醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)細胞增殖

關(guān)于醫(yī)學(xué)細胞生物學(xué)細胞增殖第一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞增殖是生命的基本特征，種族繁衍、個體發(fā)育、機體修復(fù)等都離不開細胞增殖。初生嬰兒有1012個細胞，成人1014個，約200種類型。成人體內(nèi)每秒鐘有數(shù)百萬新細胞產(chǎn)生，以補償衰老和死亡的細胞。一個大腸桿菌若按20分鐘分裂一次，并保持這一速度，則兩天即可超過地球的重量。第二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞以分裂的方式進行增殖細胞增殖物質(zhì)準備細胞分裂第三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

第一節(jié)細胞增殖的意義

第四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞增殖的概念細胞增殖（Cellproliferation）：細胞通過生長和分裂產(chǎn)生子代細胞，增加細胞數(shù)目，并使子細胞獲得與母細胞相同或幾乎相同遺傳特性的過程。前提條件：

遺傳物質(zhì)的復(fù)制細胞器及各種大分子物質(zhì)的倍增第五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞增殖的意義細胞增殖是細胞生命活動的重要特征之一,是生物繁育的基礎(chǔ)。細胞增殖是通過細胞分裂過程而實現(xiàn)的

單細胞生物：細胞分裂產(chǎn)生新個體多細胞生物：細胞分裂產(chǎn)生新細胞，補充衰老和死亡的細胞。受精卵：細胞分裂和分化成多細胞新個體多細胞生物：細胞分裂產(chǎn)生有性生殖細胞第六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

第二節(jié)細胞增殖的方式

第七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞增殖的方式生物界存在四種細胞增殖的方式：

裂殖(fission):原核生物的繁殖方式

無絲分裂(amitosis):常見于單細胞生物、原生生物及高度分化的動物細胞

有絲分裂(mitosis):真核細胞的主要增殖方式

減數(shù)分裂(meiosis):有性生殖細胞特殊分裂方式第八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日Rod-ShapedBacterium,E.coli,dividingbybinaryfission(TEMx92,750).細菌的裂殖第九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日無絲分裂細胞分裂過程簡單、迅速沒有一系列細胞核的變化沒有紡錘體的形成和染色體的組裝遺傳物質(zhì)不能均等分配特點：第十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日第十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日有絲分裂包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩個過程細胞核形態(tài)發(fā)生顯著變化紡錘體的形成和染色體的運動

遺傳物質(zhì)復(fù)制，染色體倍增，各組分加倍遺傳物質(zhì)精確地分配到兩個子細胞特點：第十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日真核細胞的有絲分裂第十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日減數(shù)分裂有性生殖細胞形成時特殊的有絲分裂方式DNA復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂兩次染色體數(shù)減少一半，一個二倍體的母細胞形成了4個單倍體子細胞特點：第十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

第三節(jié)細胞周期

第十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期的概念

細胞周期(Cellcycle)：連續(xù)分裂的細胞從一次細胞分裂結(jié)束到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程。分為4個期：G1期(gap1):指從有絲分裂完成到DNA復(fù)制之前的間隙時間。S期(synthesisphase):指DNA復(fù)制的時期。G2期(gap2):指DNA復(fù)制完成到有絲分裂開始之前的一段時間。M期(mitosis):細胞分裂開始到結(jié)束。第十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞分裂周期Atypicalmammaliancellhasacellcycletimeof24hours,with12hrG1,6-8hrS,3-4hrG2,and1hrM第十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程,不同類型的細胞周期持續(xù)的時間不完全相同,而且,細胞的分裂狀態(tài)也各有異。根據(jù)光學(xué)顯微鏡所觀察到的細胞分裂時的活動,將細胞周期分為兩個主要的時期:M期(Mphase)和分裂間期(interphase)。第十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日分裂間期是指上一次有絲分裂的終了到本次有絲分裂的開始時間間隔，因此間期包括G1期，S期和G2期。M期包括細胞的核分裂和胞質(zhì)分裂兩個過程。在核分裂的過程中,復(fù)制的染色體被分到兩個細胞核中,胞質(zhì)分裂則是將整個細胞一分為二,形成兩個子細胞。第十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日G0期是指細胞分裂后相對穩(wěn)定的一段時期，也稱為靜止期（restingorquiescentphase）。G0不包括在細胞周期之內(nèi)。細胞周期的長短隨細胞的種類而異，短的僅為數(shù)小時，長的則可達幾十年。細胞周期的長短主要取決于是否進入G0期，且G0期有多長。某些不進入G0期的細胞，G1期僅數(shù)小時，因而整個細胞周期也較短；而像神經(jīng)細胞這樣的“不育細胞”，其G0期可長達幾十年，甚至與整體的生命相伴隨，常有人說腦細胞死一個便少一個，即是依據(jù)上述道理。

第二十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

從增殖的角度來看，可將高等動物的細胞分為三類：①連續(xù)分裂細胞:在細胞周期中連續(xù)運轉(zhuǎn)因而又稱為周期細胞，如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓細胞②休眠細胞:暫不分裂，但在適當(dāng)?shù)拇碳は驴芍匦逻M入細胞周期，稱G0期細胞，如淋巴細胞、肝、腎細胞等③不分裂細胞:指不可逆地脫離細胞周期，不再分裂的細胞，又稱終端細胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細胞等第二十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期同步化細胞同步化(synchronization)：是指在自然過程中發(fā)生或經(jīng)人為處理造成的細胞周期同步化，前者稱自然同步化，后者稱為人工同步化。自然同步化：一種粘菌的變形體plasmodia：如粘菌只進行核分裂，而不發(fā)生胞質(zhì)分裂，形成多核體。數(shù)量眾多的核處于同一細胞質(zhì)中，進行同步化分裂，使細胞核達108，體積達5~6cm。瘧原蟲也具有類似的情況。第二十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日人工同步化有絲分裂選擇法：使單層培養(yǎng)的細胞處于對數(shù)增殖期，此時分裂活躍，其中處于有絲分裂M期的細胞變圓隆起，與培養(yǎng)皿的附著性低，此時輕輕振蕩，M期細胞脫離器壁，懸浮于培養(yǎng)液中，收集培養(yǎng)液，再加入新鮮培養(yǎng)液，依法繼續(xù)收集，則可獲得一定數(shù)量的中期細胞。其優(yōu)點是，操作簡單，同步化程度高，細胞不受藥物傷害，缺點是獲得的細胞數(shù)量較少。密度梯度離心法：不同時期的細胞體積不同，而細胞在給定離心場中沉降的速度與其半徑的平方成正比，因此可用離心的方法分離。其優(yōu)點是可用于任何懸浮培養(yǎng)的細胞，缺點是同步化程度較低。第二十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日藥物誘導(dǎo)法DNA合成阻斷法選用DNA合成的抑制劑，可逆地抑制DNA合成，而不影響其他時期細胞的運轉(zhuǎn)，最終可將細胞群阻斷在S期或G/S交界處。5-氟脫氧尿嘧啶、羥基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高濃度ADR、GDR和TDR，均可抑制DNA合成使細胞同步化。優(yōu)點是同步化程度高，適用于任何培養(yǎng)體系?？蓪缀跛械募毎交?。缺點是產(chǎn)生非均衡生長，個別細胞體積增大。分裂中期阻斷法通過抑制微管聚合來抑制細胞分裂器的形成，將細胞阻斷在細胞分裂中期。優(yōu)點是操作簡便，效率高。缺點是這些藥物的毒性相對較大。第二十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期各時相的動態(tài)及特點（一）分裂間期G1期

(1)為S期DNA合成作物質(zhì)、能量準備；

(2)具有控制點(R點)：指細胞在周期運行的過程中所具有的控制點，以調(diào)節(jié)細胞是繼續(xù)沿周期運行，還是停止于某一階段第二十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日（3）染色質(zhì)處于復(fù)制前感受態(tài)狀態(tài)（4）進行DNA損傷修復(fù)的檢驗（5）對藥物等理化因素作用的敏感（6）不同類型細胞時間變化最大（一）分裂間期G1期第二十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

細胞周期有敏感點，確保細胞周期事件有序進行功能：對各時期的細胞周期時間進行檢測和修復(fù)，包括

（1）DNA損傷檢查點（2）DNA復(fù)制檢查點（3）紡錘體組裝檢查點限制點（Checkpoint）第二十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

G1--S

DNA損傷、復(fù)制錯誤,不能進入S期

G2—MDNA復(fù)制錯誤，完整精確修復(fù)后可通過

M中期--M后期

紡綞絲組裝/動粒連接錯誤時，細胞不能進入后期

控制失調(diào)時即可引起各種染色體畸變，基因擴增、突變等

第二十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日S期

（1）DNA復(fù)制（2）組蛋白和非組蛋白合成（3）染色質(zhì)的裝配（4）中心粒復(fù)制第二十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日AA’染色體復(fù)制___個DNA___個染色體____個姐妹染色單體___個DNA___個染色體___個姐妹染色單體110212染色體復(fù)制DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成第三十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

G2期

細胞進入有絲分裂的準備階段。（1）染色質(zhì)螺旋化，產(chǎn)生凝集（2）合成與有絲分裂有關(guān)的特殊蛋白質(zhì)，如微管蛋白（3）合成使核膜解體的可溶性因子（4）合成促使細胞從G2期進入M期的可溶性蛋白激酶（5）具有控制點（R點）第三十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日第三十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日（二）有絲分裂期特點：(1)形成有絲分裂器(2)細胞核產(chǎn)生一系列復(fù)雜的形態(tài)變化(3)由核分裂和胞質(zhì)分裂組成，是一個連續(xù)的分裂過程(4)時間最短，形態(tài)變化最大第三十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日(1)染色質(zhì)形成染色體,每條染色體含兩條姊妹染色單體(2)核膨大(3)分裂極確定(4)核仁解體(5)核膜消失

有絲分裂各期的主要特征1.前期（prophase）染色質(zhì)開始凝集→核膜破裂核分裂第三十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日(1)紡錘體形成(2)有絲分裂器形成(3)染色體向赤道面運動和排列(4)中期染色體結(jié)構(gòu)典型，清晰可數(shù)，適合作分析2.中期（metaphase）核膜解體→有絲分裂器形成第三十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日與有絲分裂相關(guān)的亞細胞器

1.中心粒（cenreosome）

每個中心粒為一圓筒狀結(jié)構(gòu)，筒壁是三聯(lián)微管

進入M期之前進行了復(fù)制，形成兩對中心粒2.著絲粒（centromere）

著絲粒是指染色體主縊痕部位的染色質(zhì)3.動粒

動粒是附著于著絲粒上的一種細胞器，外側(cè)有紡錘體微管附著，內(nèi)側(cè)與著絲粒相互交織每條中期染色體有兩個動粒，分別位于著絲粒兩側(cè)第三十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日著絲粒動粒與有絲分裂相關(guān)的亞細胞器第三十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日有絲分裂器染色體兩側(cè)動粒動粒微管極間微管星體微管中心體中心粒第三十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

中心粒無定形基質(zhì)

中心體星體

星體微管第三十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日中期的標志染色體排列在赤道面上。細胞側(cè)面觀“線狀”

細胞極面觀“單星”第四十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日(1)染色體著絲?？v裂，姐妹染色單體彼此分開；(2)

全部染色體平均地分成兩組，分別向細胞兩極移動。3.后期（anaphase）姐妹染色單體開始分離→染色體到達兩極第四十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日(1)染色體→染色質(zhì)(2)核仁重新出現(xiàn)(3)核膜重新形成4.末期（telophase）染色體到達兩極→子細胞形成第四十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日第四十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日第四十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日胞質(zhì)分裂將細胞膜、細胞骨架、細胞器以及可溶性蛋白質(zhì)等分配給兩個子細胞稱為胞質(zhì)分裂。動物細胞的胞質(zhì)分裂是以縊縮和起溝的方式完成的：肌動蛋白和肌球蛋白裝配成收縮環(huán)，通過滑動模式，使肌動蛋白收縮環(huán)緊縮，最終將細胞質(zhì)一分為二。

第四十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

胞質(zhì)分裂是細胞分裂的最后一個環(huán)節(jié)，細胞中部縊縮，使細胞膜在此處斷裂，形成兩個子細胞。胞質(zhì)分裂第四十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日第四十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日DividingMuscleMyoblast(primativemusclecell)(SEMx8,000)第四十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日植物細胞的胞質(zhì)分裂是靠細胞內(nèi)新細胞壁的形成。新細胞壁的裝配受一種稱為成膜體(phragmoplast)的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)。來自高爾基體的膜泡(其內(nèi)充滿細胞壁基質(zhì)所需的多糖和糖蛋白),沿著微管運向成膜體的赤道,相互融合形成圓盤狀的結(jié)構(gòu),并不斷向兩側(cè)擴大直到與原有的細胞質(zhì)膜和細胞壁結(jié)合,同時也將細胞質(zhì)分成兩半。

第四十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日減數(shù)分裂（Meiosis）由連續(xù)兩次分裂構(gòu)成：通常減數(shù)分裂I分離的是同源染色體，所以稱為異型分裂（heterotypicdivision）或減數(shù)分裂（reductionaldivision）。減數(shù)分裂II分離的是姊妹染色單體，類似于有絲分裂，所以稱為同型分裂（homotypicdivision）或均等分裂（equationaldivision）。為了描述方便將減數(shù)分裂分為幾個期和亞期。第五十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日分期減數(shù)分裂第一次第二次前間期分裂期前期中期后期末期分裂期間期前期中期后期末期細線期偶線期粗線期雙線期終變期第五十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日稱前減數(shù)分裂間期或前減數(shù)分裂期(premeiosis)。間期也可分為G1期、S期和G2期。G2期是有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時期。減數(shù)分裂的S期時間較長，部分DNA（約0.3%左右）是在合線期合成的一、間期第五十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日二、分裂期（一）減數(shù)分裂I1、前期I

減數(shù)分裂的特殊過程主要發(fā)生在前期I，通常分為5個時期：①細線期（leptotene），②偶線期（zygotene），③粗線期（pachytene），④雙線期（diplotene），⑤終變期（diakinesis）。第五十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日減數(shù)分裂各期特點：第一次減數(shù)分裂：（1）前期Ⅰ①細線期（leptotene）染色質(zhì)呈細絲狀，且每條染色體已經(jīng)過復(fù)制；核、核仁增大第五十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日②偶線期（zygotene）

同源染色體配對、聯(lián)會，每對染色體形成一個二價體。同源染色體：一條來自父本，一條來自母本，其形態(tài)、大小相同的一對染色體。聯(lián)會：同源染色體的配對。配對是沿染色體縱長的各個不同部位開始，最后擴展到染色體的全長。第五十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日SC由兩條同源染色體沿縱軸形成，外觀呈梯子狀SC幫助交換的完成，SC上有重組節(jié)(recombinationnodules)，是交換發(fā)生的部位SC主要由堿性蛋白質(zhì)和RNA組成，并含有少量DNASC形成于合線期，成熟于粗線期，消失于雙線期在細線期或合線期加入DNA合成抑制劑，則抑制SC的形成

聯(lián)會復(fù)合體第五十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日③粗線期（pachytene）染色體明顯變粗變短；同源染色體非姊妹染色單體間發(fā)生DNA片斷互換，光鏡下可見交叉現(xiàn)象，

產(chǎn)生新的等位基因組合。四分體形成。第五十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日四分體

聯(lián)會后的一對同源染色體1234AA’aa’BB’bb’1423AA’aa’BB’bb’注意：有絲分裂中不存在有交叉互換現(xiàn)象出現(xiàn)第五十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日染色體重組(1)第五十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日④雙線期（diplotene）

同源染色體開始逐漸分開，交叉端化現(xiàn)象；聯(lián)會復(fù)合體消失。第六十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日⑤終變期（diakinesis）染色體進一步濃縮，核膜、核仁消失第六十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日2、中期I：核膜破裂是前期I向中期I轉(zhuǎn)化的標志3、后期I二價體的兩條同源染色體分開，分別向兩極移動。同源染色體隨機分向兩極，染色體重組，人類染色體重組概率有223個。4、末期I5、減數(shù)分裂間期。

（二）減數(shù)分裂II可分為前、中、后、末四個四期，與有絲分裂相似。一個精母細胞形成4個精子；一個卵母細胞形成一個卵子及2-3個極體。

第六十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日Minimumnumberofgametetypes=2n,Inhumans,n=23染色體重組(2)第六十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日女性男性精子卵細胞受精卵（46）（46）（23）（23）（46）（46）有絲分裂人發(fā)育受精作用減數(shù)分裂第六十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精細胞精子變形第六十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第六十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第六十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第六十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第六十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第七十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞第八十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第九十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第一百頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞第一百零一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日次級精母細胞精原細胞初級精母細胞第一百零二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精細胞精子變形第一百零三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日減數(shù)分裂的生物學(xué)意義使生殖細胞染色體數(shù)目從2n→n，精卵結(jié)合后受精卵恢復(fù)2n。提供了兩個親體的遺傳物質(zhì)得以結(jié)合的機會，保證了親代與子代之間染色體數(shù)目的相對恒定，為后代的性狀遺傳和正常發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)同源染色體的分離和非同源染色體之間自由組合進入不同的配子，使后代個體表現(xiàn)出多樣性。為生物變異提供了豐富的原材料，推動在自然選擇作用下的生物進化是遺傳基本規(guī)律的細胞學(xué)基礎(chǔ)第一百零四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日有絲分裂與減數(shù)分裂比較

比較有絲分裂減數(shù)分裂

生長組織所有正在生長的組織有性繁殖組織聯(lián)會與互換無有染色體分離

姐妹染色單體分離減1：同源染色體分離

減2：姐妹染色單體分離結(jié)果產(chǎn)生2個子細胞產(chǎn)生4個子細胞子細胞遺傳成分相同不同子代與親代染色體數(shù)相同親代細胞的一半第一百零五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

第四節(jié)細胞周期的調(diào)控

第一百零六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

細胞增殖主要包括3個方面，即細胞生長、染色質(zhì)復(fù)制和細胞分裂。細胞增殖調(diào)控包括環(huán)境因素及細胞內(nèi)與細胞增殖有關(guān)的基因及其產(chǎn)物相互作用的結(jié)果：生長因子與生長因子受體調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)周期蛋白和周期蛋白激酶的調(diào)節(jié)細胞周期有關(guān)基因及其產(chǎn)物調(diào)節(jié)第一百零七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日生長因子是一類通過與特異的高親和性的細胞受體結(jié)合，發(fā)生一系列生化反應(yīng)，最終引起細胞增殖和生物學(xué)效應(yīng)的多肽類物質(zhì)。生長因子與其受體結(jié)合后，可誘導(dǎo)多種基因的轉(zhuǎn)錄。在G0期細胞加入生長因子，根據(jù)mRNA出現(xiàn)快慢將這些基因分為早反應(yīng)基因和遲反應(yīng)基因(編碼各種cyclin、CDK激酶等）。早反應(yīng)基因?qū)t反應(yīng)基因的活化作用是細胞由G1期向S期轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。生長因子與生長因子受體第一百零八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日生長因子對細胞周期的控制

IfgrowthfactorsarenotavailableduringG1,thecellsenteraquiescentstageofthecyclecalledG0.第一百零九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)生長因子、激素等信號與膜上的受體結(jié)合，通過激發(fā)細胞內(nèi)第二信使，對細胞的代謝起調(diào)節(jié)作用，從而有效地控制細胞的增殖和分化。第一百一十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日周期蛋白和周期蛋白依賴性激酶周期蛋白（cyclin)：周期蛋白是一類隨細胞周期的進程而呈周期性變化的蛋白質(zhì)，有G1期周期蛋白（cyclinC、D、E）及M期周期蛋白（cyclinA、B）。周期蛋白主要通過調(diào)節(jié)周期蛋白依賴性蛋白激酶的活性而發(fā)揮作用。周期蛋白依賴性蛋白激酶(cyclin-dependentkinase，CDK)：CDK是一類必須與周期蛋白結(jié)合才具有蛋白激酶活性的酶蛋白。不同的CDK激酶與不同的周期蛋白結(jié)合，執(zhí)行不同的調(diào)節(jié)功能。第一百一十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

自發(fā)現(xiàn)周期蛋白后，在不長的時間里有數(shù)十種周期蛋白被克隆和分離各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列，稱為周期蛋白框，介導(dǎo)周期蛋白與CDK結(jié)合，不同的周期蛋白框識別不同的CDK,組成不同的周期蛋白復(fù)合體，表現(xiàn)不同的CDK激酶活性

M期周期蛋白分子的近N端含有一段9個氨基酸組成的破壞框，參與泛素介導(dǎo)的周期蛋白A和B的降解

G1期周期蛋白分子的C端含有一段特殊的PEST序列，可能與G1期周期蛋白的更新有關(guān)周期蛋白第一百一十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日周期蛋白分子結(jié)構(gòu)特征第一百一十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

不同周期蛋白的表達時期不同，與不同的CDK結(jié)合，調(diào)節(jié)不同CDK激酶的活性

部分哺乳動物和酵母細胞周期蛋白在細胞周期中的積累及其與CDK激酶活性的關(guān)系第一百一十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期調(diào)控蛋白

CDK類蛋白激酶——催化亞單位周期蛋白(Cyclin)——調(diào)節(jié)亞單位

CDK抑制因子(CDKI)——抑制CDK激酶活性

第一百一十五頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期調(diào)控蛋白第一百一十六頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期的驅(qū)動力量―cyclin和CDK的磷酸化和去磷酸化

細胞周期的程序控制主要通過各種細胞周期蛋白(cyclin)和依賴細胞周期蛋白的蛋白激酶(CDK)有序地磷酸化和去磷酸化，從而控制cyclin-CDK復(fù)合物的活性來實現(xiàn)的第一百一十七頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期調(diào)控蛋白無活性的促細胞成熟因子活化的促細胞成熟因子第一百一十八頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期調(diào)控示意圖觸發(fā)有絲分裂觸發(fā)DNA復(fù)制第一百一十九頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKI）

細胞中還具有細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CDK

inhibitor，CDKI）對細胞周期起負調(diào)控作用，目前發(fā)現(xiàn)的CDKI分為兩大家族：①Ink4(Inhibitorofcdk4)：如:P16ink4a、P15ink4b、P18ink4c、P19ink4d，特異性抑制cdk4·cyclinD1、cdk6·cyclinD1復(fù)合物。②CIP/Kip(Kinaseinhibitionprotein)：包括P21cip/waf1(cyclininhibitionprotein1)、P27kip1(kinaseinhibitionprotein1)、P57kip2等，能抑制大多數(shù)CDK的激酶活性，P21cip/waf1還能與DNA聚合酶δ的輔助因子PCNA（proliferatingcellnuclearantigen）結(jié)合，直接抑制DNA的合成。第一百二十頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期有關(guān)的其他基因及其產(chǎn)物細胞分裂周期基因：在細胞內(nèi)存在的一類與細胞周期運轉(zhuǎn)和細胞周期調(diào)控有關(guān)的基因，主要為

CDC系列蛋白。不同CDC控制不同的細胞周期事件癌基因、抑癌基因：癌基因編碼的蛋白直接參與了調(diào)節(jié)細胞的增殖和分化活動。一旦這些基因發(fā)生突變，細胞增殖就可能失控，發(fā)生癌變。抑癌基因是一類調(diào)節(jié)細胞正常增殖，抑制細胞增殖的基因

第一百二十一頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日LelandH.Hartwell

控制點R.Timothy(Tim)Hunt

周期蛋白SirPaulM.NurseCDK

2001年10月8日美國人Leland

Hartwell、英國人PaulNurse、Timothy

Hunt因?qū)毎芷谡{(diào)控機理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。第一百二十二頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日細胞周期與醫(yī)學(xué)

細胞生長是通過細胞周期來實現(xiàn)的，在周期內(nèi)出現(xiàn)的一系列有序的生化反應(yīng)和結(jié)構(gòu)功能的變化，是由于不同基因按照時間順序活化和表達的結(jié)果。腫瘤細胞增殖就是由于調(diào)控失衡造成的。外部環(huán)境如細胞因子與細胞表面的受體結(jié)合通過引發(fā)級聯(lián)式反應(yīng)促進細胞生長;另一方面，細胞內(nèi)癌基因的激活也促進細胞生長，這兩個方面的因素最終都要通過影響細胞周期而起作用從細胞增殖周期的調(diào)控機制來看，細胞增殖過度的原因不外乎兩個方面:驅(qū)使細胞周期的力量過強(cyclin和CDK表達過高)，或檢查與剎車系統(tǒng)失靈(限制點障礙)第一百二十三頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日cyclin過量表達與腫瘤

目前研究較多的是cyclinD和cyclinE。cyclinＤ1異常表達廣泛存在于各種實體腫瘤和血液系統(tǒng)腫瘤中,并與很多腫瘤的組織分級、臨床分期、預(yù)后和療效有關(guān)。

cyclinD1在腫瘤中的異常變化有:①基因擴增;②染色體倒位;③染色體易位。D2和Ｄ3異常表達在血液系統(tǒng)惡性腫瘤更多見。cyclinＤ1轉(zhuǎn)基因鼠自發(fā)形成肝癌,并且反義Ｄ1能抑制其肝癌生長。過表達cyclinＥ和Ａ也促進腫瘤細胞生長,而限制其表達則抑制腫瘤,甚至引起其凋亡。乳腺癌中cyclinE的增加不僅與腫瘤組織分級和臨床分期有關(guān),而且與不良預(yù)后和較高死亡率有關(guān)。人成骨細胞肉瘤細胞中有與ｐ53相關(guān)的cyclinＧ1過表達。第一百二十四頁，共一百三十二頁，編輯于2023年，星期日

目前普遍認為Ｇ1期cyclin是原癌基因。有學(xué)者提出腫瘤本身就是細胞周期異常疾病。在cyclinＡ上有乙型肝炎病毒(