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1、三、细胞周期及其进程1课件精编G0期，也称静止期， 细胞暂时离开细胞周期。细胞转化为G0期 多发生在G1期。G0期细胞一旦得到信号，会返回细胞周期典型的人的体细胞的细胞周期时间为24小时2课件精编(一)细胞周期进程1.G1期是DNA合成准备期n细胞质分裂结束即进入G1期n主要特点：nRNA、蛋白质合成旺盛，细胞生长体积变大n多种蛋白质磷酸化，H1组蛋白磷酸化与基因转录活跃相适应3课件精编(一)细胞周期进程1.G1期是DNA合成准备期n细胞质分裂结束即进入G1期n主要特点：n细胞膜对物质转运作用加强，细胞对氨基酸、核苷酸、葡萄糖等小分子营养物质摄入增加，保证G1期进行的大量生化合成有充足原料。另
2、外，细胞对一些可能参与G1期向S期转变调控物质的转运也增加。4课件精编2. S期DNA完成复制nDNA复制开始即进入S期n主要特点：n进行DNA和染色体复制nDNA复制n组蛋白合成n组蛋白的合成与DNA复制同步进行、相互依赖n组蛋白磷酸化n中心体复制完成5课件精编2. S期DNA完成复制GC含量较高的DNA序列早复制，AT含量较高的DNA序列复晚制常染色质复制在先，异染色质复制在后组蛋白的合成与DNA复制是同步进行、相互依存的。新合成的组蛋白迅速进入胞核，与已复制的DNA结合，组装成核小体，形成染色体。S期末，当DNA复制完成，组蛋白mRNA在短时间内大量降解.6课件精编2. S期DNA完成复
3、制S期组蛋白继续磷酸化,继G1期进行丝氨酸磷化后,在S期H1另外丝氨酸位点也将发生磷酸化.而H2A的磷酸化则存在于整个细胞周期中心粒复制:相互垂直的一对中心粒彼此分离,各自在其垂直方向形成一个子中心粒.7课件精编3. G2期为细胞分裂准备期nDNA、染色体复制完成即进入G2期n主要特点：n细胞生长n合成大量RNA、ATP及一些与M期结构功能相关的蛋白质。n微管蛋白合成旺盛n合成某些由G2期向M期转化所必需的蛋白8课件精编4. M期有丝分裂期n细胞核分裂和细胞质分裂n不同细胞的M期时间差异不大9课件精编10课件精编细胞周期各时相的生物化学变化细胞周期各时相的生物化学变化11课件精编（二）、细胞周
4、期调控(一) 细胞周期调控系统的核心1. 细胞周期蛋白 cyclinn特性：n哺乳动物包括cyclin AHn在细胞周期的进程中发生周期性的合成与降解，因此命名为周期蛋白n在细胞周期的各特定阶段，不同周期性蛋白相继表达，与细胞中其他蛋白结合后，对细胞周期相关活动进行调节12课件精编13课件精编ncyclin C,D,E只在G1期表达并只在G1期向S期转化过程中执行调节功能，称为G1期周期蛋白。ncyclin B在间期表达积累，到M期才表现出调节功能，称为M期周期蛋白。14课件精编细胞周期蛋白类型细胞周期蛋白类型15课件精编16课件精编Cyclin A/BCyclin A/B经多聚泛素化途径被降
5、解经多聚泛素化途径被降解（4 4）多聚泛素化降解途径多聚泛素化降解途径泛素：由76个氨基酸残基组成的高度保守蛋白17课件精编2.2.细胞周期蛋白依赖性激酶细胞周期蛋白依赖性激酶 cyclin-dependent kinase，CDKn特性：n是一类蛋白激酶，但必须与cyclin结合并且特定的氨基酸残基处于合适的磷酸化状态后才可能具有激酶活性n通过磷酸化多种与细胞周期相关的蛋白，在细胞周期调控中起关键作用n在细胞周期的不同阶段，不同的Cdk分子被激活，由此引发或调控细胞周期的主要事件，并促进了G1期向S期，G2期向M期，中期向后期等关键过程不可逆的转换n现已被鉴定的Cdk为Cdk1-8n在细胞周
6、期进程中cyclin可不断合成与降解，Cdk对蛋白质磷酸化的作用也因此呈现出周期性的变化18课件精编19课件精编20课件精编周期蛋白依赖性激酶的活化周期蛋白依赖性激酶的活化21课件精编22课件精编23课件精编n抑制cyclin-Cdk复合物形成np16,p21 抑制Cdk4np15抑制Cdk4,Cdk6np24 抑制Cdk1，Cdk2np27 抑制全部的Cdk-cyclin活性24课件精编影响影响Cdk活性的因素活性的因素25课件精编(三)细胞周期的运转细胞周期的运转就是细胞周期调控系统的关键蛋白激酶被激活或失活的过程26课件精编细胞周期事件的胞内调控机制细胞周期事件的胞内调控机制cyclin
7、-Cdkcyclin-Cdk复合物是细胞周期调控体系的核心，其周期性复合物是细胞周期调控体系的核心，其周期性的形成及降解，引发了细胞周期进程中的特定事件的出现，的形成及降解，引发了细胞周期进程中的特定事件的出现，并促成了并促成了G1G1期向期向S S期期，G2G2期向期向M M期期，中期向后期中期向后期等关键过程等关键过程不可逆的转换。不可逆的转换。两种关键的cyclin-CDK复合物nG1 CDKCDK4/6cyclinD 活性出现在细胞通过G1期检查点之前，使细胞由G1期向S期转化nMPFCDK1+cyclinB 活性出现在细胞通过G2期检查点之后，驱动有丝分裂开始27课件精编1. G1期
8、的调控期的调控G1-CDK 使使RB蛋白磷酸化而释放蛋白磷酸化而释放转录因子转录因子E2F,促进促进G1期细胞跨越期细胞跨越限制点，向限制点，向S期发生转化。期发生转化。28课件精编29课件精编30课件精编2. S期的期的DNA复制复制CyclinA -Cdk复合物形成。复合物形成。CyclinA Cdk复合物能启动复合物能启动DNA的复制，并且的复制，并且阻止已复制的阻止已复制的DNA再次发生复制再次发生复制。细胞融合实验表明细胞融合实验表明:只有只有G1期的细胞有能力开始期的细胞有能力开始DNA复制复制,而完成了而完成了S期的细胞期的细胞G2期细胞则不能进行期细胞则不能进行DNA复制。复制
9、。31课件精编32课件精编3. G2/M期转化中期转化中cyclinB-CDK复合物的作用复合物的作用 G2晚期形成晚期形成cyclin-CDK复合物，在促进复合物，在促进G2期向期向M期转换的过程期转换的过程中起重要作用，该复合物又被称为成熟促进因子（中起重要作用，该复合物又被称为成熟促进因子（maturation promoting factor，MPF)，意为能促进，意为能促进M期启动的调控因子。期启动的调控因子。MPFMPF磷酸化磷酸化M M期启动有关的蛋白质。如期启动有关的蛋白质。如MPFMPF可催化组蛋白可催化组蛋白HIHI磷酸化，从而调磷酸化，从而调节染色体高级组装，引起染色质凝
10、集与启动有丝分裂；节染色体高级组装，引起染色质凝集与启动有丝分裂；MPFMPF可磷酸化核纤可磷酸化核纤层蛋白。促使核纤层结构解体。层蛋白。促使核纤层结构解体。MPF=Cdk1cyclinB33课件精编34课件精编35课件精编MPF对M期早期细胞形态结构变化的作用n染色质凝集n核膜裂解：核纤层蛋白丝氨酸磷酸化，引起核纤层纤维结构解体，核膜破裂成小泡n纺锤体形成：对多种微管结合蛋白进行磷酸化，合微管发生重排，促进纺锤体的形成nMPF还可通过诱导着丝粒分离而促进中期细胞向后期的转换36课件精编MPF促进中期细胞向后期的转化n中期染色体两姐妹染色单体的分离是启动后期的关键nMPF作用：使APC （An
11、aphase-promoting complex，后期促进复合物）磷酸化，引起securin蛋白降解，分离酶释放，分解Scc1，着丝粒分离，进入后期37课件精编MPF在细胞退出M期中的作用Cyclin B降解MPF解聚、失活APC组蛋白去磷酸化 核纤层蛋白去磷酸化染色体去凝集核膜组装核形成肌球蛋白去磷酸化收缩环溢缩、分裂沟加深胞质分裂38课件精编四四 细胞周期检测点监控细胞周期的运行细胞周期检测点监控细胞周期的运行39课件精编（一）. 细胞周期中的主要检测点(1)G1期检测点 n在酵母细胞周期中称为起始点(start point)n是哺乳动物细胞的首要检查点，又称为限制点(restrictio
12、n point, R点)n通过R点的细胞一般可以完成整个细胞周期循环(2)G2期检测点(3)M期检测点 40课件精编G2-M期检测点期检测点41课件精编M-G1期检测点期检测点42课件精编G1-S期检测点期检测点43课件精编 检测点的本质n细胞周期调控系统的组成分子被激活或失活，尤其是细胞周期调控系统的关键蛋白激酶被激活或失活的信号传导过程n检测点：可对细胞周期发生的重要事件及出现的故障加以检测，只有当这些事件完成或故障修复后，才允许细胞周期进一步运行，该监控系统即为检测点44课件精编细胞周期检测点的特点及作用机制细胞周期检测点的特点及作用机制检测点类型作用特点与作用相关的主要蛋白质未复制DN
13、A检测点纺锤体组装检测点染色体分离检测点DNA损伤检测点监控DNA复制，决定细胞是否进入M期监控纺锤体组装，决定细胞是否进入后期监控后期末子代染色体在细胞中的位置，决定细胞是否进入末期及发生胞质分裂监控DNA损伤的修复，决定细胞周期是否进行ATR、Chl1 、Cdc25 、cyclinA/B-Cdk1Mad2、APC 、securinTem1、Cdc14 、M期cyclinATM/ATR、ChK1/2、Cdc25 、p5345课件精编五 多种因素与周期调控密切相关n生长因子n抑素ncAMP与cGMPnRNA剪接因子SR蛋白及SR蛋白特异激酶46课件精编47课件精编48课件精编49课件精编50课
14、件精编六 原癌基因和抑癌基因对细胞周期的调控n原癌基因(proto-oncogene)和抑癌基因(tumor suppressor gene)均是细胞生命活动所必需的基因，其表达产物对细胞增殖和分化起着重要的调控作用。n原癌基因维持细胞正常增殖，对细胞周期的进程起正的推动作用，非正常表达可导致细胞转化，增殖过程异常，甚至癌变。nMYC, RASnCYCLIN D51课件精编52课件精编n抑癌基因表达产物对细胞增殖起负性调节作用nRB基因,pRb蛋白,1986年,第一个被克隆的抑癌基因nP53基因，p53蛋白53课件精编n以原癌基因为代表推动细胞周期进程的正的调控作用和以抑癌基因为代表的抑制细胞周期的负的调控作用，两者之间的平衡维持了细胞正常的生长增殖状态。54课件精编细胞周期与医学的关系1细胞周期与组织再生组织再生：机体不断产生新细胞以补充因生理或病理原因死亡的细胞的过程，可分为生理性再生和补偿性再生两类55课件精编2 细胞周期与肿瘤发生（1）肿瘤细胞周期的特点56课件精编57课件精编（2）肿瘤细胞周期调控出现异常58课件精编（3）研究肿瘤细胞周期的特点可能为肿瘤治疗提供新思路59课件精编60课件精编
