第十章细胞增殖与调控复习知识点文档格式.docx
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(上皮基底层细胞)
(1)G1期
生长期:
开始合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂质等,但不合成细胞核DNA。
检验点x2/限制点/G1DNA损伤检验点/起始点(@G1晚期)
作用:
检验DNA是否损伤;
细胞大小和合适的环境条件;
影响因素:
外在因素——营养供给、相关的激素刺激
内在因素——一些与细胞分裂周期相关的基因(cdc)
连续分裂细胞:
在细胞周期中连续运转的细胞,又称为连续分裂细胞或可育细胞。
如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。
三种命运休眠细胞(G0期):
暂时离开细胞周期,细胞分裂,去执行一定的生物学功能。
在适当的刺激下可重新进入细胞周期的细胞,又称为G0期细胞或休眠细胞,如淋巴细胞、肝、肾细胞等。
终端分化细胞:
不可逆地脱离细胞周期,丧失分裂能力,保持生理机能活动的细胞,又称终端细胞,如神经、肌肉、多形核细胞等。
G1期特点:
G1期是细胞周期中最长的时期;
如果缺乏营养,或抑制增殖的信号,细胞会进入G0期;
G1期有两个checkpoints:
restrictionpoint和G1DNAdamagecheckpoint
肿瘤细胞失去这些checkpoints,在没有环境刺激信号时,和DNA受损时,仍继续分裂。
G0期特点:
G0期细胞不敏感;
给予适当的刺激,G0期可以重新进入细胞周期
(2)S期
DNA合成期:
按半保留复制的方式进行DNA精确复制
特点:
多个复制起始点、DNA复制不同步、组蛋白合成与DNA复制同步
(3)G2期
合成RNA和蛋白质,为细胞进入有丝分裂做准备,如微管蛋白、ATP;
染色体由2n变成4n;
检验点x2:
G2DNA损伤检验点:
如果发现未配对的或受损的DNA,会激活一个蛋白激酶的级联反应,导致G2-delay;
中心体复制检验点:
检查中心体是否复制
(4)M期:
有丝分裂期
中期检验点(也称纺锤体组装检验点)
二.有丝分裂
1.过程:
前期:
染色质凝集,核仁消失,前期末动粒(蛋白复合物)形成,与着丝粒相连;
有丝分裂器开始装配,分裂极确定:
中心体复制完成,移向两极,参与纺锤体的装配;
早中期(指核膜破裂到染色体排列到赤道板之前的这段时间):
核膜瓦解;
星体装配纺锤体,纺锤丝捕获染色体;
染色体开始整列;
中期(染色体排列到赤道面上,到姊妹染色单体开始分向两极的一段时间):
染色体排列在赤道面;
后期:
姐妹染色单体向两极移动(后期A);
纺锤体两极分离,细胞被拉长(后期B);
末期:
姐妹染色单体分离到达两极,动粒微管消失,极微管继续加长;
到达两极的染色单体开始去浓缩,核纤层与核膜重新组装,分别形成两个子代细胞核;
核仁也开始重新组装,RNA合成功能逐渐恢复
胞质分裂
植物细胞:
成膜体,细胞板(微管、ER、Golgi体)
成膜体:
分裂未期,赤道面处的纺缍丝保留下来,并增加微管数量,向四周扩展,桶状结构。
细胞板:
来自内质网和高尔基体的含有多糖的小泡移向成膜体,小泡膜与其融合。
动物细胞:
肌动蛋白和肌球蛋白在赤道面构成收缩环(反向排列的微丝),收缩环逐渐收缩,收缩环处细胞膜融合,形成两个子细胞。
2.重要概念
(1)熟前染色体凝集(P.C.C):
H1组蛋白的磷酸化诱导染色质由线形经过螺旋化,折叠和包装等过程形成早期染色体结构。
(2)纺锤体概念:
由大量微管纵向排列组成的中间宽两极小(纺锤状)的细胞器。
动物细胞的纺锤体两端有星体(由中心粒构成的)称为有星纺锤体;
植物细胞的纺锤体没有星体称无星纺锤体。
由3种丝状结构组成星体丝(星体微管)
染色体丝(动粒微管)
连续丝(极性微管)
有丝分裂器:
由星体、纺锤体和染色体组成
马达蛋白
星体微管
极性微管
动粒微管
着丝粒
(3)中心体和中心粒中心体(星体)决定细胞分裂的极性
一个中心体由2个中心粒组成;
在中心体周围组装微管(纺锤丝),装配的核心部分有γ-微管蛋白(位于中心外基质);
纺锤丝以搭桥形式形成纺锤体。
中心体的复制:
G1末期开始复制,S期完成,但不分开。
G2期开始向两极移动。
(5)着丝粒和着丝点(动粒):
着丝粒:
主缢痕部位的染色质(卫星DNA)
着丝点:
着丝点:
着丝粒外侧的蛋白复合物(圆盘状、三层)
(6)有关染色体移动的各种假说
A.牵引平衡说中期牵拉假说:
染色体向赤道面方向运动,是由于动粒微管牵拉的结果;
动粒微管越长,拉力越大,当来自两级的动粒微管的拉力相等时,染色体即被稳定在赤道面上。
外推假说:
染色体距离中心体越近,星体对染色体的外推力越强,当来自两极的推力达到平衡时,染色体即被稳定在赤道面上。
B.微管集散说(解释后期染色单体分离和向两级移动的运动机制)
在后期A:
染色体丝解聚变短,将染色体逐渐拉向两极;
后期B:
连续丝聚合加长,将两极之间的距离拉长。
C.微管滑动说
微管马达蛋白首先结合到动粒上,在ATP分解提供能量的情况下,沿动粒微管向极部运动,并带动动粒和染色体向极部运动;
动粒微管的末端随之解聚成微管蛋白二聚体,动粒微管变短,动力和染色单体与两极之间的距离逐渐拉近;
当染色单体接近两极,后期A结束,在后期B,极微管游离端(正极)在ATP提供能量的情况下与微管蛋白聚合,使极微管加长;
KRPs(驱动蛋白相关蛋白)与极微管重叠区结合并在来自两级的极微管之间搭桥;
KRPs向微管正极行走,促使两级的极微管在重叠区相互滑动,使重叠区逐渐变狭窄,两极之间的距离逐渐变长;
同时,胞质动力蛋白在星体微管和细胞膜之间搭桥,并向星体微管负极运动,进一步将两极之间的距离拉长。
成膜体(phragmoplast)和细胞板(cellplate)——植物细胞
成膜体:
分裂未期,赤道面处的纺缍丝保留下来,并增加微管数量,向四周扩展,形成桶状结构。
三.减数分裂
减数分裂是细胞只进行一次DNA复制,随后进行两次分裂,染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。
减数分裂Ⅰ间期的特点:
S期长,复制99.7—99.9%的DNA;
G2期是有丝分裂向减数分裂转变的关键点
1.减数分裂过程
间期Ⅰ:
合成99.7%DNA
细线期:
染色质呈细线状
合线期(偶线期):
同源染色体联会
减数合成0.3%的Z-DNA
分裂Ⅰ前期Ⅰ粗线期:
同源染色体的非姐妹染色
单体发生交换,P-DNA合成
双线期:
交叉和端化
终变期:
染色体呈棒状,核摸瓦解
中期Ⅰ:
染色体排列在赤道面上
后期Ⅰ:
同源染色体分离,非同源染色体自由组合
末期Ⅰ:
胞质分裂
间期Ⅱ极短,没有DNA合成
减数前期Ⅱ与有丝分裂相同
分裂Ⅱ中期Ⅱ
后期Ⅱ染色单体分离
末期Ⅱ4个单倍体子细胞
细线期:
染色质凝缩,染色质纤维逐渐螺旋化、折叠,包装成细纤维样染色体结构;
合成期:
同源染色体配对,形成二价体/四分体/联会复合体;
合成在S期未合成的约0.3%的DNA;
粗线期:
染色体进一步浓缩,变粗变短,结合紧密,在光镜下只在局部可以区分同源染色体;
重组结形成,染色体发生交换和重组;
合成一小部分未合成的DNA(P-DNA),保持染色体的完整性,防止断裂;
编码与DNA切点与修复有关的酶;
合成减数分裂期专用的组蛋白,并把体细胞类型的组蛋白部分或全部置换下来;
双线期:
联会的同源染色体相互排斥、开始分离,但在交叉点(chiasma)上还保持着联系;
染色体进一步缩短,在电镜下看不到联会复合体;
终变期:
交叉向端部移动,发生端化,二价体显著变短,并向核周边移动,在核内均匀散开,是观察染色体的良好时期;
核仁消失,核膜解体;
中心体复制完成,并开始移向两极;
中期Ⅰ:
核膜破裂,染色体在纺锤丝作用下排列在赤道面上;
后期Ⅰ:
同源染色体对分离并向两极移动;
非同源染色体自由组合
末期Ⅰ:
胞质分裂
2.减数分裂的意义
(1)使有性生殖的生物种类能保持染色体数目的稳定
(2)发生变异,确保生物的多样性,增强生物体对外界环境的适应性。
3.重要概念
同源染色体:
成对,且形态、大小相同,并在减数分裂前期相互配对的染色体。
含相似的遗传信息。
(1)联会复合物(SCsynaptonemalcomplex)
SC位于同源染色体的非姐妹染色单体之间;
有侧生组分、中央组分和L-C纤维组成;
在细线期合成,双线期消失。
(2)交换(基因重组)
联会是实现交换的前提条件;
交换时,核酸酶、DNA聚合酶、连接酶活性上升。
有丝分裂与减数分裂的比较
四.细胞周期的调控
1.促成熟因子MPF(卵细胞成熟促进因子maturationpromotingfactor/细胞有丝分裂成熟因子/M期促进因子)
MPF含有p32和p45两种蛋白,p32为蛋白激酶;
P32与p45结合后表现出蛋白激酶活性
2.温度敏感突变体和cdc(celldivisioncycle)gene
允许温度和限定温度
对芽殖酵母来说,允许温度常为20~23℃,限定温度常为35~37℃;
由于基因突变,使得酵母在限定温度下(35~37℃)停止分裂
cdc2基因是第一个被分离出来的cdc基因,表达的蛋白为:
p34cdc2
参与裂殖酵母细胞周期调控、cdc2基因突变使细胞停留在G2/M交界处
cdc28基因是第二个被分离出来的cdc基因,表达的蛋白为:
p34cdc28
芽殖酵母、cdc28基因突变使细胞停留在G2/M或G1/S交界处
MPF
酵母p34cdc2=MPF中的p32(催化亚单位)
酵母p56cdc13=MPF中的p45(调节亚单位)
3.细胞周期蛋白cyclin和周期蛋白依赖性蛋白激酶CDK(cyclin-dependentkinase)
同源物
cyclinB==MPF中的p45(调节亚单位)
cyclinB==酵母p56cdc13(调节亚单位)
MPF=p34cdc2+p56cdc13=p34cdc2+cyclinB
G1期周期蛋白:
cyclinC、D、E
M期周期蛋白:
cyclinA、B
周期蛋白通过泛素化途径而裂解
不同的CDK在细胞周期的不同时期表现出激酶催化活性。
Cdc2激酶(P34cdc2)被命名为CDK1,第一个被发现的激酶;
Cyclin具有一段相当保守的氨基酸序列,称为周期蛋白框(cyclinbox),是与激酶结合的部位,介导周期蛋白与CDK结合;
不同的周期蛋白框识别不同的CDK,组成不同的cyclin-CDK复合体,表现出不同的CDK活性。
3.细胞周期的调控
(1)Cyclin调节CDKs的活性
(2)CDK活化激酶(CAK)调节cyclin/
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