第十章细胞增殖与调控复习知识点.docx
- 文档编号:9909771
- 上传时间:2023-02-07
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:1.63MB
第十章细胞增殖与调控复习知识点.docx
《第十章细胞增殖与调控复习知识点.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第十章细胞增殖与调控复习知识点.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第十章细胞增殖与调控复习知识点
第十一章细胞增殖及其调控
细胞增殖的意义
-细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一;
细胞增殖是生物繁育的基础;
成体生物仍然需要细胞增殖,以弥补代谢过程中的细胞损失;・细胞增殖被严密的调控机制所监控。
细胞分裂类型无丝分裂
J有丝分裂
I减数分裂
一.细胞周期各时相的特点
定义:
从一次细胞分裂结束开始,经过物质积累过程,直至下一次细胞分裂结束为至,称为一个细胞周期。
分裂间期:
G1期tS期tG2期
分裂期:
M期:
前期、中期、后期、末期
>同种细胞间周期时间长短相似或相同;不同种类细胞间,周期长短差别大。
>S+G2+M的时间变化较小,细胞周期时间长短差别在G1期。
(卵细胞,G1短;白血病细胞,G1长。
)
>部分细胞的细胞周期没有G1、G2期。
(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:
外在因素一一营养供给、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Y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checkpointsrestrictionpoint和G1DNAdamagecheckpoint
L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
AhCellcycledetails
(nottoscale)
Mitosis
Checkfor
damagedor
unrlLplicnfrd
ONA
Cht-cktor
criduplijaied
centrosomes
y
Checkfor
cMromosome
attachrnertto
miioticspindle
C^tokinesi&
Ei^huluvil^y
OFCHROWIOSOUE
2n变成4n;
个蛋白激酶
^Rastrictanpoint;
Check10fcellsrzeindFavorableenvifOr^mental;onditians
(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-
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)
Restingstale
Chmckfg:
*ChromosQineattachmenrtospindle
*Cellsize
•Nutrients
*Growthfactors
•DNAdamage
Restingstate(GO)
Ch&ckfor:
*Celleize
•DMAreplication
SpindleAssembtyCheckpoint
G1Checkpoint
G2Checkpoint
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、ERGolgi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。
J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(RC.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)纺锤体严概念:
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。
:
曲二弑曲着丝粒
(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),装配的核心部分有丫-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丿结果;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。
夕卜推假说:
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。
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。
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。
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
减数分裂I间期的特点:
1减数分裂过程开,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。
重组结(节)催化遗传重组的酶,粗线期形成口
(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20~23C,限定温度常为35~37C;
>由于基因突变,使得酵母在限定温度下(35~37C)停止分裂
cdc2
>cdc2基因是第一个被分离出来的cdc基因,表达的蛋白为:
p34
>>>>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
「酵母p34cdc2=MPF中的p32(催化亚单位)
一酵母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
」一cyclinB==MPF中的p45(调节亚单位)cyclinB==^母p56cdc13(调节亚单位)cdc2cdc13cdc2
MPF=p34+p56=p34+cyclinB
厂G1期周期蛋白:
cyclinCD、E
L_M期周期蛋白:
cyclinAB
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。
cyclin与MPF和Cdc的关系
枠测序证明;同源物
MPF=P32+P45
MPF=P34cdc2+P56cdt13
=卩34曲+吶inB
=C0K1+cyclinB两者结合表现出激酶活性
催化亚基调节亚基
cyclinB==MPF+ft9P45(调节亚单位jcyclinB==酵母P5护北佃(调节亚单位)CDK(催化亚基)
3.细胞周期的调控
「⑴Cyclin调节CDKs的活性
■
(2)CDK活化激酶(CAK)调节cyclin/CDK复合物的活性
—(3)Wee1(inactivatingkinase)andCdc25(activatingphosphatase^节cyclin/CDK的活性
>>CDK1的活性调控
周期蛋白与CDK1结合形成cyclin/CDK复合物;
CDK活化激酶(CAK催化CDK第161位的苏氨酸磷酸化;
Wee1/mik1激酶催化CDK第14位的苏氨酸(Thr14)与第15位的酪氨酸(Tyr15)磷酸化;
CDK在蛋白磷酸水解酶cdc25C的催化下,使其Thr14和Tyr15去磷酸化,表现出激酶活性;细胞周期运转到分裂中期后,周期蛋白与CDK分离,在APC作用下,M期的cyclinB/A被蛋
白酶体降解;CDK1失活。
>>>有丝分裂的启动是通过降低Wee1(激酶)的活性和增强Cdc25(磷酸酶)的活性来调节
的
CDK2/cyclinECDK46复合物/cyclinD—4催化p107磷酸化,使p107失去抑制作用,
E2F促进基因转录f启动G1/S转化
G ①G2/M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用 cyclinAcyclinB周期蛋白在CDK1激酶活性调节中的作用 可使多种底物蛋白磷酸化 -组蛋白H1磷酸化,导致染色体凝缩; -核纤层蛋白磷酸化,使核膜解体; -核仁蛋白磷酸化,核仁解体;等 >>G2/M期CDK的活性调节 Cyclin调节CDKs的活性,两者结合为前提 CDK-activatingkinase(CAK调节cyclin/CDKcomplexes的活性 Weel(inactivatingkinase)andCdc25(activatingphosphatase^节cyclin/CDK的活性 ②G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶 G1期周期蛋白主要包括周期蛋白D、E和A >>cyclinD/CDK4,6复合物: 作用底物一一Rb蛋白 >>>细胞在生长因子的刺激下,G1期cyclinD表达,并与CDK4CDK6结合,使下游的Rb 磷酸化,磷酸化的Rb释放出转录因子E2F,促进许多基因的转录,eg: 编码cyclinEA 和CDK1的基因 Rb: 是G1/S期转化的负性调节因子,在 >>cyclinE/CDK2复合物: p107P+E2F,释放E2F转录因子,参与中心体复制 >>cyclinA/CDK2复合物: RF-A*(DNA复制因子),增强其活性,促使细胞周期从G1期向 S期转换 ③M期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化 细胞周期运转到中期后,M期周期蛋白A和B降解,CDK1激酶活性丧失,靶蛋白去磷酸 化,细胞周期由中期向后期转化。 APC: 后期促进复合物,负责将泛素连接到M期周期蛋白上,蛋白家族 APC活性受纺锤体组装检验点的检控,纺锤体组装不完全,则APC不能被激活。 >>Cyclin的泛素化降解 泛素的C端与泛素激活酶E1的半胱氨酸残基共价结合; E1-泛素复合物将泛素转移给泛素结合酶E2; 在泛素蛋白连接酶E3的催化下,E2将泛素转移到cyclin赖氨酸的氨基基团上,并逐渐形成一条多聚泛素链;泛素化的cyclin被蛋白酶体降解。 eT~}sh+<@>+ATP AMP.PPi \e\ 检验点与CDK/cyclin复合物 >>写出细胞周期中的检验点,并以一个检验点为例,说明细胞周期的具体调控方式。 厂限制点/起始点、G1期DNA损伤检验点; S期DNA复制检验点; G2期DNA损伤检验点、G2期中心体复制检验点;JM期纺锤体组装检验点。 以M期纺锤体组装检验点为例: 在细胞分裂前期,两条姐妹染色单体在黏连蛋白的作用下黏着在一起; 在前中期,纺锤体组装完成,纺锤体组装检验点失活,染色体动粒上的cdc20与无活性的 APC结合,促使APC活化; 活化的APC通过介导cyclinB降解,使CDK1活性丧失; CDK1失去对分离酶的磷酸化作用,使分离酶抑制性蛋白securin被降解,从而促进分离 酶活化; 活化的分离酶剪切黏连蛋白的Scc1亚单位,导致姐妹染色单体分离,细胞由中期向后期 转化。 若纺锤体组装不完全,或所有动粒不能被动粒微管全部捕捉,则会抑制APC的活性,引 起细胞周期中断 8K活甘 前期 纺牌仲胡 肘活杵的ARC APC fi^APc 被降解的 securin 丄虫活
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第十 细胞 增殖 调控 复习 知识点