2011细胞周期调控

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1、细胞周期调控cellcycleregulation细胞增殖是生命的基本特征，种族的繁衍、个体的发育、机体的修复等都离不开细胞增殖。细胞增殖是通过细胞周期（cellcycle）来实现的，而细胞周期各时相细胞的结构、功能及生化特征的变化都按照一定的时序性受到不同因素的调节。在细胞周期中发生细胞增殖、分化、衰老、癌变等生物学现象。内容介绍细胞周期概述细胞周期调控细胞周期与肿瘤一、细胞周期概述细胞增殖周期，简称细胞周期(cellcycle)，是指连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束为

2、止所经历的整个序列过程。这个过程所需要的时间称为细胞周期时间。细胞周期G1期：是指从有丝分裂完成到DNA复制之前的这段间隙时间。首先，mRNA、rRNA、tRNA的合成加速，导致结构蛋白和酶蛋白的形成。其次，与DNA合成有关的一些酶如胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶、DNA聚合酶等活性增高，为细胞进入S期作好准备。S期：是指从启动DNA复制开始到DNA复制完成这段时间。此期最主要的特点是DNA进行复制及组蛋白、非组蛋白等染色体组成蛋白的合成。通过DNA复制，精确地将遗传信

3、息传递给M期分裂的子细胞，保证遗传性状的稳定性。所以S期是细胞周期中最关键的阶段。G2期：是DNA复制完成到有丝分裂开始的时期。在G2期加速合成RNA和直接与有丝分裂相关的蛋白质，如微丝、微管蛋白、有丝分裂调控的重要因子MPF(maturationpromotingfactor,M-phasepromotingfactor)，为有丝分裂做准备。M期：该期很短，一般持续时间为0.5～2小时。光镜下可见细胞的形态有明显的变化。这一时期历经前期、中期、后期、末期四个阶段。①前期染色质凝缩；分裂极确立与纺

4、锤体开始形成；核仁解体；核膜消失。②中期核膜破裂，染色体排列在细胞的赤道面。纺锤丝与染色体着丝点相连，牵引染色体移向赤道面，通常小染色体排在中间，大染色体排在周围。③后期此期是指姐妹染色单体分开并向两极移动，到两极时为止。姐妹染色单体是否分开是中期和后期的标志。④末期从染色体到达两极后开始至两个新细胞形成为止。染色体解聚、分散成染色质；核仁出现；核膜重新形成；纺锤体解体消失。微丝组成收缩环（contractilering）,收缩环收缩，使细胞产生缢束，然后在缢束处起沟使胞质分裂，细胞一分为二。二、

5、细胞周期调控细胞周期周而复始地进行着，这种周期性的重复过程受到严格地控制，使得不同的细胞周期事件在空间和时间上相互协调。研究背景细胞周期的检验点细胞周期蛋白CDK及其调控生长因子、癌基因和抑癌基因二、细胞周期调控（一）研究背景1.MPF的发现及其作用1960年，Masui和Markert研究爪蟾卵母细胞，提出了成熟卵母细胞中存在一种促成熟因子（maturationpromotingfactor，MPF）。Rao和Johnson(1970、1972、1974)以Hela细胞为材料，发现M期细胞具有某

6、种促进间期细胞进行分裂的因子，即促细胞分裂因子(mitosis-promotingfactor，MPF)。2.cdc基因LelandHartwell、PaulNurse分别以不同的酵母为实验材料，发现了许多与细胞分裂有关的基因(celldivisioncyclegene，CDC)。如芽殖酵母的cdc28、裂殖酵母cdc2基因。进一步研究发现：P34cdc2与P34cdc28是同源物，二者本身并不具有激酶活性，只有当其与有关蛋白结合后，其激酶活性才能够表现出来。例如：P34cdc2必须与另一种蛋白P

7、56cdc13结合后才具有激酶活性。3.cyclin1983年TimothyHunt首次发现海胆卵受精后，在其卵裂过程中两种蛋白质的含量随细胞周期剧烈振荡，在每一轮间期开始合成，G2/M时达到高峰，M结束后突然消失，在下一个周期中又重复这一消长现象，故命名为周期素或周期蛋白(cyclin)。随后cyclin很快被分离和克隆出来，证明其广泛存在于从酵母到人类等各种真核生物中，而且在功能上存在互补性。4.MPF－P34cdc2－Cyclin？？1988年M.J.Lohka纯化了爪蟾的MPF，经鉴定由3

8、4KD和45KD两种蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质磷酸化。1990PaulNurse进一步的实验证明P34实际上是P34cdc2的同源物，P45是cyclinB的同源物，而且，对于P34cdc2的活性而言，cyclin是必需的。从而将细胞周期三个领域的研究联系在一起。MPF=P34cdc2(CDK1)+CyclinB（催化亚单位）（调节亚单位）TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001"fortheirdiscoveriesofkeyregul