醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖

分裂方式：有絲分裂（Mitosis)減數(shù)分裂（Meiosis)初生嬰兒有1012個(gè)細(xì)胞，成人1014個(gè)，約200種類型。成人體內(nèi)每秒鐘有數(shù)百萬(wàn)新細(xì)胞產(chǎn)生，以補(bǔ)償衰老和死亡的細(xì)胞。第十二章細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖細(xì)胞增殖的三種形式:1、無(wú)絲分裂(amitosis)

分裂過(guò)程中沒(méi)有紡錘體和染色體的形成，無(wú)紡錘絲的出現(xiàn)，故名無(wú)絲分裂。是低等動(dòng)物（如細(xì)菌）增殖的主要方式。（間期的細(xì)胞直接一分為二）核糖體DNA細(xì)胞壁細(xì)胞膜子細(xì)胞遺傳物質(zhì)分配不均等

2、有絲分裂(mitosis)分裂過(guò)程中有紡錘體和染色體的形成，有紡錘絲出現(xiàn)，故名有絲分裂。子細(xì)胞中遺傳物質(zhì)均等分配。是真核細(xì)胞主要的增殖方式。3、減數(shù)分裂(meiosis)有性生殖生物形成生殖細(xì)胞時(shí)的分裂分式。分裂過(guò)程中染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，結(jié)果染色體數(shù)目減半，故名減數(shù)分裂。第一節(jié)細(xì)胞增殖方式

一、細(xì)胞周期1.概念

指連續(xù)分裂的細(xì)胞從親代細(xì)胞分裂結(jié)束開(kāi)始到子代細(xì)胞分裂結(jié)束為止所經(jīng)歷的全過(guò)程.間期:G1期S期G2期M期：前、中、后、末期2.細(xì)胞周期各時(shí)相的特點(diǎn)0G1SG2MG1

（時(shí)相）2C

4C（DNA含量）細(xì)胞周期各時(shí)相DNA含量的變化Ｇ１期（ＤＮＡ合成前期）早期：三種RNA的合成，cAMP、cGMP及蛋白質(zhì)與糖類的合成。后期：DNA聚合酶，胸苷激酶等急劇合成，H1組蛋白的磷酸化，組蛋白、非組蛋白R(shí)NA的合成晚期：合成鈣調(diào)素

S期：DNA復(fù)制，合成組蛋白和非組蛋白；G2期：加速合成RNA和蛋白質(zhì)(微管蛋白、有絲分裂因子)。M期（見(jiàn)后述）Ｇ１期細(xì)胞的增殖狀態(tài)通過(guò)Ｇ1期控制點(diǎn)的調(diào)節(jié)，Ｇ1期細(xì)胞可有三種去向：分化死亡G0Ｇ１期的時(shí)間變化影響Ｇ1期細(xì)胞是否進(jìn)入周期的因素很多，如各種生長(zhǎng)因子、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、射線、鈣調(diào)素等，可調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程。

控制點(diǎn)(restrictionpoint，R)：G1期末對(duì)環(huán)境因素的敏感點(diǎn)，是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期開(kāi)和關(guān)的”閥門”，控制著細(xì)胞周期的進(jìn)程，也稱限制點(diǎn)。不再繼續(xù)增殖：即失去增殖能力，而合成其功能性蛋白走向分化，又稱不育細(xì)胞或終末分化細(xì)胞。如角質(zhì)細(xì)胞、紅細(xì)胞、肌細(xì)胞、神經(jīng)元等。持續(xù)增殖：越過(guò)R點(diǎn)，繼續(xù)增殖。如皮膚生發(fā)層細(xì)胞，骨髓造血細(xì)胞等。暫不增殖（Ｇ０期）：如淋巴細(xì)胞、肝腎胰的細(xì)胞等。肝切除后開(kāi)始分裂修復(fù)。Ｇ1期細(xì)胞的三種去向：M期

前期(prophase):

（1）染色質(zhì)的濃縮

（2）分裂極的確定

(3)核膜、核仁的解體。

前中期(premetaphase):

(1)紡錘體的形成

(2)染色體排列到赤道面上，形成赤道板

中心粒

S期以前:中心粒為一對(duì)

S期:中心粒兩對(duì)。

G2期:兩對(duì)中心粒分開(kāi)，

前期:兩對(duì)中心粒移向細(xì)

胞的兩極。

前中期：形成紡錘體。有絲分裂裝置：星體和紡錘體。

微管包括：著絲點(diǎn)微管、極微管、星體微管。有絲分裂最主要的特點(diǎn)是：形成有絲分裂器中期(metaphase)

（1）所有染色體都以著絲粒排列在赤道面上，形成完整的有絲分裂器。（2）染色體達(dá)到最高程度地螺旋

.

著絲粒：在主縊痕處，兩條染色單體相互聯(lián)系在一起的特殊部位，由重復(fù)順序的DNA構(gòu)成

著絲點(diǎn)：是著絲粒外側(cè)附加結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)組成，為盤狀的三層結(jié)構(gòu).

后期(anaphase)

（1）著絲?？O裂為二，標(biāo)志著后期的開(kāi)始。

（2）染色體單體向兩極移動(dòng)

5.末期(telophase)與胞質(zhì)分裂

（1）兩組子染色體達(dá)到細(xì)胞兩極，即進(jìn)入末期。

（2）染色體解旋為染色質(zhì)。

（3）核纖層蛋白去磷酸化，核膜、核仁重現(xiàn)。

（4）形成二個(gè)子細(xì)胞核，細(xì)胞膜中部凹陷，分隔成二個(gè)子細(xì)胞（微絲的參與）后期(anaphase)大致可以劃分為連續(xù)的兩個(gè)階段:

·后期A，著絲點(diǎn)微管去裝配變短，染色體產(chǎn)生兩極運(yùn)動(dòng)

·后期B，極微管長(zhǎng)度增加，兩極之間的距離逐漸拉長(zhǎng)，介導(dǎo)染色體向極運(yùn)動(dòng)。

微管上的橫橋?yàn)閯?dòng)力蛋白，具有ATP酶的活性。

有絲分裂開(kāi)始的標(biāo)志：染色質(zhì)組裝成染色體試想一想，46條染色質(zhì)（每條染色體DNA長(zhǎng)度約40000μm）繞在一個(gè)很小的范圍內(nèi)(細(xì)胞核直徑約30μm），如何平均分配？染色體形成的意義——完成遺傳物質(zhì)的平均分配只有繞成一個(gè)個(gè)線團(tuán)，才能平均分配。三.減數(shù)分裂:

概念：減數(shù)分裂是細(xì)胞僅進(jìn)行一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的有絲分裂同源染色體：指分別來(lái)自父方和母方，形狀和大小一般都相同的兩條染色體。

同源染色體同源染色體前期Ⅰ細(xì)線期染色體已經(jīng)復(fù)制聯(lián)會(huì)：同源染色體配對(duì)的過(guò)程叫聯(lián)會(huì)。

二價(jià)體：每對(duì)染色體形成一個(gè)二價(jià)體。聯(lián)會(huì)復(fù)合體:在聯(lián)會(huì)的變化中，配對(duì)的同源染色體之間形成一種蛋白質(zhì)性的復(fù)合結(jié)構(gòu)，稱為聯(lián)會(huì)復(fù)合體。S期合成99.7%DNA，Z-DNA：偶線期合成0.3%的DNA叫Z-DNA前期Ⅰ偶線期前期Ⅰ粗線期四分體：配對(duì)的同源染色體實(shí)際上含有四個(gè)染色單體。姐妹染色單體：一條染色體的兩條染色單體互稱姐妹染色單體。非姐妹染色單體：同源染色體的染色單體之間互稱非姐妹染色單體P-DNA：指粗線期發(fā)生交換部位合成的少量DNA。非姊妹染色單體之間出現(xiàn)交叉。粗線期雙線期:

聯(lián)會(huì)復(fù)合體消失，同源染色體在某些部位分離，但仍存在多處交叉。終變期

染色體高度凝集，核膜、核仁消失，紡錘體開(kāi)始形成，四分體均勻分布，交叉端化。

四分體排列在細(xì)胞中央的赤道板上，每條染色體的著絲點(diǎn)都附著在紡錘絲上。注意四分體的排列方式是隨機(jī)的

非同源染色體自由組合到達(dá)兩極。同源染色體彼此分離，并且在紡錘絲的牽引下移向兩極，結(jié)果細(xì)胞的每一極只得到各對(duì)同源染色體中的１條。卵細(xì)胞的形成過(guò)程2.減數(shù)分裂特點(diǎn)◆減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ是連續(xù)進(jìn)行的，其間無(wú)間期或間期很短，不進(jìn)行DNA和染色體的復(fù)制。

◆同源染色體配對(duì)、聯(lián)會(huì)、基因重組◆每條同源染色體的兩條染色單體的著絲點(diǎn)在減數(shù)分裂Ⅰ時(shí)不分開(kāi)，直到減數(shù)分裂Ⅱ時(shí)才分離。3.減數(shù)分裂的生物學(xué)意義1）是三大遺傳學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)同源染色體分離——孟德?tīng)柗蛛x律非同源染色體自由組合——孟德?tīng)栕杂山M合律同源染色體之間聯(lián)會(huì)重組互換——連鎖互換律2）保持遺傳的穩(wěn)定性精子（n）+卵子（n）=受精卵（zn）3）生物變異和進(jìn)化的基礎(chǔ)同源染色體之間重組、互換非同源染色體之間自由組合練習(xí)1、已知某動(dòng)物的體細(xì)胞內(nèi)含2N條染色體，那么該動(dòng)物經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中含有染色體多少條（）A．2NB．4NC．ND．3N2、同源染色體分離發(fā)生在哪個(gè)時(shí)期（）A．中期ⅠB．中期ⅡC．后期ⅠD．末期Ⅰ3、染色體數(shù)目減半發(fā)生在哪個(gè)時(shí)期（）A．中期ⅠB．中期ⅡC．后期ⅠD．末期Ⅰ1．下列有關(guān)四分體的敘述，正確的是（）A．

每個(gè)四分體包含一對(duì)同源染色體的四個(gè)染色單體B．

經(jīng)過(guò)復(fù)制的同源染色體都能形成四分體C．

基因互換現(xiàn)象發(fā)生在四分體時(shí)期D．

四分體出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂前期練習(xí)2在減數(shù)分裂過(guò)程中，含有與體細(xì)胞染色體數(shù)目相同，但不含同源染色體的時(shí)期是（）A．減數(shù)第一次分裂后期B．減數(shù)第二次分裂后期C．減數(shù)第二次分裂的間期D．減數(shù)第二次分裂前期練習(xí)思考題1.細(xì)胞周期的概念及每期特點(diǎn)2.有絲分裂、減數(shù)分裂各期特點(diǎn)3.G1期細(xì)胞有哪三種去向4.減數(shù)分裂的意義何在？5.MPF是如何控制細(xì)胞G2/M過(guò)渡和M期進(jìn)程6.區(qū)別下列名詞聯(lián)會(huì)/同源染色體二價(jià)體/四分體有絲分裂/減數(shù)分裂有絲分裂器/收縮環(huán)第二節(jié)細(xì)胞周期的調(diào)控(Cell-CycleControl)

細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)(checkpoint)一、MPF的發(fā)現(xiàn)及其組成1.1970sRao和Johnson發(fā)現(xiàn)與M期細(xì)胞(Hela)融合的間期細(xì)胞染色體發(fā)生凝縮，稱為早熟染色體凝集(prematurelycondensedchromosome，PCC)。提示：M期可能存在一種誘導(dǎo)染色質(zhì)凝集因子2.1971年Masui等用孕酮處理未成熟的非洲爪蟾卵母細(xì)胞誘導(dǎo)其成熟實(shí)驗(yàn)表明：成熟卵細(xì)胞質(zhì)，含有卵母細(xì)胞成熟的因子，稱做（maturationpromotingfactor，MPF）。裂殖酵母Fissionyeast芽殖酵母buddingyeast3.1960sLeland

Hartwell，1970sPaulNurse建立了酵母細(xì)胞分裂周期溫度敏感突變株，分離了大量的cdc基因(celldivisioncyclegene,細(xì)胞分裂周期基因)，裂殖酵母cdc2和芽殖酵母cdc28都編碼一個(gè)34KD的蛋白激酶，作用于細(xì)胞G1/S與G2M的前進(jìn)。

4.1980sTimothyHunt發(fā)現(xiàn)海膽的卵裂過(guò)程中兩種蛋白質(zhì)的含量隨細(xì)胞周期振蕩，命名為細(xì)胞周期蛋白(cyclinA和B)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)將M期周期蛋白mRNA加入可使細(xì)胞進(jìn)入M期，同時(shí)MPF被激活。MPF的活性與周期蛋白一樣呈現(xiàn)周期性變化●1988年Lohka將MPF純化。經(jīng)鑒定MPF由32KD（cdc2基因產(chǎn)物）和45KD（周期蛋白B）兩種蛋白組成。

p32與p34cdc2是同源物，是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶●MPF=p34cdc2（催化亞基）+clyclinB（調(diào)節(jié)亞基）LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

2001年10月8日美國(guó)人Leland

Hartwell、英國(guó)人PaulNurse、Timothy

Hunt因?qū)?xì)胞周期調(diào)控機(jī)理的研究而獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1.MPF是一種使多種底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；由Cyclin-CDK(Cyclin-dependentproteinkinase)形成的復(fù)合物。MPF=CDK1（p34cdc2）+cyclinB二、MPF是細(xì)胞周期蛋白-CDK復(fù)合物2.CDK●CDC2又被稱為CDK1(cyclin-dependentkinase，)

，可將特定蛋白磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞周期運(yùn)行。如將核纖層蛋白磷酸化導(dǎo)致核纖層解體、核膜消失；將H1磷