細(xì)胞周期及其調(diào)控

一、概述調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂與死亡的生化通路與生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)密切相關(guān)。這些通路通常涉及多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，它們一般具有酶活性（多為激酶、磷酸酶、蛋白酶），或者通過與其他蛋白質(zhì)結(jié)合并誘導(dǎo)相關(guān)蛋白質(zhì)的構(gòu)象改變而傳遞信號。對細(xì)胞分裂和死亡的信號通路調(diào)節(jié)是非常復(fù)雜的，并非簡單地將信號自一個分子傳遞到下一個分子的線性過程，部分通路甚至是多個平行的通路通過節(jié)點連接、作用而形成的網(wǎng)絡(luò)，相互間可以串話。1二、細(xì)胞周期及其調(diào)節(jié)細(xì)胞周期（cellcycle）:連續(xù)分裂的細(xì)胞從上一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂完成所經(jīng)歷的整個過程。包含G1期、S期、G2期期、M期四個階段。可以簡單的分為有絲分裂期（M期）和分裂期（G1期、S期、G2期）2顯微鏡觀察下的M期分裂步驟1、DNA濃聚為染色體2、有絲分裂紡錘體在中心體形成3、核膜分裂4、紡錘體微管與染色體結(jié)合5、染色體沿著細(xì)胞赤道排列6、姐妹染色體分離，形成兩套染色體7、在每套染色體周圍形成核膜8、染色體解聚9、細(xì)胞質(zhì)膜凹陷，母細(xì)胞形成兩個子細(xì)胞3在G0期，細(xì)胞休眠或早衰。休眠細(xì)胞不參與細(xì)胞周期，但可以通過生長刺激（如提高環(huán)境中的生長因子濃度）使其重新進(jìn)入分裂周期。早衰細(xì)胞則不能。不同的細(xì)胞G0期休眠期不同。成纖維細(xì)胞與上皮細(xì)胞的G0期休眠很短或沒有，成人的肝細(xì)胞每年約分裂一次，而成人腦細(xì)胞幾乎從不分裂。與G1相比，G0期細(xì)胞的代謝率，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化與合成率都比較低，并且缺乏細(xì)胞周期相關(guān)的關(guān)鍵蛋白，包括周期蛋白依賴性激酶和相關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白。4細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)細(xì)胞周期性蛋白依賴性激酶（cyclin-dependentkinaseCdk）調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，催化ATP對底物蛋白絲氨酸或者蘇氨酸側(cè)鏈的磷酸化。磷酸化的蛋白在細(xì)胞周期的特定階段發(fā)揮功能。Cdk的活性受到其他蛋白激酶、蛋白磷酸酶、細(xì)胞周期蛋白間的相互作用以及Cdk抑制蛋白的嚴(yán)密調(diào)控。M期周期蛋白依賴性激酶（M-Cdk）M期細(xì)胞周期蛋白（M-cyclin）5紅——M-Cdk綠——M-cyclin6wee1是一種G2/M期激酶，可在抑制位點Pi磷酸化M-Cdk，從而抑制M-Cdk/M-cyclin的活性，并阻止細(xì)胞進(jìn)入M期。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入M期時，抑制性的磷酸基團(tuán)被蛋白磷酸酶M-cdc25移除，wee1信號終止釋放，此外M-Cdk/M-cyclin還必須被M期活化激酶M-CAK(CDK活化激酶)激活，它催化M-Cdk的活化位點磷酸化。M期末尾，M-cyclin的泛素化和細(xì)胞蛋白酶的降解終止了M-Cdk/M-cyclin的活性。調(diào)節(jié)M-cyclin的泛素化作用系統(tǒng)為分裂后期促進(jìn)復(fù)合物（anaphase-promotingcomplex，APC）7泛素（ubiquitin）一個高度保守的蛋白質(zhì)，由76個氨基酸殘基組成泛素化：泛素C端甘氨酸殘基通過酰胺鍵與目的蛋白的賴氨酸殘基的ε氨基結(jié)合。參與蛋白質(zhì)降解和功能調(diào)控等調(diào)節(jié)G1/S期的泛素化作用統(tǒng)稱為SCF復(fù)合物，在泛素化作用和細(xì)胞周期蛋白降解時，所有Cdk都會失活8三、Rb調(diào)節(jié)Rb蛋白（retinoblastomasensitivityprotein）即視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白，是Cdk的重要底物Rb蛋白在G1期與G0期去磷酸化，隔離轉(zhuǎn)錄因子E2FRb蛋白在S期磷酸化，釋放E2F，使其與目的基因的調(diào)控區(qū)域結(jié)合，增加S期進(jìn)展所需的蛋白質(zhì)，如DNA聚合酶、二氫葉酸還原酶、胸腺嘧啶核苷激酶以S期細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白等去磷酸化的Rb具有生物活性，磷酸化的Rb沒有生物活性910四、p53調(diào)節(jié)P53蛋白是細(xì)胞周期進(jìn)展的主要監(jiān)控因子，為DNA損傷時激活的一種轉(zhuǎn)錄因子。waf1為p53的靶基因p21為waf1的產(chǎn)物，是G1-Cdk的抑制因子，是一種CDK抑制蛋白，其作用是抑制G1-Cdk被Rb磷酸化，阻止細(xì)胞進(jìn)入S期p53調(diào)節(jié)機(jī)制使得細(xì)胞在進(jìn)入S期之前有充裕的時間修復(fù)受損的DNA，但當(dāng)p53水平超過停止細(xì)胞周期所需要的濃度時則會啟動細(xì)胞死亡或凋亡11E2FP53P21細(xì)胞凋亡或死亡E2FRbRb-pG1/S-CdkG1/S-cyclin12人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋?！蓖ㄟ^閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養(yǎng)邏