细胞生物学--细胞分裂与细胞周期

第十三章细胞分裂与细胞周期CellDivisionandCellCycle基础医学院细胞生物学教研室熊静波学习目的与要求掌握：1．有丝分裂的特点；2．有丝分裂前期、中期、后期、末期的特点；3.减数分裂第一次分裂各期的主要特点；4.细胞周期的概念；5.细胞周期各时相的主要特点。熟悉：1.细胞增殖的主要方式；2.参与细胞周期调控的三类分子；了解：1.根据细胞周期增殖特点划分的三类细胞；2.细胞周期限制点的类型及作用；3.细胞周期调控异常与肿瘤发生的关系第一节细胞分裂一、无丝分裂二、有丝分裂三、减数分裂（一）前期（Prophase)特点2个中心体分开，向两极移动(分裂极的确定）；染色质逐渐浓集形成染色体；核仁、核膜解体中心体周期中心体(centrosome)和星体(aster)中心体(centrosome)是与染色体分离相关的细胞器，每一中心体由一对中心粒（centriole)及周围无定型基质所构成，这些无定型基质中包含多种与中心体结构和功能相关的蛋白质成分，如微管蛋白、微管结合蛋白、马达蛋白以及一些与细胞周期调控有关的蛋白质。中心体是细胞的微管组织中心之一，其周围放射状分布着大量微管，这些微管与中心体一起被合称为星体(aster)。（二）前中期（premetaphase)特点核膜消失（标志）染色体随机排列在细胞中间纺锤体形成（三）中期（Metaphase)特点染色质最大程度凝集，染色体以着丝粒非随机地排列在纺锤体中央的赤道板上(标志）；每条染色体纵裂为两条姐妹染色单体（Chromatin)Schematicdiagramcorrespondingtothemetaphase着丝粒(Centromere)与动粒(Kinetochore)的区别着丝粒(Centromere):两条染色单体连在一起的特殊部位，由DNA重复序列组成；动粒（Kinetochore)：由多种蛋白质组成，是着丝粒外侧表层的特殊结构，在电镜下呈板状或杯状复合结构，动粒通过动粒微管和纺锤体极相连；（四）后期TwoalternativemodelsofhowthekinetochoremaygenerateapolewardforceonitschromosomeduringanaphaseA（五）末期末期特点：核重新形成胞质分裂后期特点：姊妹染色单体分离并向两级移动前中特点•核膜消失（标志）•染色体随机排列在细胞中间•纺锤体形成中期特点•染色质最大程度凝集，染色体以着丝粒非随机地排列在纺锤体中央的赤道板上(标志）；•每条染色体纵裂为两条姐妹染色单体)前期特点•2个中心体分开，向两极移动(分裂极的确定）；•染色质逐渐浓集形成染色体；•核仁、核膜解体三、减数分裂（Meiosis）有性生殖细胞的成熟细胞连续分裂2次，DNA复制1次分为第1次减数分裂、间期、第2次减数分裂意义：染色体数目恒定、生物变异与多样性末期Ⅰ前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ间期前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ后期Ⅱ重组小结（nodule）在联会复合体中央出现的椭圆形或球形结构，富含蛋白质、酶，与染色体片段重组有关（5）终变期（diakinessstage）•染色体再凝集，交叉端化继续进行，同源染色体仅在其端部靠交叉结合在一起；•中心体完成复制，核仁消失，核膜逐渐解体，纺锤体形成，染色体开始移向赤道面。前期I细线期（leptotene）：同源染色体凝集开始配对，但仍呈单条线状；偶线期（zygotene）：同源染色体配对(联会,synepsis);联会复合体(synaptonemalcomplex)；二价体(bivalent)粗线期（pachytene）：染色体—四分体重组重组节(recombinationnodules)部分交换双线期（diplotene）：姐妹染色体交叉终变期（diakinesis）：端化卵细胞的形成过程第一、二次减数分裂染色体分开的不同减数分裂意义1、是三大遗传学规律的基础同源染色体分离——孟德尔分离律非同源染色体自由组合——孟德尔自由组合律同源染色体之间联会重组互换——连锁互换律2、保持遗传的稳定性精子（n）+卵子（n）=受精卵（2n）3、生物变异和进化的基础同源染色体之间重组、互换非同源染色体之间自由组合思考题1、解释并区别下列名词：联会/同源染色体二价体/四分体有丝分裂/减数分裂有丝分裂器/收缩环2、细胞增殖的生物学意义。3、细胞周期包含哪几个阶段？各阶段的特点是什么？4、减数分裂与生殖细胞的发生有何关系？意义何在？二、细胞周期的主要变化不再继续增殖（终末分化细胞）：即失去增殖能力，至死都不分裂的细胞。如角质细胞、红细胞、肌细胞、神经元等。持续增殖（周期性细胞）：越过R点，继续增殖。如皮肤生发层细胞，骨髓造血细胞、干细胞等。暂不增殖（Ｇ０期）：如淋巴细胞、肝肾胰的细胞等。肝切除后开始分裂修复。Ｇ1期细胞的三种去向：细胞同步化细胞同步化(synchronization)：指在自然发生或经人为处理使细胞停留在细胞周期某一时期。(一）自然同步化（二）人工同步化诱导同步化1）DNA合成阻断法：5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、2）中期阻断法：利用破坏微管的药物将细胞阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺APC:泛素连接酶E3(后期促进复合物)3.Cyclin-Cdk的调控作用在G1向S期转变中起作用1.启动与DNA复制有关的基因表达；2.磷酸化S期Cyclin-cdk抑制物3.CyclinD/E-Cdk降解的不可逆性使G1→S不可逆转。1.启动DNA复制：预复制复合体激活（磷酸化）2.保证DNA只复制一次（解体、降解和外运预复制复合体）。3.促进G2→M转换MPF1.促进G2→M转换2.M期形态结构变化3.中期→后期，M→G1转换MPF（三）细胞因子对细胞周期的调控生长因子抑素cAMP,cGMPRNA特异剪接因子SR及其激酶生长因子的信号通路主要有：ras途径，激活MAPK，MAPK进入细胞核内cAMP途径:PKC磷脂酰肌醇途径:G蛋白,PKC,Ca++癌基因，原癌基因：编码生长因子，生长因子受体，转录因子p53，pRB小结掌握：1．有丝分裂的特点；2．有丝分裂前期、中期、后期、末期的特点；3.减数分裂第一次分裂各期的主要特点；4.细胞周期的概念；5.细胞周期各时相的主要特点。熟悉：1.细胞增殖的主要方式；2.参与细胞周期调控的三类分子；了解：1.根据细胞周期增殖特点划分的三类细胞；2.细胞周期限制点的类型及作用；3.细胞周期调控异常与肿瘤发生的关系复习题1.细胞周期的概念及每期特点2.细胞周期包含哪几个阶段？各阶段的特点是什么？3.细胞周期的运行受哪些因素调控？4.名词解释：APC,MPF