1、有絲分裂各期的免疫熒光照片,早前期,晚前期,前中期,中 期,早后期,后 期,末 期,有絲分裂小結(jié),一、有絲分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,核內(nèi)有絲分裂(endomitosis) 體細(xì)胞減數(shù)分裂 多極分裂(培養(yǎng)癌細(xì)胞) 染色單體不發(fā)生分離的有絲分裂,特殊形式的有絲分裂,一、有絲分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,染色質(zhì)復(fù)制1次，細(xì)胞分裂2次 子細(xì)胞染色體數(shù)量減半,二、減數(shù)分裂(meiosis),性細(xì)胞成熟過程中的核分裂 成熟分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,減數(shù)分裂,減數(shù)分裂,減數(shù)分裂：,第1次核分裂,第2次核分裂,（一）減數(shù)分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,

2、減數(shù)分裂 II,第一次減數(shù)分裂各期的變化過程圖解,早前期I,中期I,后期I,末期I,中前期I,晚前期I,前期I,細(xì)線期,偶線期,粗線期,雙線期,終變期,(zygonema),(leptonema),(pachynema),(diplonema),(diakinesis),前期,染色質(zhì)開始凝縮，成細(xì)絲狀(二分體) 染色體線上出現(xiàn)許多顆粒狀染色粒 核的體積增大，核仁也變大 染色體在核中呈花束狀,同源染色體發(fā)生聯(lián)會 染色體繼續(xù)壓縮，并連在核膜的固定板上 偶線期DNA的合成 形成聯(lián)會復(fù)合體,染色體繼續(xù)縮短變粗, 同源染色體配對完成 同源染色體非姊妹染色單體間交叉交換 裝配成了重組小結(jié) 合成了少量粗線期

3、DNA,聯(lián)會復(fù)合體開始解體 同源染色體只靠一些交叉部位連在一起 姊妹染色體清晰可見,染色體更加變粗、變短 交叉端化、數(shù)量減少，各二價體彼此分開 核仁、核膜消失 在染色體區(qū)紡錘體微管清晰可見,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,減數(shù)分裂前期的分期及其所需時間圖解,減數(shù)分裂前期I中染色體聯(lián)會和去聯(lián)會的時空變化圖解,0,3,6,9,12,時間（天）,細(xì)線期,偶線期,粗線期,雙線期 + 終變期,聯(lián)會復(fù)合體結(jié)構(gòu)模式圖 (a) 聯(lián)會復(fù)合體的電鏡照片；(b) 聯(lián)會復(fù)合體的模式圖解 (自gerald，2002),第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,同源染色體間聯(lián)會復(fù)合

4、體結(jié)構(gòu)模式圖,同源染色體非姊妹染色單體間交叉、重組的模式圖解,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,代與代之間的差異,（二）減數(shù)分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,減數(shù)分裂II過程 的模式圖解,減數(shù)分裂中染色體與紡錘體的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,高等動物精子(a)和卵子(b)形成過程圖解,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,二倍體 生殖細(xì)胞,精(卵)原細(xì)胞,初級精(卵) 母細(xì)胞,次級精(卵)母細(xì)胞,單倍體 精細(xì)胞,精子,精子形成是一個十分高效的過程，成年男性伴隨著每1次心跳即可產(chǎn)生1000多個精子!,植物細(xì)胞的減數(shù)分裂,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂

5、,（三）減數(shù)分裂與有絲分裂的主要差別,減數(shù)分裂與有絲分裂過程的對比圖解,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,(1) 有絲分裂是體細(xì)胞的分裂方式，而減數(shù)分裂僅限于生殖細(xì)胞. (2) 有絲分裂是DNA復(fù)制1次細(xì)胞分裂1次，染色體數(shù)由2n2n, DNA量由4C2C；減數(shù)分裂是DNA復(fù)制1次，細(xì)胞分裂2次, 染色體數(shù)由2n1n，DNA量由4C變?yōu)?C. (3) 有絲分裂前，在S期進行DNA合成，經(jīng)過G2期進入有絲分裂期；減數(shù)分裂前DNA的合成時間長(減數(shù)分裂前DNA合成)，合成后立即進入減數(shù)分裂，G2期很短或沒有. (4) 有絲分裂時每1條染色體獨立活動，遺傳物質(zhì)不變；減數(shù)分裂中染色體要發(fā)生聯(lián)會、交

6、叉和交換等，產(chǎn)生了遺傳物質(zhì)的多樣性. (5) 有絲分裂進行的時間短, 一般為12小時。減數(shù)分裂進行的時間長, 可達數(shù)月甚至數(shù)年。,減數(shù)分裂與有絲分裂的主要區(qū)別,第2節(jié) 真核細(xì)胞的分裂,二、減數(shù)分裂,第三節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,第十五章 細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期,一、細(xì)胞周期(cell cycle),三、細(xì)胞周期的調(diào)控,二、細(xì)胞分裂的影響因素,一、細(xì)胞周期(cell cycle),第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,細(xì)胞周期(cell cycle)：指細(xì)胞由一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的相同的時期和順序變化(即G1SG2M)，是細(xì)胞周而復(fù)始地進行活動的生長、分裂循環(huán)。,細(xì)胞周期的時相圖解,哺乳動物培養(yǎng)細(xì)胞的

7、細(xì)胞周期和各階段持續(xù)時間圖解,一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,細(xì)胞周期,分裂期 間期,G1期 S 期 G2期,1. G1期,哺乳動物細(xì)胞在G1期中的一些主要的生理、生化變化,不穩(wěn)定蛋白 (U蛋白),R: G1期的限制點(restriction point ),一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,地鼠培養(yǎng)細(xì)胞在細(xì)胞周期個時期的外形變化,一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,DNA復(fù)制 合成組蛋白 合成非組蛋白,2. S期,一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,DNA含量加倍 合成某些特定蛋白質(zhì),3. G2期,可使核纖層蛋白磷酸化，導(dǎo)致核膜在前期末破裂；

8、也可催化H1組蛋白高度磷酸化，引起染色質(zhì)在臨近有絲分裂時開始凝縮。,蛋白質(zhì)激酶：G2期末被激活,一、細(xì)胞周期,細(xì)胞周期中DNA含量的變化,細(xì)胞周期示意圖,Chromosome separation,不僅反映出細(xì)胞周期中DNA含量的變化，而且還反映出細(xì)胞處于不同細(xì)胞周期的相對數(shù)量。,流式細(xì)胞分選儀（FACS）,細(xì)胞融合實驗,S期細(xì)胞內(nèi)有促使合成DNA的物質(zhì),促使合成DNA的物質(zhì)在G2期消失,開始合成DNA,不合成DNA,一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,(a) M期細(xì)胞與G1期細(xì)胞雜交后，核膜解體、染色體凝縮成單線；,(b) M期細(xì)胞與S期細(xì)胞雜交后，核膜解體、染色體凝縮成碎片狀；,(c)

9、 M期與G2期細(xì)胞雜交后，核膜解體、染色體凝縮成染色單體。,G1、G2、S期細(xì)胞與M細(xì)胞的雜交實驗,M期細(xì)胞中有能使核變化的物質(zhì),一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,G0期/G0態(tài)(G0 state)：有的細(xì)胞不進入下一周期而暫時退出了細(xì)胞周期，處于的一種拘留狀態(tài)。,4. G0期,一、細(xì)胞周期,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,二、細(xì)胞分裂的影響因素,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,3. cAMP,4. 接觸抑制 (contact inhibition),5. 激素,2. 抑素 (chalone),1. 細(xì)胞的大小,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,細(xì)胞周期是在嚴(yán)格調(diào)控的前提下有條不紊地進行運轉(zhuǎn)的！,細(xì)胞的增殖是通過

10、細(xì)胞周期來實現(xiàn)的：,120天,人RBC:,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,生,死,G1 CHECKPOINT,METAPHASE CHECKPOINT,G2 CHECKPOINT,細(xì)胞周期的檢驗點（控制點）,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,(一)周期蛋白依賴性蛋白激酶 (cyclin-dependent kinase, CDK),主要成分,P32 ：P34cdc2的同源物,P45：P56cdc13的同源物,cdc基因的編碼產(chǎn)物, cdc蛋白,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,cdc蛋白有如下共同特點：,(1) 含有一段類似的氨基酸序列； (2) 都可以與cyclin 結(jié)合，并將周期蛋白作為調(diào)節(jié)亞基單位,目前命名的有：C

11、DK1(cdc2), CDK2, CDK3, CDK4, , CDK8,(1) 與cyclin結(jié)合被或活化; (2) CDK催化cyclin-CDK復(fù)合物T-loop上Thr160161磷酸化，使酶激活; (3) 抑制磷狻化位點Thr14和Try15的磷酸化，與去磷酸化weel酶和脂酶CDC25分別實現(xiàn)，調(diào)節(jié)CDK的功能； (4) 通過泛素(ubiguitin)介導(dǎo)蛋白酶水解途徑， 降解cyclin-CDK復(fù)合物中的cyclin，使CDK激酶活性消失； (5) CDKI結(jié)合活化形式的激酶形成cyclin-CDK-CDKI符合物， 也是使酶失活的途徑。,CDK激酶通過下列途徑激活或抑制：,在G1

12、/S之前：啟動細(xì)胞分裂;,P34cdc2,在中/后期轉(zhuǎn)換時：能激活連接在cdc蛋白上的酶，而使靶蛋白-cdc蛋白降解；,染色質(zhì)凝縮 核膜解體 紡錘體形成等,促進G2/M的轉(zhuǎn)換,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,分裂期促進因子(M-phase promoting factor, MPF): 促使染色質(zhì)的凝縮，CDK是MPF的催化亞基，但MPF的激活要受cyclin的調(diào)節(jié)!,細(xì)胞周期蛋白(cyclin)：在周期后期逐漸合成、 G2晚期達到高峰、至周期的中/后期突然消失的周期性存在的蛋白。,（二）細(xì)胞周期蛋白,cyclin和cdc2蛋白隸屬同一家族：,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期

13、及其調(diào)控,細(xì)胞周期蛋白(cyclin)的種類及其特點,破壞盒(destruction box, RAALGNISN)：降解cyclin A、B； PEST序列：可能與G1期周期蛋白的不穩(wěn)定性有關(guān)。,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,據(jù)序列特點和生理功能, 可將周期蛋白分為三種:,100150個氨基酸的保守區(qū),能與CDK結(jié)合,不同周期蛋白與cdc蛋白作用引起不同的反應(yīng),三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,MPF, M-phase-promoting factor; Maturation-promoting factor,MPF與周期蛋白在細(xì)胞周期中的作用圖解,cdc2,MP

14、F,起始 激酶,G1期,G1期cyclin,S期,M期cyclin,中/后期,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生有絲分裂,誘導(dǎo)細(xì)胞合成DNA,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,周期蛋白依賴性激酶抑制因子CDKI是CDK的負(fù)性調(diào)控因子，它通過與周期蛋白對CDK的競爭性結(jié)合，拮抗周期蛋白的作用，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的進程。,CDKI作用示意圖,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,INK4 (Inhibitor of CDK4)： 包括p21、p27和p57.,目前已知的CDKI可劃分為兩大類：,特異性抑制CDK4-CyclinD1、CDK6-CyclinD

15、1的磷酸化激酶活性；,抑制大多數(shù)已知CDK-周期蛋白的磷酸化激酶活性，如CDK4-CyclinD1、CDK6-CyclinD1、CDK2-CyclinE、CDK2-CyclinA的蛋白激酶活性。,KIP (kinase inhibition protein)： 包括p15、p16、p18、p19.,（三）影響細(xì)胞周期調(diào)控的因素,1. 生長因子及其受體,各種生長因子受體結(jié)構(gòu)圖解,GF為多肽類物質(zhì)，具有組織特異性,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,生長因子的作用機制圖解,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,酪氨酸激酶性受體,生長因子和生長因子受體 蛋白質(zhì)激酶 癌蛋白 轉(zhuǎn)錄因子

16、、信號傳導(dǎo)器等,2. 癌基因和抑癌基因,在進化上高度保守,促進細(xì)胞的增殖和分化,(1) 癌基因,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,表達產(chǎn)物：抑制癌細(xì)胞生長的作用,(2) 抑癌基因,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,無活性的Rb蛋白,活性Rb蛋白,M,G2,G1,S,細(xì)胞周期中Rb蛋白活性的周期性變化的模式圖解,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,癌基因和抑癌基因相互配合 、協(xié)同作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的正常運轉(zhuǎn),母細(xì)胞,子細(xì)胞,三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,3. 細(xì)胞的信使系統(tǒng),信號傳遞系統(tǒng),(DG和IP3),三、細(xì)胞周期的調(diào)控,第3節(jié) 細(xì)胞周期及其調(diào)控,細(xì)胞周期的時相及其調(diào)控圖解,M,第四節(jié) 細(xì)胞分裂的同步化,一、分選法： 1. 過濾 2. 膜淘洗 3. 蔗糖梯度離心 4. 離心淘洗法 二、化學(xué)同步化 1. 將培養(yǎng)液中減少某種細(xì)胞必需的營養(yǎng)成分 2. 使用某種化學(xué)物質(zhì)將有絲分裂暫時阻滯在一定時期 三、物理同步化 1. 溫度 2. 輻射 3. 有絲分裂