11细胞增殖及其调控1精

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1、细胞增殖的概念第十一章细胞增殖及其调控Cell proliferation and Regulation5伍家发食品与生物工程学院2009.5细胞分裂(cell division)：由原来的 个亲代细胞(mother cell)变成两个 子代细胞(daughter cell) o各种细胞在分裂之前，还必须进行一定 的物质准备。物质准备和细胞分裂是一 个相互联系的过程，这一过程即为细胞 增殖(cell proliferation)细胞增殖是生物繁育的基础W单细胞生物细胞 增殖导致生物个 体数量的增加多细胞生物由一个 单细胞即受精卵分 裂发育而来成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的细胞，维

2、持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞增殖。细胞增殖受到严密的调控机制所监控ProphaseDNA damage 心MT)Unreplicated DNA (S arrest IImproper spindle formation (M arrest) 丄DNA damage 心 arrest!HighMPFCell cvceSTARTAnaphaseanaphase inhibitor第一节细胞周期概述一细胞周期1概念从一次细胞分裂结束开始，经过物质积 累过程，直到下一次细胞分裂结束为止, 称为一个细胞周期。细胞周期划分为有丝分裂期和分

3、裂间 期。2细胞周期各时相的划分含有期、S期、G2 期和M期这四个不同 时期的细胞周期称 为标准的细胞周期。高等生物体细胞周 期的时间长短主要 差别在叫期，而S 期、G?期和M期的总 时间相对恒定。丝分製期分裂间期3高等生物细胞类群（根据增殖状况分类）周期中细胞:细胞周期连续运转的细胞。这些细胞 能不断分裂产生新的细胞，有丝分裂活性很高。如 上皮组织的基底层细胞。静止期细胞：又称G。期细胞。暂时离开细胞周期, 不进行DNA复制和分裂，去执行一定的功能，但在 某些条件的诱导下萱新开始DNA合成，进行细胞分 裂。如结缔组织成纤维细胞。终末分化细胞：一般都是高度分化的细胞，一旦生 成后，终生不再分裂

4、。如横纹肌细胞。(-)细胞周期中各时相及其主要事件1$期G1早期三种RNA和核糖体大量合成，导 致结构蛋白质、酶蛋白大量合成，细胞体 积增大。 G|晚期合成与DNA复制有关的前体物 质和酶，为DNA复制做好物质和能量上 的准备，G晚期检验点芽殖酵母起始点Aw ditughiff cnffC汕心& CDKjdpew aeoee占gMt* CDK细胞内DNA星否 损伤中期检验点：控制系统检测 所有的染色体是否都与纺锤 体相连.井排列赤道板上PvOphAMONA一 (6 anew G2检验点检测细 胞的大小、细胞 所处的状态以及3【cycleSTARTUnreplioted DNA 几mitosis

5、减数分裂W 一盤步L概念：细胞同步化是指在自然过程中发生的，或经 人为处理造成的细胞周期的同步化。类型：偵然同步化:工同步化：弹择同步化：有丝分裂选择法 I细胞沉降分离法诱导同步化：DNA合成阻断法 中期阻断法1自然同步化(1) 概念自然界存在的细胞周期同步过程，称为自然同步 化。(2) 类型多核体：粘菌水生动物的受精卵：海胆、海参、两栖类。增殖抑制解除后细胞的同步分裂：真菌的休眠胞 子移入适宜环境后，一起发芽，同步分裂。2人工同步化(D有丝分裂选择法M期细胞与培养皿的附 着力减弱，振荡脱离器 壁收集。优点：操作简单，同步 化程度高，细胞不受药 物的伤害。bit-5 Mxre巴收鼻m期的冊步化

6、岁缺点：获得的细胞数量 少。(2)密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体 积和重量上存在差别进行分离。优点：简单省时，效率高，成本低。缺点：对大多数种类的细胞并不适用。(3)人工诱导同步化:采用药物诱导，使细胞同步 化在某个特定时期。 DNA合成阻断法BCDMMMMKI 11-6歸T4KIM怯逬Ufel搭冏勺冋,门At ttTW4一氏人 TdR廉处尸9112側)(采用低毒或者无毒的DNA合成抑制剂特异性地 抑制DNA合成，而不影响处于其他时期的细胞 进行细胞周期运转，从而将被抑制的细胞抑制 在DNA合成期的实验方法。NMhinHFAl第人 TdR 務備11鼻片欄 的律血G|/S交聊仕优点：同步

7、化程度高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点：造成细胞非均衡生长(蛋白质、RNA合成 蠶翳怠驟霹笔鐸得同步化群体仅适用于tGi +怙2+ Sts的细胞分裂中期阻断法某些药物，如秋水仙素.秋水酰胺等,可以抑制微管聚合，因而能有效地抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点：非平衡生长问题不十分明显 缺点：可逆性较差第二节细胞分裂一、有丝分裂中期前期餾质分裂1 前期（prophase）细胞核染色质开始浓缩在着丝粒处逐渐组装动粒centrioles在中心体的周围，微管开始大量组装 中心体与其周围的微管一起被称为星体（aster） 两个星体即逐渐向细胸的两极运动徽驢銘甞雄兰議骂誇嚴麟歸隸

8、周围的无定型物质构履，两个中心粒相互成直角排列。2前中期(prometaphase)核膜破裂.标志着前中期的开始 核纤层也随之解聚；核骨架结构 也发生剧烈变化染色体将进一步凝集浓缩变粗 变短，形成明显的x形染色体结构纺锤体的组装。染色体在一定区 域内剧烈运动星体发出的微管则与染色体另一 侧的动粒相联结，染色体在一定 区域内剧烈运动纺锤体赤道直径逐渐收缩，两极 距离拉长，染色体逐渐向赤道方 向运动。3 中期(metaphase)所有染色体排列到赤道板上，标志着细胞分裂已进 入中期染色体向赤道板上运动的过程称为染色体整列或染 色体中板聚合纺锤体纺锤体是细胞分裂 过程中的一种与染 色体分离直接相关

9、的细胞器。高等细胞的纺锤体呈纺锤状，主要由(lew chtornjiiidA) /微管和微管结合蛋 白组成。纺锤体的两端为星 体。星体微管动粒微管 极微管纺锤体装配微管在中心体周围装配中心体的分离驱动蛋白相关蛋白 (KRPs)主要为一些向 微管正极运动的蛋白， 细胞质动力蛋白(dynein)为向微管负 极运动的蛋白。4后期(anaphase)中期染色体的两条染色单体相互分离，形成子代 染色体，井分别向两极运动，标志着后期的开始后期A,动；动粒微管变短，染色体逐渐向两极运后期B, 渐拉长。second set of chromosomes,两极之间的距离逐one set of chromosom

10、es5末期(telphase)驛聶体到达两极，就进入鸞二动粒微管消失，极性微管继 续加长，较多地分布于两组 染色单体之间。染色单体开始去浓缩，在每 一个染色单体的周围，核膜 开始重新组装。核仁也开始 重新组装，RNA合成功能逐渐 恢复，形成两个子代细胞 檢。核孔复合体同时在核膜上装 配。6 胞质分裂开始于细胞分裂后期，完成于细胞分裂末期。胞质分裂开始时，在赤道板周围细胞膜及相应的胞质开始 下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟(furrow). 11-13在分裂沟下方，肌动 蛋白、微食、小膜泡 S物质聚藁，共同形 一个环形致密层， 称为*间体。大量的肌动蛋白和肌 球蛋白装配形成微丝 束，环绕细胞，称为

11、 收缩 (contractile ring)。收缩环收缩，分裂沟 加深，直至两个子细 胞相互分离。用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象?植物细胞末期近两极处纺 锤丝消失，中间微管保 留，并数量增加，其中不 断加入囊状物和电子密度 高的物质，形成成膜体。成月莫体的u泡来自高尔基 体。小n泡不断融合扩大 形成质膜，即细胞板 (cell plate),将细胞一 分为二，最后在细胞板两 侧积累多糖，形成细胞 壁。有丝分裂动画interphase总结有丝分裂的特点有丝分裂特征？包括核分裂、胞质分裂染色质凝集纺锤体出现收缩环出现二、减数分裂减数分裂是一种特殊的有丝分裂形式,仅发生于有性生殖细胞形

12、成过程中的某个阶段，细胞仅进行一次DNA复制，随后进行两次分裂。减数分裂的意义(1) 有效地获得父母双方的遗传物质，保 持后代的遗传性(2) 增加更多的变异机会，确保生物的多 样性，增强生物适应环境变化的能力。(-)前减数分裂间期特点最大特点在于其S期持续时间较长。物种减数分裂前S期有丝分裂前S期10d12h小鼠14h56h小麦12h3.8h S期仅复制其DNA总量的99.799.9%,而剩下的0.10.3%要等到减数分 裂前期阶段才进行复制。减数分裂前间期的细胞核大于其体细胞核。染色质也多凝集成异染色质。根据生物种类不同，减数分裂前间期的 G2期的长短变化较大。(-)减数分裂过程减数分裂前E期细胞进入两次有序的细胞分 裂。两次分煎之间的间期无DNA合成。1 减数分裂期I(1)前期 I (prophase I )前期持续时间较长，可以将前期I人为地划分 为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期 等5个阶段。进行染色体配对和基因重组，也要合成一定量 的RNA和蛋白质。细线期(leptotene) /凝集期发生染色质凝集，染色质纤维逐渐折叠，螺旋化