《細(xì)胞周期及其調(diào)控》PPT課件

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1、細(xì)胞周期及其調(diào)控徐朝陽細(xì)胞生物學(xué)教研室前言細(xì)胞周期及其調(diào)控的重要性細(xì)胞周期及其調(diào)控的復(fù)雜性細(xì)胞周期細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期與醫(yī)學(xué)通過三部分的學(xué)習(xí)了解細(xì)胞周期細(xì)胞周期基本概念1.細(xì)胞周期同步化誘導(dǎo)同步化代謝抑制法中期阻斷法：秋水仙素選擇同步化細(xì)胞分裂收獲法細(xì)胞沉降分離法1.1代謝抑制法原理：選用DNA合成的抑制劑，可逆地抑制DNA合成，而不影響其他時(shí)期細(xì)胞的運(yùn)轉(zhuǎn)，最終可將細(xì)胞群阻斷在S期或G/S交界處。優(yōu)點(diǎn)：同步化程度高，適用于任何培養(yǎng)體系。可將幾乎所有的細(xì)胞同步化。缺點(diǎn)：容易產(chǎn)生非均衡生長，個(gè)別細(xì)胞體積增大。1.2細(xì)胞分裂收獲法方法：使單層

2、培養(yǎng)的細(xì)胞處于對數(shù)增殖期，此時(shí)分裂活躍，有絲分裂細(xì)胞變圓隆起，與培養(yǎng)皿的附著性低，此時(shí)輕輕振蕩，M期細(xì)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(xì)胞。優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，同步化程度高，細(xì)胞不受藥物傷害。缺點(diǎn)：獲得的細(xì)胞數(shù)量較少。（分裂細(xì)胞約占1%～2%）2.1有關(guān)名詞TG1：G1期的持續(xù)時(shí)間TG2：G2期的持續(xù)時(shí)間TS：S期的持續(xù)時(shí)間TM：M期的持續(xù)時(shí)間TC：一個(gè)細(xì)胞周期的持續(xù)時(shí)間PLM：標(biāo)記的有絲分裂細(xì)胞所占的比例TDR：胸腺嘧啶核苷（ThymineDeoxyriboside,TDR），

3、是DNA的特異前體，能被S期細(xì)胞攝入，而摻進(jìn)DNA中。通常使用的是3H或者14C標(biāo)記的TDR。2.細(xì)胞周期時(shí)間的測定細(xì)胞周期時(shí)間的長短因細(xì)胞的類型、狀態(tài)和環(huán)境而異。標(biāo)記有絲分裂百分率法（percentagelabeledmitoses，PLM）是一種常用的測定細(xì)胞周期時(shí)間的方法。其原理是對測定細(xì)胞進(jìn)行脈沖標(biāo)記、定時(shí)取材、利用放射自顯影技術(shù)顯示標(biāo)記細(xì)胞，通過統(tǒng)計(jì)標(biāo)記有絲分裂細(xì)胞百分?jǐn)?shù)的辦法來測定細(xì)胞周期。2.1有關(guān)名詞TG1：G1期的持續(xù)時(shí)間TG2：G2期的持續(xù)時(shí)間TS：S期的持續(xù)時(shí)間TM：M期的持續(xù)時(shí)間TC：一個(gè)細(xì)胞周期的持續(xù)時(shí)間PLM

4、：標(biāo)記的有絲分裂細(xì)胞所占的比例TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特異前體，能被S期細(xì)胞攝入，而摻進(jìn)DNA中。通常使用的是3H或者14C標(biāo)記的TDR。2.2PLM法原理待測細(xì)胞經(jīng)3H-TDR標(biāo)記后，所有S期細(xì)胞均被標(biāo)記。S期細(xì)胞經(jīng)G2期才進(jìn)入M期，所以一段時(shí)間內(nèi)PLM=0。開始出現(xiàn)標(biāo)記M期細(xì)胞時(shí)，表示處于S期最后階段的細(xì)胞，已渡過G2期，所以從PLM=0到出現(xiàn)PLM的時(shí)間間隔為TG2。S期細(xì)胞逐漸進(jìn)入M期，PLM上升，到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)候說明來自處于S最后階段的細(xì)胞，已完成M并進(jìn)入G1期。所以從開始出現(xiàn)標(biāo)記的M期細(xì)胞到PLM達(dá)到最高點(diǎn)（≈100

5、%）的時(shí)間間隔就是TM。當(dāng)PLM開始下降時(shí)，表明處于S期最初階段的細(xì)胞也已進(jìn)入M期，所以出現(xiàn)LM到PLM又開始下降的一段時(shí)間等于TS。從LM出現(xiàn)到下一次LM出現(xiàn)的時(shí)間間隔就等于TC，根據(jù)TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的TG1長度事實(shí)上由于一個(gè)細(xì)胞群體中TC和各時(shí)相不盡相同，第一個(gè)峰常達(dá)不到100%，以后的峰會發(fā)生衰減，PLM不一定會下降到零，所以實(shí)際測量時(shí)，常以（TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。細(xì)胞周期各時(shí)相的動態(tài)1.G1期動態(tài)早G1期：細(xì)胞生長R點(diǎn)：分裂決定晚G1期：復(fù)制準(zhǔn)備細(xì)胞周期時(shí)間的長短主要由G1期決定2.

6、S期動態(tài)DNA合成染色質(zhì)組裝中心粒復(fù)制3.G2期動態(tài)復(fù)制檢查分裂準(zhǔn)備G1-G2期主要物質(zhì)的合成4.M期動態(tài)染色體分離胞質(zhì)分裂細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期驅(qū)動力1.引擎：cyclin-CDK系統(tǒng)1.1Cyclin-Cdk的類型1.2Cylin-CDK的激活Cdkactivatingkinase(CAK)Cdk7和CyclinH一起形成CAK;催化cdk2和cdk4分子第161位蘇氨酸的磷酸化，從而激活這些蛋白激酶的活性。1.3Cdk/Cyc在細(xì)胞周期中的調(diào)控作用A.G1期B.S期和G2期CyclinA與Cdk2結(jié)合磷酸化DNA合成相關(guān)蛋白，促進(jìn)D

7、NA合成；磷酸化CycD/E-Cdk使其失活,防止復(fù)制在細(xì)胞周期完成前再次啟動。CyclinB在S晚期開始在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成，核膜崩解前進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)Cdk1此時(shí)被Wee1磷酸化而處于失活狀態(tài)，cyclinA/B-Cdk1無活性。C.M期磷酸酶Cdc25c解除Cdk1的磷酸化抑制CyclinA/B-Cdk1與酵母菌的成熟促進(jìn)因子（matruring-promotingfactor,MPF)功能相似磷酸化核纖層蛋白，使核膜解聚；磷酸化RNA聚合酶，抑制轉(zhuǎn)錄，便于核仁解體；磷酸化組蛋白H1，使其相互結(jié)合，使核小體聚集；磷酸化凝集蛋白，促使染色體形

8、成高級結(jié)構(gòu)；Cdc25近來的研究資料表明,3種Cdc25亞型在G1/S、G2/M轉(zhuǎn)變和M期中都有作用。3種亞型能協(xié)同啟動細(xì)胞進(jìn)入S期和調(diào)控G2/M的轉(zhuǎn)變。Cdc25A對于有效地促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入S期是必需的,Cd