有絲分裂前半段詳解演示文稿

有絲分裂前半段詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共67頁(yè)。優(yōu)選有絲分裂前半段當(dāng)前2頁(yè)，總共67頁(yè)。第一節(jié)有絲分裂調(diào)控的原則當(dāng)前3頁(yè)，總共67頁(yè)。一、磷酸化和蛋白酶解控制了整個(gè)

有絲分裂進(jìn)程磷酸化和蛋白酶解是控制有絲分裂事件的兩大主要調(diào)控機(jī)制。磷酸化是一種快速可逆的蛋白修飾，對(duì)于控制可逆的有絲分裂進(jìn)程十分理想，如紡錘體組裝在有絲分裂的前半段被Cdks啟動(dòng)，而在有絲分裂的后半段因Cdks的失活而被逆轉(zhuǎn)。蛋白酶解對(duì)于控制無(wú)需逆轉(zhuǎn)的事件非常理想。如有絲分裂后半段周期蛋白的蛋白酶解，導(dǎo)致了Cdk1不可逆的滅活，從而阻止了有絲分裂前半段事件的再次發(fā)生。當(dāng)前4頁(yè)，總共67頁(yè)。一、磷酸化和蛋白酶解控制了

整個(gè)有絲分裂進(jìn)程Cdks：磷酸化：驅(qū)動(dòng)紡錘體組裝和姊妹染色單體的排列激活A(yù)PCCdc20泛素-蛋白連接酶降解安全子降解周期蛋白當(dāng)前5頁(yè)，總共67頁(yè)。二、有絲分裂的兩個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)

一個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)在G2/M邊界，它控制著有絲分裂的進(jìn)入。細(xì)胞周期進(jìn)程通常在此處被有絲分裂周期蛋白-Cdk復(fù)合物的激活而啟動(dòng)。第二個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)位于中后期轉(zhuǎn)換點(diǎn)，進(jìn)程在該處受到APCCdc20激活的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)前6頁(yè)，總共67頁(yè)。二、有絲分裂的兩個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)如果染色體DNA受損或沒(méi)有完全復(fù)制，大部分真核生物會(huì)將細(xì)胞周期進(jìn)程阻滯在G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)，以阻止損傷的或不完整的染色體被分配到子細(xì)胞中。通過(guò)阻止有絲分裂Cdks的激活，損傷的DNA或停止的復(fù)制叉發(fā)出抑制信號(hào)以阻斷有絲分裂的進(jìn)入。如果損傷得以修復(fù)或者復(fù)制完成的話，抑制信號(hào)便會(huì)撤銷，Cdks被激活，有絲分裂重新開(kāi)始。當(dāng)前7頁(yè)，總共67頁(yè)。二、有絲分裂的兩個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)如果姊妹染色單體沒(méi)有正確地附著于紡錘體，動(dòng)粒便會(huì)發(fā)出抑制信號(hào)來(lái)阻斷APCCdc20的激活，有絲分裂進(jìn)程也可被阻斷在中后期轉(zhuǎn)換點(diǎn)，從而阻止后期及有絲分裂的退出，直到出現(xiàn)正確的紡錘體附著。當(dāng)前8頁(yè)，總共67頁(yè)。第二節(jié)周期蛋白A和B控制的有絲分裂當(dāng)前9頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B真核細(xì)胞在進(jìn)入M期時(shí)，經(jīng)歷了劇烈的重新組織化的過(guò)程。尤其是多細(xì)胞生物，當(dāng)細(xì)胞組裝紡錘體，以及準(zhǔn)備姊妹染色單體的分離時(shí)，幾乎每個(gè)亞細(xì)胞器和大分子結(jié)構(gòu)都得以重建或有所改變。顯而易見(jiàn)的是，所有這些過(guò)程都依賴于一組重要的調(diào)節(jié)因子：有絲分裂周期蛋白-Cdk復(fù)合物。當(dāng)前10頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B多細(xì)胞真核生物中，主要由兩種周期蛋白控制有絲分裂：周期蛋白A和周期蛋白B。另外還有第三種蛋白，周期蛋白B3，在某些生物體中也能控制有絲分裂，但并不關(guān)鍵。每個(gè)周期蛋白單獨(dú)的功能還不明確，而且不同類型的蛋白，它們的相對(duì)重要性在物種中差別很大。當(dāng)前11頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B果蠅也有一套周期蛋白A，B和B3。它們都參與了有絲分裂的進(jìn)程，但相對(duì)重要性存在差異。周期蛋白A是最有力的有絲分裂刺激因子。周期蛋白B的能力居于中間，而周期蛋白B3的功能相對(duì)較小。對(duì)突變胚胎的嚴(yán)格檢查表明，不同的周期蛋白具有某些特定的功能。如周期蛋白A，似乎在染色體凝聚的時(shí)候特別重要，而周期蛋白B對(duì)于有絲分裂紡錘體的組裝似乎更重要些。當(dāng)前12頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B周期蛋白A是S期的重要調(diào)節(jié)因子，在S期早期升高，并持續(xù)上升，直到核膜崩解后蛋白被降解。周期蛋白B水平在細(xì)胞到達(dá)有絲分裂時(shí)上升，與之相聯(lián)系的Cdk活性在前期急劇增加。周期蛋白B在中期被降解。。當(dāng)前13頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B脊椎動(dòng)物的周期蛋白A以兩種形式存在，周期蛋白A1和周期蛋白A2，每一個(gè)由單獨(dú)的基因編碼。周期蛋白A1在精子細(xì)胞和早期胚胎細(xì)胞中表達(dá)，是在蛙胚細(xì)胞中的被研究的周期蛋白A形式（其搭檔是Cdk1）。缺乏周期蛋白A1的小鼠能夠存活，但雄性不育，這是由于生精過(guò)程中第一次減數(shù)分裂存在著缺陷。當(dāng)前14頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B周期蛋白A2在發(fā)育早期和成體組織中表達(dá)，缺乏這一蛋白的小鼠胚胎早期致死。周期蛋白A2是通常在培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞中被研究的周期蛋白A形式（其搭檔是Cdk2）。由于兩類周期蛋白A亞型在細(xì)胞周期功能上沒(méi)有明顯差異，我們通常不將它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。當(dāng)前15頁(yè)，總共67頁(yè)。一、細(xì)胞周期蛋白A和細(xì)胞周期蛋白B脊椎動(dòng)物cycinB也以兩種形式存在----周期蛋白B1和周期蛋白B2。這兩種形式在蛙胚細(xì)胞和培養(yǎng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中都存在，兩者都呈現(xiàn)典型的有絲分裂表達(dá)模式，都只結(jié)合Cdk1。缺乏cylcinB2的小鼠可存活，而周期蛋白B1缺失則導(dǎo)致早期胚胎致死。這個(gè)證據(jù)以及其他一些證據(jù)表明，兩種蛋白中，周期蛋白B1更為重要。當(dāng)前16頁(yè)，總共67頁(yè)。二、周期蛋白B1-Cdk1復(fù)合物的

細(xì)胞核轉(zhuǎn)位哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，兩種形式的周期蛋白B定位不同。在整個(gè)G2期和有絲分裂期，周期蛋白B2與高爾基器的膜相結(jié)合。周期蛋白B1在G2期位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。在早前期，當(dāng)周期蛋白B1-Cdk1復(fù)合物首次被激活時(shí)，其仍然停留在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，并且主要集中在位于細(xì)胞核外正開(kāi)始分離的復(fù)制過(guò)的中心體處。在前期的末段，大部分活性復(fù)合物陡然轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)，參與促進(jìn)核膜崩解。很快，核膜破裂，周期蛋白B1-Cdk1分散于整個(gè)細(xì)胞中。當(dāng)前17頁(yè)，總共67頁(yè)。三、周期蛋白A和B驅(qū)動(dòng)不同的

有絲分裂事件有絲分裂中最早的核內(nèi)事件——特別是染色體凝聚——可能由周期蛋白A-Cdk啟動(dòng)，因?yàn)檫@些復(fù)合物與周期蛋白B-Cdk1不同，它們?cè)谇捌诘脑缍尉途哂谢钚?，且完全分布在?xì)胞核內(nèi)。也有證據(jù)表明，在注射周期蛋白A-Cdk2蛋白抑制劑的人類細(xì)胞中，染色體凝聚可以被阻斷——甚至反轉(zhuǎn)。周期蛋白A-Cdk復(fù)合物也能促進(jìn)周期蛋白B-Cdk復(fù)合物的激活。CDC25當(dāng)前18頁(yè)，總共67頁(yè)。三、周期蛋白A和B驅(qū)動(dòng)不同的

有絲分裂事件周期蛋白B-Cdk1能促進(jìn)一些主要的有絲分裂事件，這些事件在前期稍晚（中心體分離）以及之后(核膜崩解和紡錘體組裝)發(fā)生。周期蛋白B-Cdk1也能促進(jìn)染色體凝聚的完成。與周期蛋白A-Cdk2效果不同的是，周期蛋白B-Cdk1一旦開(kāi)始運(yùn)作，其作用不可逆轉(zhuǎn)。這種情況部分是由于周期蛋白B-Cdk1激活具有全或無(wú)的不可逆性。當(dāng)前19頁(yè)，總共67頁(yè)。當(dāng)前20頁(yè)，總共67頁(yè)。第三節(jié)Wee1和Cdc25對(duì)Cdks的調(diào)控當(dāng)前21頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活多種Wee1相關(guān)激酶與Cdc25相關(guān)磷酸酶控制了動(dòng)物細(xì)胞中Cdk1活性當(dāng)前22頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活脊椎動(dòng)物細(xì)胞含有三種Cdc25，稱為Cdc25A，Cdc25B，Cdc25C。所有這些酶均能在有絲分裂中激活周期蛋白B-Cdk1，但不清楚是否每一個(gè)酶都是必需的。將Cdc25B和Cdc25C基因進(jìn)行雙缺失，對(duì)小鼠細(xì)胞沒(méi)有明顯的影響，證明單個(gè)Cdc25A的激活（伴隨Myt1和Wee1的抑制）足以允許正常進(jìn)入有絲分裂。盡管如此，Cdk1調(diào)控的強(qiáng)度可能依賴于三種Cdc25異構(gòu)體的存在。當(dāng)前23頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活在有絲分裂之前和過(guò)程中，脊椎動(dòng)物的三種Cdc25異構(gòu)體呈現(xiàn)出不同的活性模式，這提示它們?cè)贑dk1激活方面具有特定的功能。Cdc25B激活較早，因而可能參與了Cdk1激活的起始。Cdc25B的水平和活性在晚S期和G2期上升，前期達(dá)到頂峰，前中期開(kāi)始下降。前期細(xì)胞中，有部分Cdc25B定位在細(xì)胞質(zhì)，可與周期蛋白B-Cdk1復(fù)合物共定位，此時(shí)復(fù)合物首次被激活。當(dāng)前24頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活Cdc25A和Cdc25C在G2期是相對(duì)無(wú)活性，它們可在前期被陡然激活。因此這些磷酸酶對(duì)于Cdk1活性在有絲分裂前半段的急劇增加是非常重要的。Cdc25A和Cdc25C所處的位置都與周期蛋白B1-Cdk1十分接近：Cdec25A：主要定位在細(xì)胞核內(nèi)，還有小部分定位在細(xì)胞質(zhì)。Cdc25C：與周期蛋白B1-Cdk1一樣，在早前期駐留在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，而在前期的末段轉(zhuǎn)移入核。當(dāng)前25頁(yè)，總共67頁(yè)。第四節(jié)有絲分裂期周期蛋白B-Cdk1的開(kāi)關(guān)樣激活當(dāng)前26頁(yè)，總共67頁(yè)。一、有絲分裂Cdk1的激活包括了

多個(gè)正反饋環(huán)正反饋環(huán)：有絲分裂Cdk1激活的核心當(dāng)前27頁(yè)，總共67頁(yè)。二、周期蛋白B-Cdk1的活化與

Cdc25B和周期蛋白A-Cdk磷酸酶Cdc25B僅有Cdc25B單獨(dú)就有足夠的活性來(lái)驅(qū)動(dòng)比小量Cdk1更多的激活，可以使Cdc25A和Cdc25C激活或Myt1和Wee1抑制。這可以進(jìn)一步促進(jìn)Cdk1的去磷酸化，最終形成正反饋并將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到Cdk1活化的狀態(tài)。然而，Cdc25B并不是唯一的觸發(fā)機(jī)制，因?yàn)樾∈蠹?xì)胞沒(méi)有它也可正常分裂。 當(dāng)前28頁(yè)，總共67頁(yè)。二、周期蛋白B-Cdk1的活化與

Cdc25B和周期蛋白A-Cdk周期蛋白A-Cdk復(fù)合物：G2期末段細(xì)胞中周期蛋白A-Cdk活性能輔助磷酸化Cdc25A，Cdc25C，Myt1或Wee1，因此幫助啟動(dòng)激活周期蛋白B-Cdk1的正反饋環(huán)。人類細(xì)胞中周期蛋白A-Cdk2的抑制延遲了周期蛋白B-Cdk1的激活當(dāng)前29頁(yè)，總共67頁(yè)。二、周期蛋白B-Cdk1的活化與

Cdc25B和周期蛋白A-Cdk超敏感現(xiàn)象的抑制：反饋環(huán)可被一些小的、無(wú)規(guī)則波動(dòng)的外界輸入信號(hào)而偶然激發(fā)。存在過(guò)濾機(jī)制，來(lái)確保反饋環(huán)只有在合適的時(shí)候才開(kāi)始啟動(dòng)。還了解尚少。一個(gè)推測(cè)的可能性是過(guò)濾主要是通過(guò)在系統(tǒng)中的多個(gè)點(diǎn)使用多位點(diǎn)的磷酸化來(lái)實(shí)現(xiàn)。如Cdc25C的完全激活，只有當(dāng)被Cdks和Plk在多個(gè)位點(diǎn)被完全磷酸化時(shí)才可能發(fā)生。因此，當(dāng)Cdk或Plk活性產(chǎn)生小的，無(wú)規(guī)則的波動(dòng)而引起低水平的Cdc25C磷酸化時(shí)，Cdc25C激活不會(huì)發(fā)生。有可能的是，基底水平的磷酸酶活性也可去除這些磷酸化，以減少這些低水平的磷酸化。當(dāng)前30頁(yè)，總共67頁(yè)。第五節(jié)有絲分裂調(diào)節(jié)因子的亞細(xì)胞定位當(dāng)前31頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B1-Cdk1受到其

亞細(xì)胞定位變化的調(diào)節(jié)細(xì)胞周期控制的一個(gè)核心概念——也適用于一般意義上的細(xì)胞功能調(diào)節(jié)——是調(diào)控蛋白的功能不僅受到它們內(nèi)在活性變化的控制，也受到細(xì)胞內(nèi)定位變化的調(diào)節(jié)。周期蛋白B1-Cdk1進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)：在前期的末段瞬間進(jìn)入，大部分。周期蛋白B1-Cdk1停留在細(xì)胞質(zhì)：少部分，促進(jìn)其他有絲分裂的過(guò)程，如中心體的分開(kāi)和高爾基體的重構(gòu)。當(dāng)前32頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B1-Cdk1受到其

亞細(xì)胞定位變化的調(diào)節(jié)與大部分蛋白一樣，周期蛋白B1-Cdk1的核質(zhì)比率受到蛋白核輸入與核輸出相對(duì)比例的控制。在有絲分裂前，周期蛋白B1-Cdk1輸入的比率很低而輸出比率較高，因而產(chǎn)生凈的細(xì)胞質(zhì)定位。然而在前期的末段，輸入比率增加而輸出比率降低，使周期蛋白B1-Cdk1在細(xì)胞核內(nèi)聚集。Cdk1和Plk磷酸化周期蛋白B1和Cdc25C。這就遮蔽了兩個(gè)蛋白上的核輸出信號(hào)，減少了它們核輸出的比率當(dāng)前33頁(yè)，總共67頁(yè)。一、周期蛋白B1-Cdk1受到其

亞細(xì)胞定位變化的調(diào)節(jié)輸出受到稱為核輸出信號(hào)的短序列的引導(dǎo)，該序列主要定位在周期蛋白B1的氨基端區(qū)域，該序列能與攜帶周期蛋白B1-Cdk1出核的轉(zhuǎn)運(yùn)子蛋白Crm1結(jié)合。有絲分裂的早期，核內(nèi)輸出信號(hào)上的Ser113被磷酸化，從而阻斷了與Crm1的結(jié)合，減少了輸出比率。當(dāng)前34頁(yè)，總共67頁(yè)。二、Cdc25C定位受到磷酸化的調(diào)節(jié)Cdc25C的定位依賴于核輸入與輸出的相對(duì)比率。Cdc25C由不同的機(jī)制進(jìn)行輸入和輸出，但兩者都受到磷酸化的調(diào)節(jié)。與很多能在核質(zhì)穿梭的蛋白一樣，Cdc25C含有能與核輸入運(yùn)載體作用的核定位信號(hào)，以及能與Crm1輸出因子作用的核輸出信號(hào)，這些信號(hào)定位在蛋白氨基端區(qū)域的不同部位。Cdc25C在靠近核定位信號(hào)的Ser216（人）或Ser287（非洲爪蟾）被磷酸化，為稱為14-3-3的小磷酸化絲氨酸結(jié)合蛋白提供了結(jié)合位點(diǎn)，這就遮蔽了核定位信號(hào)，因而減少了Cdc25c的核輸入（不影響核輸出信號(hào)）當(dāng)前35頁(yè)，總共67頁(yè)。二、Cdc25C定位受到磷酸化的調(diào)節(jié)對(duì)作用于Ser216/287的激酶和磷酸酶的了解還比較少。磷酸化這一位點(diǎn)的兩個(gè)激酶，Chk1和Chk2，在DNA損傷后激活。它們對(duì)Ser216/287的磷酸化可能為DNA損傷而抑制有絲分裂的進(jìn)入提供了理論基礎(chǔ)。Cdc25C的核輸出信號(hào)位于靠近有絲分裂期啟動(dòng)Cdc25C激活的多個(gè)磷酸化位點(diǎn)處。這一區(qū)域的磷酸化——可能受Plk和Cdk1作用——不僅刺激了Cdc25C活性，也遮蔽了核輸出信號(hào)，從而減少了核輸出比率。Plk因此似乎也能同時(shí)促進(jìn)Cdc25C及其靶標(biāo)周期蛋白B1-Cdk1在細(xì)胞核內(nèi)積累和激活。當(dāng)前36頁(yè)，總共67頁(yè)。第七節(jié)Polo和Aurora蛋白激酶家族當(dāng)前37頁(yè)，總共67頁(yè)。一、Plks有助于控制紡錘體的組裝

及有絲分裂的退出很多其他蛋白激酶在有絲分裂起始時(shí)被激活并有助于控制一系列早期有絲分裂事件。這些有絲分裂激酶中最重要的是polo-like激酶，PlkauroraA和auroraB的蛋白激酶。當(dāng)前38頁(yè)，總共67頁(yè)。一、Plks有助于控制紡錘體的組裝

及有絲分裂的退出Plk的氨基端含有與其他激酶相似的蛋白激酶催化結(jié)構(gòu)域，Plk的羧基端則含有成為polo盒結(jié)構(gòu)域，它們能將激酶靶向到特定底物及亞細(xì)胞位置。polo盒結(jié)構(gòu)域?qū)τ谠诘鞍滋囟ㄐ蛄械慕z氨酸或蘇氨酸位點(diǎn)發(fā)生磷酸化的蛋白質(zhì)具有著高度的親和力。當(dāng)前39頁(yè)，總共67頁(yè)。一、Plks有助于控制紡錘體的組裝

及有絲分裂的退出Plk在有絲分裂早期被激活：基因表達(dá)增加。特定激活位點(diǎn)被磷酸化Plks也含有將自身靶向到泛素-蛋白連接酶APCCdh1的序列基序，可使自身在有絲分裂后半段及G1期發(fā)生時(shí)被蛋白酶解。當(dāng)前40頁(yè)，總共67頁(yè)。一、Plks有助于控制紡錘體的組裝

及有絲分裂的退出Plks在M期前半段和后半段都有著極廣泛的功能，尤其在紡錘體組裝和胞質(zhì)分裂過(guò)程中。Plk對(duì)于中心體分開(kāi)和兩極紡錘體的構(gòu)建是必需的。突變果蠅或裂殖酵母的Plk基因，將抗Plk的抗體注射入人或蛙胚胎，可以產(chǎn)生單極或異常的紡錘體。Plk在有絲分裂前半段定位于中心體處，在該位點(diǎn)可進(jìn)一步支持其功能發(fā)揮。當(dāng)前41頁(yè)，總共67頁(yè)。一、Plks有助于控制紡錘體的組裝

及有絲分裂的退出在有絲分裂后半段，有絲分裂Cdk1的失活需要有Plk發(fā)揮功能。Plk助于控制胞質(zhì)分裂。脊椎動(dòng)物細(xì)胞中，Plk在有絲分裂后半段定位于紡錘體中區(qū)，缺乏Plk功能的細(xì)胞不能完成胞質(zhì)分裂。當(dāng)前42頁(yè)，總共67頁(yè)。二、aurora激酶與紡錘體功能和

姊妹染色單體分離所有的aurora激酶含有一個(gè)相關(guān)的蛋白激酶催化結(jié)構(gòu)域，以及大小和序列不同的氨基端突出。與Plks一樣，這些蛋白的非催化區(qū)域用來(lái)調(diào)節(jié)它們的定位與活性。auroraA（綠色）和auroraB（紅色）：整個(gè)有絲分裂期間，auroraA位于中心體處。AuroraB在前期和中期使動(dòng)粒著色，而在末期定位于紡錘體的中間帶上。當(dāng)前43頁(yè)，總共67頁(yè)。二、aurora激酶與紡錘體功能和

姊妹染色單體分離auroraA位于中心體及紡錘體上有助于控制兩極紡錘體組裝及穩(wěn)定。果蠅或線蟲(chóng)中auroraA的突變或抑制脊椎動(dòng)物細(xì)胞中auroraA的功能，都能產(chǎn)生不穩(wěn)定的有時(shí)為單極的紡錘體。AuroraB有助于控制姊妹染色單體的結(jié)構(gòu)及分離：auroraB蛋白在早期有絲分裂時(shí)存在于壓縮的染色體臂上，然后在中期中主要集中于著絲粒和動(dòng)粒。當(dāng)前44頁(yè)，總共67頁(yè)。二、aurora激酶與紡錘體功能和

姊妹染色單體分離auroraB至少有兩個(gè)功能：第一，它負(fù)責(zé)促進(jìn)染色體壓縮和解散，第二，它有助于控制動(dòng)粒附著于紡錘體。AuroraB可能也參與胞質(zhì)分裂的調(diào)節(jié)。在姊妹染色單體分離后，auroraB停留在紡錘體的中區(qū)，然后在胞質(zhì)分裂期間位于分裂細(xì)胞的頸部。AuroraB的一些突變或其它缺陷通常會(huì)導(dǎo)致胞質(zhì)分裂的失敗。與Plk類似，aurora激酶在有絲分裂時(shí)被激活。auroraA和B的表達(dá)水平與酶活性在有絲分裂時(shí)上升，兩者都在多個(gè)位點(diǎn)被磷酸化，盡管目前對(duì)這些位點(diǎn)磷酸化的功能和負(fù)責(zé)磷酸化這些位點(diǎn)的激酶了解很少。當(dāng)前45頁(yè)，總共67頁(yè)。與Cdk1的活性關(guān)系：G2：Cdk1---Plk1---CdK1(正反饋)后末期：APCcdc20---Cdk1---APCcdh1---Plk1、Aurora當(dāng)前46頁(yè)，總共67頁(yè)。第八節(jié)有絲分裂的準(zhǔn)備：姊妹染色單體的黏合當(dāng)前47頁(yè)，總共67頁(yè)。一、姊妹染色單體黏合的建立在M期開(kāi)始前很長(zhǎng)一段時(shí)間，細(xì)胞啟動(dòng)兩個(gè)過(guò)程為有絲分裂作出準(zhǔn)備：姊妹染色單體黏合的建立中心體或紡錘體極體的復(fù)制如果姊妹染色單體在S期復(fù)制完成后立即分開(kāi)而使細(xì)胞面臨的混亂狀態(tài)：在這些情況下，兩條姊妹染色單體分別與相對(duì)的紡錘體極的可靠附著很難得到保證——而這是姊妹染色單體精確分離的先決條件。當(dāng)前48頁(yè)，總共67頁(yè)。一、姊妹染色單體黏合的建立至少有兩種機(jī)制參與姊妹染色單體的黏合：首先是DNA聯(lián)鎖(DNAcatenation):這是復(fù)制的DNA分子廣泛的相互纏繞，這在DNA合成中兩個(gè)臨近的復(fù)制叉相遇時(shí)才發(fā)生。到中期時(shí)，拓?fù)洚悩?gòu)酶II去除大部分這種聯(lián)鎖，因此這個(gè)時(shí)刻它只對(duì)黏合起很小的作用。當(dāng)前49頁(yè)，總共67頁(yè)。一、姊妹染色單體黏合的建立第二種黏合機(jī)制依賴于稱為黏合素（Cohesin）的蛋白復(fù)合物:當(dāng)DNA合成時(shí)，該蛋白將復(fù)制的DNA分子連結(jié)在一起。這些復(fù)合物幾乎單獨(dú)就可將中期的姊妹染色單體綁定在一起，他們的去除是中后期轉(zhuǎn)換點(diǎn)姊妹染色單體分離的核心事件。黏合素是四個(gè)亞基——Smc1，Smc3，Scc1(α?kleisin)和Scc3的復(fù)合物——它們的氨基酸序列和黏合功能在進(jìn)化中高度保守。對(duì)酵母突變體，以及缺失這些蛋白的蛙卵抽提物的研究，提示所有四個(gè)黏合亞單位對(duì)于姊妹染色單體的黏合十分必需。當(dāng)前50頁(yè)，總共67頁(yè)。ThecohesincomplexisformedthroughassociationofanSmc1–Smc3heterodimerwithα?kleisin(Scc1),whichinturnrecruitsScc3/SA,Pds5andWaplsubunits3–5Inmammals,therearetwotypesofSmc1subunit,threetypesofα?kleisin,threetypesofScc3(SA1,SA2andSTAG3)andtwotypesofPds5,creating18possibledifferentcombinations.Severalofthesubunitvariantsarespecifictomeioticcells當(dāng)前51頁(yè)，總共67頁(yè)。TheringcycleI—loadinginG1TheringcycleII—establishmentofcohesioninSTheringcycleIII—maintainingcohesionduringG2phaseTheringcycleIV—G?tterd?mmerungordestructionduringmitosis當(dāng)前52頁(yè)，總共67頁(yè)。一、姊妹染色單體黏合的建立所有的SMC蛋白，包括Smc1和Smc3，是細(xì)長(zhǎng)型包含coiled-coil結(jié)構(gòu)域的蛋白，兩端為球形結(jié)構(gòu)域的，一端具ATP酶活性，另一端具有二聚化結(jié)構(gòu)域。二聚化的結(jié)構(gòu)域允許兩個(gè)SMC蛋白相互作用形成V-型二聚體,ATP酶結(jié)構(gòu)域在結(jié)合于ATP時(shí)，二聚體上兩個(gè)結(jié)構(gòu)域相互作用，產(chǎn)生巨大的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。ATP水解啟動(dòng)構(gòu)型變化，引起ATP酶結(jié)構(gòu)域的分離。ATP結(jié)合和水解的循環(huán)可能驅(qū)動(dòng)環(huán)的開(kāi)放與關(guān)閉。

當(dāng)前53頁(yè)，總共67頁(yè)。一、姊妹染色單體黏合的建立SMC蛋白的ATP酶結(jié)構(gòu)域受到與非SMC蛋白作用的調(diào)節(jié)。在黏合素分子里，這些非SMC蛋白是Scc1和Scc3，它們能結(jié)合Smc1和Smc3的ATP酶結(jié)構(gòu)域。黏合素連結(jié)姊妹染色單體的詳細(xì)結(jié)構(gòu)機(jī)制還不清楚。很大的一個(gè)可能性是黏合環(huán)環(huán)繞住兩條姊妹染色單體。黏合素的功能可能不僅依賴于與DNA或核小體的直接相互作用，也依賴于其他染色質(zhì)蛋白。這從酵母中得到的證據(jù)表明，動(dòng)粒和異染色質(zhì)蛋白對(duì)于著絲粒區(qū)域的黏合是必需的。當(dāng)前54頁(yè)，總共67頁(yè)。二、黏合的建立發(fā)生在DNA復(fù)制期連結(jié)姊妹染色單體的黏合在S期建立，并似乎與DNA的復(fù)制緊密聯(lián)系。黏合素復(fù)合物在復(fù)制開(kāi)始前（G1）就與染色體相結(jié)合，但是度過(guò)S期后必須將這些復(fù)合物轉(zhuǎn)換成連結(jié)復(fù)制的姊妹染色單體直到中期的黏合結(jié)構(gòu)。如果將酵母細(xì)胞改造成黏合素到S期之后才表達(dá)，則不會(huì)發(fā)生姊妹染色單體的黏合，提示只有在S期形成黏合復(fù)合物的情況下，黏合才會(huì)形成。當(dāng)前55頁(yè)，總共67頁(yè)。二、黏合的建立發(fā)生在DNA復(fù)制期我們對(duì)黏合復(fù)合物是如何在G1期被初始裝載到染色體上，或者它們?nèi)绾卧赟期間進(jìn)行重排以建立黏合作用的機(jī)制了解很少。已知SMC亞單位的ATP酶結(jié)構(gòu)域能結(jié)合DNA，所以設(shè)想黏合復(fù)合物與染色體的最初的聯(lián)系是，或部分是由這種相互作用介導(dǎo)。假定ATP的結(jié)合和水解對(duì)于ATP酶結(jié)構(gòu)域的構(gòu)象十分重要，這些結(jié)構(gòu)域ATP酶活性的調(diào)節(jié)就為黏合指環(huán)在S期圍繞姊妹染色單體的開(kāi)放與關(guān)閉提供了理論基礎(chǔ)。當(dāng)前56頁(yè)，總共67頁(yè)。二、黏合的建立發(fā)生在DNA復(fù)制期當(dāng)染色體復(fù)制將要完成的時(shí)候，黏合復(fù)合物以10-15kb間距沿著姊妹染色單體臂排列，著絲粒區(qū)域處黏合濃度較高——似乎是高水平的異染色質(zhì)負(fù)責(zé)了黏合的維持。著絲粒處的高黏合度可能在對(duì)抗有絲分裂紡錘體對(duì)這一區(qū)域施加的拉力方面至關(guān)重要。當(dāng)前57頁(yè)，總共67頁(yè)。二、黏合的建立發(fā)生在DNA復(fù)制期有絲分裂的核心目的是將復(fù)制的姊妹染色單體分布到兩個(gè)子細(xì)胞核中。這就顯然要求染色單體的分離。盡管在分離過(guò)程中最終的也是最重要的步驟發(fā)生在后期開(kāi)始時(shí)，姊妹染色單體黏合的解散很早前就開(kāi)始，即S期當(dāng)拓?fù)洚悩?gòu)酶II開(kāi)始解開(kāi)聯(lián)鎖的姊妹DNA分子時(shí)。DNA的解聯(lián)鎖在整個(gè)G2期繼續(xù)進(jìn)行，一直持續(xù)到有絲分裂早期前解聯(lián)鎖才在染色質(zhì)臂上大致完成。有些聯(lián)鎖尤其是著絲粒處的聯(lián)鎖一直可以持續(xù)到中期末。將拓?fù)洚悩?gòu)酶II突變或化學(xué)抑制可造成后期姊妹染色單體分離的缺陷。當(dāng)前58頁(yè)，總共67頁(yè)。第九節(jié)有絲分裂的進(jìn)入：姊妹染色單體的壓縮和解散當(dāng)前59頁(yè)，總共67頁(yè)。一、染色體的壓縮與解散有絲分裂的進(jìn)入需啟動(dòng)兩個(gè)平行發(fā)生的主要過(guò)程。姊妹染色單體分離作的準(zhǔn)備：染色體壓縮有絲分裂紡錘體的組裝當(dāng)S期完成時(shí)，DNA和蛋白雜亂糾結(jié)，DNA易斷裂。間期染色體的巨大長(zhǎng)度使在胞質(zhì)分裂時(shí)被切斷。Howtodealthis？當(dāng)前60頁(yè)，總共67頁(yè)。一、染色體的壓縮與解散姊妹染色單體被系統(tǒng)壓縮成結(jié)實(shí)的桿狀結(jié)構(gòu)，這樣就不可能相互纏繞，并且足夠短以確保染色質(zhì)臂在胞質(zhì)分裂前安全進(jìn)入未來(lái)的子細(xì)胞中。相互纏繞的姊妹染色單體也通過(guò)姊妹染色單體解散過(guò)程而重新組織成可以在后期很容易被拉開(kāi)的不同單位。解散依賴于姊妹染色單體DNA的解聯(lián)鎖以及將姊妹染色單體綁定在一起的黏合復(fù)合物的部分重排或丟失。姊妹染色單體的壓縮和解散通常在有絲分裂前半段平行發(fā)生。當(dāng)前61頁(yè)，