1、5 细胞周期及其调控,细胞周期概况有丝分裂细胞周期调控,细 胞 周 期,指从上一次细胞分裂开始,到下一次细胞分裂开始之间的时间,5.1 细胞周期概况,间期有丝分裂期:,G1期:DNA合成前期S期:DNA合成期G2期: DNA合成后期,M期,有些细胞暂时离开细胞周期进入G0期(休眠期),停止分裂,各种细胞的细胞周期长短最主要差别在G1期G1期上常有一个G0期(休眠期)人体绝大多数细胞处在G0期像肝细胞,当它受到外部因素刺激后,如切割掉部分肝,便可从G0期返回到细胞周期,并不是所有的细胞都处在细胞周期之中,有些细胞如上皮基底层细胞、造血干细胞等能维持分裂,始终处在细胞周期中而许多细胞,如成纤维细胞
2、等平时不在细胞周期中,当生物体受伤需要修复时,再进入细胞周期,开始分裂,促进伤口愈合另一些细胞分化程度很高,不在细胞周期中,一旦形成后,便终生不再分裂,称终末分化细胞,如神经细胞、心肌细胞等因心肌炎损坏的心肌细胞便无法修复,而由结缔组织代替,5.2 有丝分裂时相,人为分为6期:,前期前中期中期后期末期胞质分裂,5.3 细胞周期调控,1、细胞周期检验点,在细胞周期中存在某些位点,在适宜的外界条件出现之前,细胞周期便不能从该位点向下一阶段推进,这些位点叫做检验点(checkpoint),2、调节细胞周期的关键分子发现,20世纪70年代初,美国科学家Hartwall用芽殖酵母作实验材料,利用温度敏感
3、突变株(在适宜的温度下和野生型一样)阻断在不同细胞周期阶段的,分离出了几十个与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene,CDC)。CDC突变体,在非允许温度条件下,大部分细胞被阻断在G1/S交界处,小部分被阻断在G2/M处证实了在G1期后,以及G2/M间确实存在着“分子开关”,Hartwell还通过研究酵母菌细胞对放射线的感受性,提出了checkpoint(细胞周期检验点)的概念,意指当DNA受到损伤时,细胞周期会停下来。,1983年,英国科学家Hunt用海胆受精卵作研究材料,发现了周期蛋白(cyclin)在卵裂中呈周期性消长。进一步研究证明,在真核细胞中广泛存在的
4、周期蛋白,是诱导细胞进入M期必需的1987年,英国科学家Nurse以裂殖酵母为研究材料,发现CDK(周期蛋白依赖性蛋白激酶)是G1期进入S期、G2/M转换的关键因子,1988年,Lahka用非洲爪蛙作实验材料,发现MPF(促成熟因子)=CDK+周期蛋白,可使多种蛋白质底物磷酸化,Cyclin-CDK是如何调节G2/M转换的,在G2/M转换中,MPF起关键性调控作用周期蛋白只有与CDK结合并磷酸化后,CDK激酶才能表现出活性,启动有丝分裂有丝分裂后,MPF成分分离, cyclin降解,CDK可重复利用,2001年10月8日美国人Hartwell、英国人 Nurse、Hunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖,3、细胞周期中检验点的位置和作用,G1(G1/S)检验点:检查DNA是否受损、细胞营养状况等G2检验点:检查DNA复制是否完成有丝分裂后期检验点:检查纺锤体装配及是否与染色体着丝粒附着有丝分裂末期检验点:检查染色体是否分离,细胞周期包括几个时期?有几个检验点?各检验点都分别检查什么?,