细胞增殖与周期调控

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1、第十二章细胞增殖及其调控第一节细胞周期概述第二节细胞分裂第三节细胞周期的调控第一节细胞周期概述细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一，是生物生长发育和繁殖的基础。细胞增殖受到严密的调控机制的监控，整个过程表现出严格的顺序性和周期性。一、细胞周期(cellcycle)从一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程，叫细胞周期。细胞周期最重要的功能是准确的复制染色体上的DNA并将两个拷贝精确的分配到两个子细胞中。二、细胞周期中各个不同时相及其主要事件间期(interphase)G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时

2、间。S期(synthesisphase)，指DNA复制的时期。G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间。细胞周期不同时期的主要事件G1期：子代细胞的生成标志着G1期的开始。此时合成大量细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂类等物质，但不合成DNA。在G1期的晚期有一个检验点，监控着细胞是否进入S期。在芽殖酵母中叫做起始点(start)；在其他真核细胞中，限制点(restrictionpoint,R点)；或检验点(checkpoint)。Thecontrolofthecellcycle.Theessentialpro

3、cesses,suchasDNAreplicationandmitosisandcytokinesis,aretriggeredbyacentralcell-cyclecontrolsystem.Byanalogywithawashingmachine,thecontrolsystemisdrawnasanindicatorthatrotatesclockwise,triggeringessentialprocesseswhenitreachesspecificpointsontheouterdial.S期，主要进行DNA的复制与核小体

4、组蛋白的合成，并组装成染色质结构。微管蛋白也开始合成。其DNA复制的起始和复制过程受到多种细胞周期调节因素的严密调控。G2期：此时DNA含量已增加1倍，细胞已做好了进入M期的准备。但也有一个检验点，监控着DNA是否完成了复制和损伤是否得到了修复。M期，既要把一个细胞分成两个子细胞，又要将两套染色体各分成一套分配到两个子细胞。分裂期，又称M期(mitosisordivision)，从开始到结束，可以分为前期、中期、后期和末期。各个时期都有非常显著的特征。G1期G2期细胞的分类周期中细胞(cyclingcell)，持续分裂的细胞，如干细胞，

5、表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。G0期细胞(G0cell)，又称静止期细胞(quiescentcell)，暂时退出细胞周期，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，如淋巴细胞、肝、肾细胞和结缔组织的成纤维细胞等。终末分化细胞(terminallydifferentiatedcells)，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等。三、细胞周期时间的测定同种细胞之间，细胞周期时间长短相似或相同；不同细胞种类之间，细胞周期时间长短差别很大。周期时间的主要差别在G1期，而S、G2和M期时间相对恒定。（一）脉冲标记DNA复制和

6、细胞分裂指数观察测定法：这种方法主要适用于细胞构成相对简单，细胞周期时间相对较短，周期运转均匀的细胞群体。优点：可同时测定细胞周期总时间和各时相时间缺点：要求有同位素室，细胞还须同步化。（二）流式细胞仪测定法：这种方法依据细胞各时期DNA含量的特征及其变化来确定细胞周期时间。优点：可测定各种细胞的周期时间，测定快速，结果可靠。缺点：要求有流式细胞仪。四、细胞周期同步化(synchronization)细胞周期同步化指在自然过程中发生或经人为处理造成细胞群体处于周期中同一个时期的现象或技术。（一）自然同步化如：粘菌的多核体等。某些水生动物

7、的受精卵：如海胆、海参、两栖类。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。（二）人工同步化1、选择同步化1）有丝分裂选择法：M期细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器壁收集。优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。缺点：获得的细胞数量较少（分裂细胞约占1%～2%）。2）细胞沉降分离法：M期细胞体积大，可用离心分离。优点：可用于任何悬浮培养的细胞。缺点：同步化程度较低。2、诱导同步化1）DNA合成阻断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成。常用TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)双阻断法：在细胞

8、处于对数生长期的培养基中加入过量TdR。S期细胞被抑制，停在G1/S交界处。移去TdR，释放时间大于TS时，再次加入过量TdR。优点：同步化程度高缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。2）中期阻断法用秋水