细胞生物学-李赟-第9章 细胞分裂与细胞周期.pptVIP

高等动物精子(a)和卵子(b)形成过程图解 减数分裂I 减数分裂II 有丝分裂 分化/成熟 第2节 真核细胞的分裂 二、减数分裂 二倍体 生殖细胞 精(卵)原细胞 初级精(卵) 母细胞 次级精(卵)母细胞 单倍体 精细胞 精子 大、小孢子母细胞(2n)经减数分裂产生大、小孢子(1n)，再经有丝分裂产生雌、雄配子体 玉米的生活周期 植物细胞的减数分裂 第2节 真核细胞的分裂 二、减数分裂 细胞周期是在严格调控的前提下有条不紊地进行运转的！ 细胞的增殖是通过细胞周期来实现的： 120天 2.5?106个RBC/sec 2.5?106个RBC/sec 人RBC: 2.5?1013个 第三节 细胞周期调控 1970s Rao和Johnson发现与M期细胞(Hela)融合的间期细胞染色体发生凝缩，称为早熟凝集染色体(prematurely condensed chromosome，PCC)。 研究背景 细胞融合实验 G1期 S期 开始合成DNA S期细胞内有促使合成DNA的物质 促使合成DNA的物质在G2期消失 不合成DNA G1期 G2期 (a) M期细胞与G1期细胞杂交后，核膜解体、染色体凝缩成单线； (a) (b) M期细胞与S期细胞杂交后，核膜解体、染色体凝缩成碎片状； (b) (c) M期与G2期细胞杂交后，核膜解体、染色体凝缩成染色单体。 (c) G1、G2、S期细胞与M细胞的杂交实验 M期细胞中有能使核变化的物质 G1期细胞染色体 G1期 M期 S期细胞染色体 S期 M期 G2期细胞染色体 G2期 M期 不同类的M期细胞也可诱导PCC产生，说明M期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子 (maturation promoting factor， MPF)。 1960s Leland Hartwell,1970s Paul Nurse 以芽殖酵母和 裂殖酵母为实验材料，利用温度敏感突变株，发现许多与 细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene, CDC)。 ? 如： – 裂殖酵母cdc2、芽殖酵母cdc28突变型在限制温度下无法分裂； – wee1突变型则提早分裂，cdc25突变型细胞体积增大而不分裂； – cdc2和cdc28都编码一个34KD的蛋白激酶，促进细胞周期的进行，weel和cdc25分别表现为抑制和促进CDC2的活性。 Cdc 25 Wee1 mutant 非洲爪蟾卵细胞的成熟分裂过程 成熟卵细胞质移植发现MPF 分裂期促进因子(M-phase promoting factor, MPF)： 第3节 细胞周期调控 1988年Lohka将非洲爪蟾的MPF纯化。经鉴定MPF由32KD和45KD两种蛋白组成，是一种丝氨酸/苏氨酸激酶。 进一步的研究发现MPF=CDC2+clyclin B 1980s Timothy Hunt发现海胆的卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期振荡，命名为周期蛋白(cyclin A和B)。后来发现各类动物来源的细胞周期蛋白mRNA均能诱导蛙卵的成熟。 2001年10月8日美国人Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。 Mitotic Cyclin-Cdk复合物的活化与功能 ◆活化 ·随Cyclin浓度变化而变化 ·激酶与磷酸酶的调节 CDK1的调节与活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase 活化的MPF可使更多的MPF活化 4 .M期 M期即细胞分裂期，真核细胞的细胞分裂主 要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)和 减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内其 他物质分配给子细胞。 G0期/G0态(G0 state)：有的细胞不进入下一周期而暂时退出了细胞周期，处于的一种拘留状态。 5. G0期 一、细胞周期 第1节 细胞周期 细胞周期同步化 1.自然同步化： 1、多核体：如：粘菌、疟原虫。只进行核分裂。 2、某些水生动物的受精卵：如海胆、海参、两栖类。 3、增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。 2.人工选择同步化 有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞,M期细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器壁收集。优点是细 胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是 分离的细胞数量少。 密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离, M期细胞体积大，可用离心分离。优点是方法 简单省时，效率高，成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用。 3.药物诱导法 DNA合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合