǎn)絲赤道板染色

2、體有絲分裂器中心球極絲自在絲中心體.G2 OF INTERPHASEPROPHASEPROMETAPHASECentrosomes(with centriole pairs)Chromatin(duplicated)Early mitoticspindleAsterCentromereFragmentsof nuclearenvelopeKinetochoreNucleolusNuclearenvelopePlasmamembraneChromosome, consistingof two sister chromatidsKinetochore microtubule Nonkinetoch

3、oremicrotubules.METAPHASEANAPHASETELOPHASE AND CYTOKINESISSpindleMetaphaseplateNucleolusformingCleavagefurrowNuclear envelopeformingCentrosome at one spindle poleDaughter chromosomes.The stages of mitosis.三. 減數(shù)分裂meiosis 是有性繁衍的有機(jī)體成熟時(shí)，在生殖細(xì)胞中發(fā)生的特殊分裂方式。也稱成熟分裂 。 過(guò)程 特點(diǎn)：在分裂過(guò)程中，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，結(jié)果染色體數(shù)目減半。.減數(shù)分

4、裂與有絲分裂的比較.第二節(jié) 細(xì)胞周期 cell cycle 延續(xù)分裂的細(xì)胞從前一次分裂終了到下一次分裂終了所閱歷的過(guò)程。.一.細(xì)胞周期的劃分 G1期 DNA合成前期 間期 S期 DNA合成期 interphase G2期 DNA合成后期 前期prophase 分裂期 中期metaphase M期 后期anaphase 末期telophase.二. 細(xì)胞周期時(shí)間cell cycle time每一次細(xì)胞周期所需求的時(shí)間。 在細(xì)胞周期時(shí)間中，S+G2+M的時(shí)間變化小，G1時(shí)間差別能夠很大。 例小鼠食管上皮細(xì)胞TC=115hr，TG1=103hr，TS+G2+M=12hr小鼠十二指腸上皮細(xì)胞TC=15

5、hr，TG1=6hr，TS+G2+M=9hr .普通說(shuō)來(lái)，T間期TM，在間期中，TG1最長(zhǎng)，變化較大，TS較長(zhǎng)，TG2較短。TC主要取決于TG1。.三、細(xì)胞周期各時(shí)相的特點(diǎn)一G1期DNA合成前期：1.制造產(chǎn)生三種RNA及核糖體,RNA及蛋白質(zhì)的合成處于高程度。2.合成DNA復(fù)制所需求的前體物質(zhì)和酶類,如脫氧核苷酸和胸苷激酶等。3.有絲分裂抑制因子、cAMP的含量明顯升高。.G1期的控制點(diǎn)R點(diǎn) 由于R點(diǎn)的控制，細(xì)胞進(jìn)入G1期后，能夠出現(xiàn)三種出路 增殖細(xì)胞也稱周期細(xì)胞，能經(jīng)過(guò)R點(diǎn)進(jìn)入S期。如生殖腺細(xì)胞，骨髓細(xì)胞 不再增殖細(xì)胞也稱終端分化細(xì)胞。如神經(jīng)細(xì)胞，心肌細(xì)胞。 暫不增殖細(xì)胞也稱G0期細(xì)胞。如肝

6、細(xì)胞，某些免疫淋巴細(xì)胞。.二S期S期：是從DNA合成開場(chǎng)到DNA合成終了的全過(guò)程。1.進(jìn)展DNA的復(fù)制2.不斷合成新的Pr，如與DNA復(fù)制相關(guān)的酶及組蛋白等。. 三G2期G2期是從DNA合成終了到分裂期開場(chǎng)前的階段。1.為細(xì)胞分裂預(yù)備物質(zhì)條件。2.加速合成新的RNA和蛋白質(zhì),其中最主要的是合成有絲分裂因子和微管蛋白等有絲分裂器的組分。.MG1G2SR點(diǎn)RNAPro DNA聚合酶 DNA組蛋白R(shí)NAProPMAT三 細(xì)胞周期各時(shí)期的動(dòng)態(tài).四、細(xì)胞周期的調(diào)控1960s Leland Hartwell從芽殖酵母分別出幾十個(gè)與細(xì)胞分裂有關(guān)的基因(cell division cycle gene，CDC

7、)提出了checkpoint細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)的概念 .1970s Paul Nurse等人以裂殖酵母為實(shí)驗(yàn)資料，同樣發(fā)現(xiàn)了許多細(xì)胞周期調(diào)控基因，如：裂殖酵母cdc2、cdc25的突變型芽殖酵母細(xì)胞周期 .Cdc25表達(dá)缺乏，細(xì)胞長(zhǎng)得過(guò)長(zhǎng)而不分裂；Wee1表達(dá)缺乏，細(xì)胞很小就開場(chǎng)分裂了 .1983年Timothy Hunt初次發(fā)現(xiàn)海膽卵受精后，在其卵裂過(guò)程中兩種蛋白質(zhì)的含量隨細(xì)胞周期猛烈振蕩，在每一輪間期開場(chǎng)所成，G2/M時(shí)到達(dá)頂峰，M終了后忽然消逝，下輪間期又重新合成，故命名為周期蛋白(cyclin)。 .1988年M. J. Lohka 純化了爪蟾的MPF，經(jīng)鑒定由32KD和45KD兩種蛋白組

8、成，二者結(jié)合可使多種蛋白質(zhì)磷酸化。Paul Nurse1990進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明P32是CDC2的同源物，P45是cyclinB的同源物。2001年10月8日美國(guó)LelandHartwell、英國(guó)Paul Nurse、TimothyHunt細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)理的研討榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 .MPF=CDC2+Cyclin B .2001年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者 .一細(xì)胞周期基因細(xì)胞增殖的周期景象是由于基因按一定順序進(jìn)展基因表達(dá)的結(jié)果細(xì)胞分裂周期基因cell division cycle genes，cdc在細(xì)胞周期的不同階段，構(gòu)成不同的基因產(chǎn)物酶、受體、載體等功能性蛋白質(zhì)調(diào)理代謝進(jìn)程，以控制細(xì)胞的增

9、殖。 .在釀酒酵母中已確定了一些cdc基因表達(dá)的順序及其能夠起的作用。.二細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)CDK分子的含量在細(xì)胞周期中是恒定的，但它的活性卻受周期蛋白的調(diào)控。目前發(fā)現(xiàn)的CDK在動(dòng)物中有7種。.三細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子CDKinhibitor，CKI對(duì)細(xì)胞周期起負(fù)調(diào)控作用。CKI分兩大家族：Ink4(Inhibitor of cdk 4)，如P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d，特異性抑制cdk4cyclin D1、cdk6cyclin D1復(fù)合物。Kip(Kinase inhibition

10、 protein)：包括P21cip1 (cyclin inhibition protein 1)、P27kip1(kinase inhibition protein 1)、P57kip2等，能抑制大多數(shù)CDK的激酶活性。.P21cip1抑制CDK和PCNA P21cip1還能與DNA聚合酶的輔助因子PCNA結(jié)合，直接抑制DNA的合成。.四周期蛋白 Cyclin在細(xì)胞周期中周期性地產(chǎn)生和降解的蛋白質(zhì)，從而周期性地與CDK分子結(jié)合并調(diào)理CDK的活性目前從芽殖酵母、裂殖酵母和各類動(dòng)物中分別出的周期蛋白有30余種。.G1-S期， cyclinE與CDK2結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞經(jīng)過(guò)G1/S限制點(diǎn)而進(jìn)入S期。G2-M期，cyclinA、cyclinB與CDK1結(jié)合，CDK1使底物蛋白磷酸化、如將組蛋白H1磷酸化導(dǎo)致染色體凝縮，核纖層蛋白磷酸化使核膜解體等下游細(xì)胞周期事件。.Cyclin的周期性變化 .Cyclin D與CDK結(jié)合使Rb釋放結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子E2F .五細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn) 細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，是在一系列檢驗(yàn)點(diǎn)check point的嚴(yán)厲檢控下進(jìn)展，當(dāng)DNA發(fā)生損傷，復(fù)制不完全或紡錘體構(gòu)成不正常，周期將被阻斷。 .四個(gè)主要的檢驗(yàn)點(diǎn) .六生長(zhǎng)因子對(duì)細(xì)胞增殖的影響 生