1、第十二章 細胞增殖及其調控,細胞增殖(cell proliferation)的意義 細胞周期概述 細胞分裂 細胞周期調控,細胞增殖(cell proliferation)的意義,細胞增殖(cell proliferation)是細胞生命活動的重要特征之一,是生物繁育的基礎。 單細胞生物細胞增殖導致生物個體數(shù)量的增加。 多細胞生物由一個單細胞(受精卵)分裂發(fā)育而來，細胞增殖是多細胞生物繁殖基礎。 成體生物仍然需要細胞增殖，主要取代衰老死亡的細胞， 維持個體細胞數(shù)量的相對平衡和機體的正常功能。 機體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復等，都要 依賴細胞增殖。,第二節(jié)、細胞分裂,細胞分裂（cell di

2、vision）是一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞，分裂后形成的新細胞稱子細胞。通常包括細胞核分裂和細胞質分裂兩步。在核分裂過程中母細胞把遺傳物質傳給子細胞。 有絲分裂(mitosis) 減數(shù)分裂(Meiosis),第三節(jié)、細胞周期的調控(Cell-Cycle Control),細胞周期調控系統(tǒng)的主要作用 MPF的發(fā)現(xiàn)及作用 p34cdc2激酶發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關系 周期蛋白（Cyclin) CDK激酶和Cyclin-Cdk復合物的多樣性 細胞周期運轉調控 細胞周期運轉的阻遏- CDK激酶抑制物,第一節(jié)、細胞周期(cell cycle)概述,細胞周期 細胞周期中各個不同時相及其

3、主要事件 細胞周期長短測定 細胞周期同步化 特異的細胞周期,一、有絲分裂(mitosis),前期(prophase) 前中期(prometaphase) 中期(metaphase) 后期(anaphase) 末期(telophase) 胞質分裂(Cytokinesis),胞質分裂(Cytokinesis),動物細胞胞質分裂 植物細胞胞質分裂,二、減數(shù)分裂(Meiosis),減數(shù)分裂概念與過程： 減數(shù)分裂特點 脊椎動物配子發(fā)生過程 減數(shù)分裂的意義,細胞周期,細胞周期概念： 細胞從一次有絲分裂結束到下一次有絲分裂 完成所經(jīng)歷的一個有序過程。其間細胞遺傳物 質和其他內(nèi)含物分配給子細胞。 細胞周期時相

4、組成 細胞周期時間 根據(jù)增殖狀況，細胞分為三類,細胞周期時相組成,時相：指細胞周期中的各個時期 間期(interphase): G1 phase，S phase，G2 phase M phase: 有絲分裂期(Mitosis), 胞質分裂期(Cytokinesis) 細胞沿著G1SG2MG1周期性運轉，在間期細胞體積增大(生長)，在 M 期細胞先是核分裂，接著胞質分裂，完成一個細胞周期。,細胞周期時間,不同細胞的細胞周期時間差異很大 S+G2+M 的時間變化較小，細胞周 期時間長短主要差別在G1期 有些分裂增殖的細胞缺乏G1（胚胎細胞）、G2期,根據(jù)增殖狀況，細胞分類三類,周期中細胞或稱連續(xù)分

5、裂細胞(cycling cell) 靜止期細胞(Go細胞)也稱休眠細胞 一旦得到信號指令會快速返回細胞周期，分裂增殖。 終末分化細胞 一旦生成則終生不再分裂的細胞 G0期細胞和終末分化細胞的界限有時難以劃 分，有的細胞過去認為屬于終末分化細胞，目前 可能被認為是G0期細胞。,細胞周期中不同時相及其主要事件, G1期 S 期 G2期 M 期 檢驗點,G1期,子細胞生成,標志G1開始,染色體去凝集。 G1：指有絲分裂完成到DNA合成之前。 發(fā)生事件： 合成細胞生長所需的各種蛋白質、糖類、脂類、氨基酸及糖的轉運迅速進行、細胞器加倍以及急劇合成與DNA合成有關的酶（DNA聚合酶、胸苷激酶）等。 G1期

6、晚期有一個特定的時期， 叫G1期限制點（R點，高等真核）又叫檢驗點（術語中多用）或起始點(酵母)：是G1期晚期的一個基本事件，這個時期是對一些環(huán)境因素的敏感點，可限制細胞通過周期。是控制細胞增殖的關鍵。細胞只有在內(nèi)在和外在因素共同作用下，才能完成這個時期的基本事件，順利通過G1進入S期合成DNA。,G2期,G2期 :從DNA復制完成到有絲分裂開始前的時期，為有絲分裂進行物質條件和能量的準備 發(fā)生事件：加速RNA和有絲分裂微管蛋白的合成 和合成有絲分裂調控的重要因子（細胞分裂促進因子）MPF（其成分為P34cdc2和cyclin，它們是促使核膜破裂，并使染色質凝聚為染色體。） G2期檢驗點：檢查

7、DNA是否完成復制、鈣調素是否合適、細胞生長大小是否合格、環(huán)境因素是否利于細胞分裂，所有因素滿足后，才能進入M期。,M 期,M期即細胞分裂期：核分裂和胞質分裂。 真核細胞的細胞分裂主要包括兩種方式，即有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。遺傳物質和細胞內(nèi)其他物質分配給子細胞。 特點：RNA合成停止，蛋白質合成減少，染色體高度螺旋化。,S期,S期從DNA合成開始到DNA合成結束的全過程，是細胞增殖周期的關鍵階段。 主要事件：進行DNA的復制、染色體組分（組蛋白和非組蛋白）的合成。 DNA復制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結構 G1S交界時：S期活化因子開始合成。 S中期 ：S

8、期活化因子含量最高。S期結束：S期活化因子迅速消失。 S期DNA合成不同步,細胞周期長短測定,脈沖標記DNA復制和細胞分裂指數(shù)觀察測定法 P391 流式細胞儀測定法(Flow Cytometry) P392 縮時攝像技術， 可以得到準確的細胞周期時間及分裂間 期和分裂期的準確時間。,細胞周期同步化,自然同步化，如有一種粘菌的變形 體plasmodia，某些受精卵早期卵裂 人工選擇同步化 藥物誘導法,人工選擇同步化,1.有絲分裂選擇法：用于單層培養(yǎng)的貼壁生長細胞。優(yōu)點是細胞未經(jīng)任何藥物處理，細胞同步化效率高。缺點是分離的細胞數(shù)量少。 2.密度梯度離心法：根據(jù)不同時期的細胞在體積和重量 上存在差別

9、進行分離。優(yōu)點是方法簡單省時，效率高， 成本低。缺點是對大多數(shù)種類的細胞并不適用。,藥物誘導法,1. DNA合成阻斷法 G1/S-TdR（胸腺嘧啶脫氧核苷）雙阻斷法：最終將細胞群阻斷于G1/S交界處，見圖P395 。優(yōu)點是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細胞體系。缺點是誘導過程可造成細胞非均衡生長。 2.分裂中期阻斷法：通過抑制微管聚合來抑制細胞分裂器的形成，將細胞阻斷在細胞分裂中期。優(yōu)點是操作簡便，效率高。缺點是這些藥物的毒性相對較大,特異的細胞周期,特異的細胞周期是指那些特殊的細胞所具 有的與標準的細胞周期相比有著鮮明特點的細 胞周期。 爪蟾早期胚胎細胞的細胞周期 酵母細胞的細胞周期

10、 植物細胞的細胞周期 細菌的細胞周期,爪蟾早期胚胎細胞的細胞周期,細胞分裂快,無G1期, G2期非常短, (所有復 制子都激活), 以至認為僅含有S期和M期 無需臨時合成其它物質 子細胞在G1、G2期并不生長，越分裂體積越小 細胞周期調控因子和調節(jié)機制與一般體細胞標準的 細胞周期基本是一致的,酵母細胞的細胞周期,芽殖酵母與裂殖酵母的細胞周期與標準的細胞周期在時相和調控方面相似 酵母細胞周期明顯特點:p396-397 酵母細胞周期持續(xù)時間較短； 芽殖酵母封閉式細胞分裂 ，即細胞分裂時核膜不解聚；紡錘體位于細胞核內(nèi)；在一定環(huán)境下，也進行有性繁殖,植物細胞的細胞周期,植物細胞的細胞周期與動物細胞的標

11、準細胞周期非常相似，含有G1期、S期、G2期和M期四個時期。 植物細胞不含中心體，但在細胞分裂時可以正常組裝紡錘體。 植物細胞以形成中板的形式進行胞質分裂,細菌的細胞周期,慢生長細菌細胞周期過程與真核細胞周期過程有一定相似之處。其DNA復制之前的準備時間與G1期類似；分裂之前的準備時間與G2期類似。再加上S期和M期，細菌的細胞周期也基本具備四個時期。 快生長細菌情況的細胞周期，細菌細胞每分裂一次僅 需35min,但完成一次DNA復制需要40min。如何協(xié) 調快速分裂和最基本的DNA復制速度之間的矛盾： 在上次細胞分裂結束時，細胞內(nèi)的DNA已經(jīng)復制到 一半路程。P399,前期(prophase)

12、,標志前期開始的第一個特征是染色質開始濃縮 (condensation)形成有絲分裂染色體(mitotic chromosome） 第二個特征細胞骨架解聚，有絲分裂紡錘體 (mitotic spindle)開始裝配 Golgi體、ER等細胞器解體，形成小的膜泡,這種染色體由兩條染色單體(chromatid)構成 在前期末，染色體主縊痕部位形成一種蛋白復 合物稱為動粒(kinetochore),間期動物細胞含一個MTOC，即中心體，在 S期末，兩個中心粒在各自垂直的方向復制出一個中心粒，形成兩個中心體。當前期開始時， 2個中心體移向細胞兩極，并同時組織微管生 長，由兩極形成的微管通過微管結合蛋白

13、在正 極末端相連，最后形成有絲分裂紡錘體。,前中期(prometaphase),核膜破裂成小的膜泡，這一過程是由核纖層蛋白中 特異的Ser殘基磷酸化導致核纖層解體 紡錘體微管與染色體的動粒結合，捕捉住染色體 每個已復制的染色體有兩個動粒，朝相反方向，保 證與兩極的微管結合；紡錘體微管捕捉住染色體后， 形成三種類型的微管 不斷運動的染色體開始移向赤道板。細胞周期也由前中期 逐漸向中期運轉。,中期(metaphase),所有染色體排列到赤道板(Metaphase Plate)上， 標志著細胞分裂已進入中期 是什么機制確保染色體正確排列在赤道板上？ 著絲粒微管動態(tài)平衡形成的張力,后期(anaphas

14、e),排列在赤道面上的染色體的姐妹染色單體分離 產(chǎn)生向極運動 后期(anaphase)大致可以劃分為連續(xù)的兩個階段，即后期A和后期B 后期A，動粒微管去裝配變短，染色體產(chǎn)生兩極運動 后期B，極間微管長度增加，兩極之間的距離逐漸拉 長，介導染色體向極運動,姐妹染色體如何分離？,G1,DNA復制,有絲分裂,Cohesin: SMC1 SMC3 SCC1 SCC3 Etc.,姐妹染色體連結,姐妹染色體分離,中期,后期,DNA復制過程中形成的姐妹染色體連結,有絲分裂中SCC1在著絲點的酶解斷裂使染色體分離,centromere,Separase=Separin=Esp1,被抑制的SCC1解離酶,APC

15、后期活化，解除被抑制的SCC1水解酶,末期(telophase),染色單體到達兩極，即進入了末期（telophase）, 到達兩極的染色單體開始去濃縮 核膜開始重新組裝 Golgi體和ER重新形成并生長 核仁也開始重新組裝，RNA合成功能逐漸恢復, 有絲分裂結束,動物細胞胞質分裂,胞質分裂(cytokinesis)開始于細胞分裂后期，在 赤道板周圍細胞表面下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為 分裂溝(furrow)。分裂溝的位置與紡錘體極性微管和 鈣離子濃度升高的變化有關 胞質分裂開始時，大量肌動蛋白和肌球蛋白在中體 處組裝成微絲并相互組成微絲束，環(huán)繞細胞，稱為 收縮環(huán)（contractile ring)

16、。收縮環(huán)收縮、收縮環(huán) 處細胞膜融合并形成兩個子細胞,植物細胞胞質分裂,與動物細胞胞質分裂不同的是，植物細胞胞 質分裂是因為在細胞內(nèi)形成新的細胞膜和細 胞壁而將細胞分開,減數(shù)分裂概念與過程,概念：減數(shù)分裂是細胞僅進行一次DNA復制，隨 后進行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的 有絲分裂 減數(shù)分裂過程,減數(shù)分裂的意義,確保世代間遺傳的穩(wěn)定性，由生殖細胞各提供一套染色體，保證體細胞二倍體穩(wěn)定遺傳； 性細胞的染色體的分離、同源染色體自由組合、連鎖互換，增加變異機會，確保生物的多樣性，增強生物適應環(huán)境變化的能力。 減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎，是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要基礎保證。,減數(shù)分裂

17、特點,遺傳物質只復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，導致染色體數(shù)目減半. S期持續(xù)時間較長 同源染色體在減數(shù)分裂前期I(MeiosisI)配對聯(lián)會、基因重組 減數(shù)分裂同源染色體配對排列在中期板上,第一次分裂時,同源染色體分開 生物界三種性染色體的分離：XX者染色體發(fā)生配對平均分配到4個性細胞中；XY者僅同源部位配對，平均分配到4個性細胞中；X0者僅含一個染色體，兩次分裂后，產(chǎn)生兩個含X子細胞和兩個不含X的子細胞。,減數(shù)分裂前S期與有絲分裂的S期長度比較,前期I分為細線期，偶線期，粗線期，雙線期， 終變期等五個階段 同源染色體形成聯(lián)會復合體(Synaptonemal Complex, SC) 同源染色體

18、間遺傳物質重組,產(chǎn)生新的基因組合,細胞周期調節(jié)中的一些關鍵問題： 細胞如何準確地復制遺傳物質及傳給子細胞的？ 調節(jié)細胞周期的關鍵調節(jié)因子是什么？ 細胞周期是如何調節(jié)的？,一、細胞周期調控系統(tǒng)的主要作用,細胞周期調控系統(tǒng)的主要作用,在適當時候激活細胞周期各個時相的相關酶和蛋白,然后自身失活(正調控) 確保每一時相事件的全部完成(負調控) 對外界環(huán)境因子起反應(如多細胞生物對增殖信號的反應),二、細胞周期檢驗點(checkpoint),細胞周期檢驗點：指可以鑒別細胞周期進程中的錯誤并誘導產(chǎn)生特異的因子，阻止細胞周期進一步運行的特異機制。是細胞周期調控的一種機制,主要是確保周期每一時相事件的有序、全

19、部完成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系 細胞周期檢驗點及其作用 G1期檢驗點：酵母Start；動物細胞Restriction Point,二、MPF(Maturation-promoting factor卵細胞促成熟因子，Mitosis-promoting factor細胞分裂促進因子),MPF(Maturation-promoting factor， Mitosis-promoting factor)的發(fā)現(xiàn) MPF的作用及生化形式是什么?,p34cdc2激酶發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關系, cdc:細胞分裂和周期調控相關的基因。其產(chǎn)物與調節(jié)細胞周期進程有關 。 裂殖酵母細胞中cdc基因產(chǎn)物 p34cdc2被分

20、離，并被證明具蛋白激酶活性 芽殖酵母細胞中cdc28基因產(chǎn)物 p34cdc28被分離，也并被證明具蛋白激酶活性 p34cdc2與p34cdc28兩者同源，它們對G2M起關鍵的調控作用，但其單獨并不表現(xiàn)蛋白激酶活性，只有結合相關蛋白才有激酶活性(p34cdc2 p56cdc13) P34cdc2與MPF的p32 (蛙)具蛋白激酶活性，為同源物; MPF的p45 (蛙)與p56cdc13(裂殖酵母)亦為同源物; 對G2M起關鍵的調控作用，實質： (蛙) MPF=CDK1=p32+cyclinB （p45） =(酵母) p34cdc2 p56cdc13,2001年生理和醫(yī)學關于細胞周期調控的諾貝爾獎

21、得主,Leland Hartwell 以芽殖酵母為材料發(fā)現(xiàn)了start基因,Paul Nurse 以裂殖酵母為材料發(fā)現(xiàn)了cdc基因,Tim Hunt 以海膽卵為材料83年發(fā)現(xiàn)周期蛋白cyclin,MPF的發(fā)現(xiàn),細胞融合與PCC(Premature chromosomal condense 超前凝集染色體) 爪蟾卵子成熟過程 MPF促成熟因子的發(fā)現(xiàn),MPF生化形式及其特征作用,生化實質MPF= p32+p45(爪蟾卵) = Cyclin-Cdk (1971年提出，1988年才純化) MPF（促卵細胞成熟因子,促細胞分裂因子）：是一種M期的蛋白激酶，由M期的Cyclin-Cdk (Cyclin-d

22、ependent protein kinase)兩個亞基形成有活性的復合物。在M期能使多種蛋白質底物磷酸化，是能誘導染色體凝集的因子。MPF是一種普遍存在的、進化上相對保守的G2/M轉換的活化因子。,四、周期蛋白,Cyclin(細胞周期蛋白)：在細胞間期內(nèi)積聚，而在細胞分裂期內(nèi)消失，在下一個細胞周期又重復這種消長現(xiàn)象，這種蛋白質被命名為周期蛋白。 其分子結構特征： P426圖12-34，（種類多，分別在不同的時期發(fā)揮作用見P427圖12-35）。,五、CDK激酶, 周期蛋白依賴性蛋白激酶（Cyclin-dependent kinase CDK ）：在細胞周期的不同時期與不同的周期蛋白結合，并將

23、周期蛋白作為其調節(jié)亞單位，才表現(xiàn)激酶活性，因而統(tǒng)稱它們?yōu)橹芷诘鞍滓蕾囆缘鞍准っ浮?CDK種類多，發(fā)揮各種功能。其分子結構特征：P428圖，功能P428表。,期 Cyclin-Cdk復合物的活化與功能, M期的MPF Cyclin-Cdk復合物的活化 隨Cyclin濃度變化而變化 激酶與磷酸酶的調節(jié)， 活化的MPF可使更多的MPF活化 CDK1=CDC2-CyclinB=MPF 功能：啟動細胞從G2期進入M期的相關事件。即CDK1作用：P430表,Cyclin-Cdk復合物的多樣性,Cyclin-Cdk復合物的多樣性 Cyclin-Cdk是調控細胞周期的引擎：不同的周期蛋白Cyclin與不同的周

24、期蛋白依賴性蛋白激酶亞基Cdk結合，構成不同的CDK復合物； 不同的Cyclin-Cdk在不同的時相表現(xiàn)活性，影響不同時相的下游事件。,六、細胞周期運轉,G2/M M期的Cyclin-Cdk復合物的活化與功能和周期細胞M-Cyclin的調控 M期的 Cyclin-Cdk復合物激活后期促進因子（Anaphase Promoting Complex APC), 調控紡錘體裝配檢驗點 G1/S Cyclin-Cdk復合物對Rb蛋白磷酸化調控細胞通過G1檢驗點 (Rb腫瘤抑制基因,該基因失活將增加癌細胞轉化,尤其視網(wǎng)膜母細胞瘤)和復制許可 細胞周期調控模型總結,不同的系統(tǒng)提供多樣的方法來鑒定和分離細胞

25、周期因子,-培養(yǎng)的哺乳動物細胞 (Rao and Johnson) 芽殖酵母 (Saccharomyces cerevisiae-Leland Hartwell) -裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe-Paul Nurse) 蛙卵母細胞 (Xenopus laevis, Rana pipiens-Yoshio Matsui) 海膽和蛤卵 (Joan Ruderman and Tim Hunt),S期核釋放某種因子使G1核進入S期,G2核抵抗S期因子,G1與G2核彼此不干擾,分裂期核釋放分裂促進因子影響所有間期核,MPF是有絲分裂和減數(shù)分裂共同的調節(jié)因子,來源于胚胎細胞

26、或者體細胞的分裂期細胞以及成熟卵細胞中的MPF具有相同的生物學功能,受精,MPF的特征及作用: - 促進卵母細胞成熟進入減數(shù)分裂。 - MPF來源于不同的有絲分裂細胞和減數(shù)分裂細胞具有相同的共性。 - 在細胞周期中活性波動, 細胞間期活性低，在有絲分裂期或減數(shù)分裂期（M期）活性高。,CDC2 是 MPF 活性的一部分,非洲蟾蜍MPF,注射卵母細胞,卵母細胞成熟 (減數(shù)分裂),非洲蟾蜍MPF,通過 p13SUC1 親和柱吸收,注射卵母細胞,卵母細胞成熟 (減數(shù)分裂),p32 = CDC2; 另一種蛋白 50-60 kDa?,(酵母p13SUC1 結合酵母和動物CDC2),細胞周期蛋白的發(fā)現(xiàn)(Ti

27、m Hunt),精子,海膽卵子,受精,1st S-期,1st 有絲 分裂,S-期,2nd 有絲 分裂,蛋白質合成:,A,B,C,A= cyclin A B= cyclin B,細胞周期蛋白和 MPF生物學行為相同,-MPF 活性波動; 細胞周期蛋白波動 -MPF 具有激酶活性 -MPF 包含CDC2 和其他成分,MPF= cyclin B (cyclin A) + CDC2,細胞周期蛋白依賴性激酶功能(CDKs),Cyclin A/B,CDC2,復制,染色體濃縮,活化的 CDC2 激酶復合體,核膜破裂,有絲分裂紡錘體形成,Anaphase-promoting complex/ Cyclosom

28、e (APC/C),有絲分裂后期cyclin A and cyclin B被水解使得 CDC2失活 并且引起細胞運行進入末期、G1期。,染色體凝聚等,哺乳動物細胞中的細胞周期,哺乳動物細胞具有多種 細胞周期蛋白依賴性激酶 (CDKs): CDC2/CDK1:只有 G2/M CDK2:G1/S 和 G2 CDK4 and CDK6:G1 CDK3: 可能類似于 CDK2 但水平非常低 CDK5: 在神經(jīng)元/神經(jīng)系統(tǒng)起主要作用,哺乳動物細胞周期蛋白,Cyclin A: S期 ，可能 G2 Cyclin B:G2/M到有絲分裂中期前 Cyclin E: G1/S 過渡 Cyclin D:G1,Cyc

29、lin D 和 Cyclin E 被稱為 G1 細胞周期蛋白,細胞周期蛋白在細胞周期中表達的調節(jié),復制許可,CDKs, CDC7,M期在細胞核破裂的細胞之中只獲得一次執(zhí)照因子： 復制起始識別復合體 ORC: Origin Recognition Complex 染色體復制起點結合維持蛋白“執(zhí)照因子”主要成分 M: MCM proteins,復制許可的調節(jié),有絲分裂,復制許可,G1,S,G2/M,G1期組裝“復制執(zhí)照”,p27 和 p53/p21 抑制復制許可（licensing）,Cyclin E (cyclin A arrow: recombination nodules);b. Schem

30、atic diagram of SC; c. Electron micrograph of SC after treatment with DNase to remove chromasomal fibers.,側生組分蛋白中央成分,重組結,姐妹染色質1、2,姐妹染色質3、4,Dnase處理去染色質纖絲的聯(lián)會復合體超顯微圖,細線期 開始組裝聯(lián)合復合體 偶線期形成聯(lián)合復合體， 粗線期在聯(lián)合復合體中央出現(xiàn)重組結,有絲分裂：姐妹染色單體分離,減數(shù)分裂：同源染色體配對后分離，染色體減數(shù),Visible evidence of crossing over,交叉區(qū)基因交換,明顯的交叉點,精原細胞,卵原細胞

31、,4個精子,極體,極體,卵,初級卵母細胞,卵子發(fā)生,精子發(fā)生,檢驗中期染色體上兩個動粒是否各被來自兩極的紡錘絲捕捉住了,檢驗細胞體積、物質、外界條件、DNA復制完成等，是否適宜進入M期,檢驗細胞大小、養(yǎng)分、生長因子、DNA損傷等,人M期細胞與袋鼠（Ptk）G1、S、G2期細胞融合誘導PCC：提示M期細胞存在一種誘導PCC的因子；稱細胞促成熟因子,細單線狀,粉末期,粗線染色體期,處于減數(shù)分裂前期的爪蟾卵母細胞（RD前期I），具有一個較大的核稱生發(fā)泡GV。,卵成熟過程、,卵裂,胚胎,激素誘發(fā),卵母細胞,研究發(fā)現(xiàn)：孕酮誘導細胞合成蛋白質后卵母細胞成熟；當?shù)鞍踪|合成抑制劑存在，孕酮不能誘導卵母細胞成熟

32、,注射實驗表明：成熟卵細胞質誘導卵母細胞成熟，則不需要蛋白質合成，因為成熟卵細胞質在蛋白質抑制劑存在下，也可以誘導成熟，證明成熟卵細胞質中，含有卵母細胞成熟的因子，稱做促成熟因子MPF(Maturation-promoting factor)。,注射分裂期/成熟卵細胞質,容易見到紡錘體出現(xiàn),注射間期細胞質,保持在G2期,分裂前期（G2）卵母細胞,分裂前期（G2）卵母細胞,CDK1的調節(jié)與活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase （CDK1活化激酶）,抑制激酶,活化激酶,Mik1,正向反饋激活,活化的MPF正向反饋激活更多的MPF,激活的活化磷酸酶,MPF=CDK1,哺乳動物

33、細胞G2/M期的MPF Cdk1/CDC2- -CyclinBCyclinA,在G2末期， 隨之M期Cyclin濃度增至最高，CDK1與M期Cyclin形成大量的復合物，在相關蛋白激酶與相關的磷酸酶的作用下，CDK1激酶被激活;,CDK1激酶：是M期的CDK激酶，啟動細胞從G2期進入M期的相關事件。在G2末期， 隨之M期Cyclin濃度增至最高，CDK1與M期Cyclin形成大量的復合物，在相關蛋白激酶與相關的磷酸酶的作用下，CDK1激酶被激活; 活化的CDK1激酶在M前期執(zhí)行調節(jié)核膜崩解、染色體凝聚、紡錘體形成等功能；到M中期CDK1激酶執(zhí)行調節(jié)后期促進因子APC的活化功能，導致Cyclin

34、B蛋白降解，從而CDK1催化亞基游離，自身失去激酶活性，致使細胞周期運轉進入后期。,M期的CDK1激酶，啟動細胞從G2期進入M期的相關事件。,CDK1調控細胞周期過程與作用:,核纖層蛋白四聚體,核纖層蛋白二聚體磷酸化及去聚合,抑癌基因蛋白,G1期Cdk-cyclin調控細胞周期運轉,哺乳動物細胞 G1期：Cdk4/Cdk6CyclinD G1 /S:Cdk2 CyclinE/CyclinA（SPF）,1.G1早期前體DNA復制許可復合物在起始識別處組 裝 由G1 CdkC作用 2. G1 CdkC抑制APC； 3.G1 CdkC激活S期CdkC組分合成； 4.G1末期， G1 CdkC磷酸化S

35、期的抑制物Rb,轉錄因子活化 5.S期CdkC抑制物被Cdc34途徑降解,細胞通過G1期檢驗點進入S期 S 期：6. S CdkC活化前體DNA復制復合物進行DNA復制. G2末期： 7.M CdkC活化進入M期， M CdkC（MPF）使染色質濃縮，核被膜崩裂，紡錘體組裝。 8.分裂中期， M CdkC激活APC， 9.APC途徑降解后期抑制物進入后期， 10. APC介導泛素途徑降解M CdkC周期蛋白亞基進入末期和胞質分裂產(chǎn)生兩個子細胞，完成一個細胞周期。,真核細胞周期調控模型,賴氨酸位點,靶蛋白,泛素活化連接酶復合物,泛素酶復合物結合靶蛋白,APC參與介導含破壞框的靶蛋白泛素分子多聚化,蛋白水解酶復合體識別泛素化靶蛋白被降解,泛素活化酶：E1 泛素結合酶：E2 泛素連接酶：E3 泛素連接到靶蛋白上由以上三種酶作用P432圖,DNA損傷,導致P53穩(wěn)定性高活化,活化的P53作為轉錄因子誘導P21基因表達,翻譯,轉錄,P21 抑制CdkC的蛋白,DNA損傷的檢驗機制,P21-S期CdkC抑制物,阻止細胞停留在G1期,有活性的S期CdkC,P53蛋白負調控細胞周期作用 DNA損傷阻遏,凋亡,誘導聚集,P53轉錄因子,P21抑制物,Rb蛋白不能磷酸化,細胞周期阻止,周期細胞