细胞增殖及其调控

第11章细胞增殖及其调控1.高等生物内所有细胞依繁殖状态可分为哪几类？各有何特征？答：大体可以分为四类：（1）G1期细胞(DNA合成前期)：细胞代谢活跃，细胞生长、体积增大，主要进行大部分蛋白质和RNA的合成工作。

（2）S期细胞（DNA合成期）：此阶段细胞内完成DNA的复制，以及组蛋白、非组蛋白合成与核小体结构的复制。

（3）G2期细胞（DNA合成后期）：此阶段的细胞做分列前的最后准备，合成周期蛋白、微管蛋白等。

（4）M期：细胞进入分裂过程，分裂中，细胞内生化合成活动减弱，例如：RNA合成停止，蛋白质合成减少，此期仍有少量非组蛋白合成。

又分前、中、后、末四个状态。

（a）前期主要事件：染色体凝缩，分裂极确定，核仁解体和核膜消失。

（b）中期此期染色体全部移到赤道板位置排列“染色体列队”，是由于以两极对染色体牵引为动态平衡所致。

（c）后期此期主要事件：染色体着丝粒粒区纵向断裂，一分为二。

两姐妹染色单体分别趋向两极。

（d）末期此期的主要事件：子核形成的胞质分裂。

胞质分裂是指核分裂以外的细胞质部分分裂。

动物细胞是以中部缢缩方式，而植物细胞是以形成细胞壁方式进行胞质分裂的。

2.运用3H—TdR的脉冲标况技术如何测定推测细胞周期？答：此内容不考，飘过。

P.S.要看看细胞周期同步化的内容。

3.简述细胞周期中DNA、RNA,组蛋白和非组蛋白的合成概况。

答：见习题1。

4.细胞周期中有哪几个重要的检验点，各有何作用？答：所熟知的有3个检验点：（1）G1->S的检验点：检查G1期的蛋白质、RNA合成工作是否完成。

细胞增殖行为会在G1期之后发生分歧，分为周期细胞和G0期细胞或终端分化细胞。

（2）G2->M期的检验点：检查M期之前的物质、能量准备工作，并进行G2向M期的转变。

该过程由CDK激酶进行调控，CDK1使组蛋白H1磷酸化，促进染色质凝集；使核纤层蛋白磷酸化，使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等等。

细胞周期的调控和细胞增殖细胞周期是细胞生命周期中的一个重要阶段，通过严密调控确保细胞按照一定的顺序进行有序的DNA复制和细胞分裂。

细胞周期的调控主要包括细胞周期检查点、细胞周期调控因子及其调控网络的作用等方面。

一、细胞周期检查点细胞周期检查点是细胞在特定时期对其自身状态的监测点，主要有G1/S检查点、G2/M检查点和M检查点。

这些检查点的功能在于确保细胞在细胞周期的不同阶段保持稳定和正确的进行。

1. G1/S检查点G1/S检查点位于细胞周期的G1期和S期之间，主要监测细胞的DNA是否完整以及是否有足够的生物小分子供应，这是控制是否进入DNA复制的关键检查点。

如果细胞通过检查，则进入S期进行DNA 复制，否则进入G0期停滞。

2. G2/M检查点G2/M检查点位于细胞周期的G2期和M期之间，主要监测细胞DNA复制是否正确完成以及是否有DNA损伤。

只有当细胞通过这一检查点时，才能进入有丝分裂的M期。

3. M检查点M检查点位于细胞分裂的中期，主要监测染色体是否正确连接到纺锤体上，并确保该连接是稳定的。

只有当细胞通过这一检查点时，才能完成有丝分裂，将染色体均匀地分配给两个子细胞。

二、细胞周期调控因子及其调控网络细胞周期调控因子主要包括Cyclins和Cyclin-dependent kinases (CDKs)。

Cyclins与CDKs形成复合物，通过磷酸化作用来调控细胞周期的不同阶段。

1. CyclinsCyclins是调控细胞周期的关键调节蛋白，其数量在不同的细胞周期阶段发生变化。

不同类型的Cyclins与特定的CDKs形成复合物，起到调控细胞周期的作用。

2. CDKsCDKs是Cyclin-dependent kinases的缩写，是一类酶的家族。

它们与Cyclins结合形成复合物，通过磷酸化调控细胞周期的不同阶段。

CDKs活性的变化在细胞周期的不同阶段发生，由Cyclins的表达调控。

3. 细胞周期调控网络细胞周期调控网络是由各类细胞周期调控因子组成的复杂网络。

细胞增殖及其调控细胞依赖增殖维持其存在，繁衍后代。

细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。

细胞增殖包含3个组成部分，即生长、DNA复制和细胞分裂，这些均体现在细胞周期进程中，因此细胞增殖是通过细胞周期实现的。

细胞增殖受到严密的调控机制所监控。

任何细胞，不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。

细胞周期与细胞分裂(细胞周期、有丝分裂、减数分裂)细胞周期的调控（Cdk激酶和周期蛋白在细胞周期进程中的调控作用及其活性调节、细胞周期运转的调控、其他内在、外在因素在周期调控中的作用）细胞周期与细胞分裂细胞周期㈠细胞周期(cell cycle)概述细胞依靠增殖维持其存在，繁衍后代。

为了阐明细胞是如何繁殖的，应该考虑三个主要问题：①细胞如何复制它的内含物；②它们如何分配复制好的内含物并分裂为二；③它们如何协调好上述两个过程必需的所有机器，以保证诸如只有在复制完成后才进行细胞分裂。

细胞增殖受到严密的调控机制所监控。

任何细胞不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。

细胞增殖过程中，任何一个关键步骤的错误，都有可能导致严重后果，甚至细胞死亡。

在高等生物中细胞增殖调控更为复杂。

它不仅要遵循细胞自身的增殖调控规律，同时还要遵守生物体整体调控机制的调节。

不然，不受约束而生成的细胞将被机体免疫系统所清除，或癌变，威胁整个生命。

由此可见，细胞增殖调控是整个生命活动的最基本保证。

细胞周期(cell cycle)是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的过程。

细胞周期有时也称为细胞生活周期(cell life cycle)或细胞繁殖周期(cell reproductive cycle)。

人们最初从细胞形态变化考虑，将细胞周期简单地划分为两个相互延续的时期，即细胞有丝分裂期(mitosis)和位于两次分裂期之间的分裂间期(inter phase)。

第十二章细胞增殖及其调控一、细胞增殖的意义细胞增殖cell proliferation,是细胞生命活动中的一个重要部分，对于多细胞生物体的生长发育以及生物种群的延续都具有十分重要的意义。

例如一个成年人约由1014个细胞构成，而如此多的细胞均来源于同一个受精卵，是通过大量的、连续不断地细胞分裂增殖以及细胞分化才形成人体的。

此外，每个人体平均每秒钟还要增补产生几十万个新细胞，来补偿体内各种衰亡细胞的损失，维持机体细胞数量的相对平衡。

二、细胞周期 cell cycle（一）细胞周期的概念细胞增殖包括：细胞生长、DNA复制和细胞分裂三个主要事件，构成细胞周期。

可分为四个期：G1期、S期、G2期和M期。

其中的S期是DNA合成期，M期是分裂期，而G1和G2期分别是合成前期和合成后期。

因为分裂期染色体出现了明显形态特征，∴通常从一次分裂中期到下一次分裂中期的历程称为一个周期。

M期中又可分为前期、中期、后期和末期四个阶段。

从细胞增殖行为来看，细胞在晚G1期开始分歧为三类：①周期性细胞，即持续在周期中运转的细胞；②G O期细胞（休眠细胞），即暂时脱离周期不增殖，但在适当刺激下仍可恢复进入周期的细胞；③终端分化细胞（特化细胞），即不可逆地脱离周期，丧失分裂能力，但仍然保持正常生理机能的细胞。

（二）细胞周期的速率细胞周期时间（TC）是随细胞类型不同而异的，周期内四个期的时间亦各不相同。

一般规律是：①S期长,M期短；②G1期时间（TG1）易变，但TG2、TS和TM都变动不大；③ TG1长短是细胞周期速率变化的基础。

（三）细胞周期各时相的时间测定●仅M期可依据染色体形态变化来判断，而其它的三个期皆无形态判断依据。

●3H—TdR脉冲标记和放射自显影观测▲标记物仅在S期能渗入细胞▲最先在M期显现标记的是被标记时的S期最晚期细胞▲细胞周期中各期时间的推算：TG2 = 换液洗脱→被标记M细胞出现TM = 被标记M细胞出现→占M细胞总数最大值TS= 被标记M细胞达总数的50%→降回50%TC= 被标记M细胞始出现→再次又开始出现TG1 = TC-TG2-TM-TS●流式细胞仪测定法能快速测定和分析流体中的细胞或颗粒物的各种参数，如DNA、RNA和蛋白质等含量变化，目前被广为应用于细胞周期研究。

细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系概述一个成年人由数万亿个细胞组成，这些细胞不断增殖、更新，以维持身体正常功能。

细胞增殖一定程度上受调控，过度的细胞增殖可能导致癌症。

了解细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系，对癌症的预防、诊断和治疗都有重要意义。

细胞增殖的调控机制细胞增殖可以分为两个阶段：有丝分裂和无丝分裂。

在有丝分裂中，细胞核分裂成两个细胞核。

在无丝分裂过程中，细胞核不会分裂，但是细胞质会增加，从而导致细胞的数量增加。

细胞增殖的调控是一个非常复杂的过程，包括许多分子、信号通路和细胞周期调控蛋白。

细胞周期调控蛋白具有非常重要的调控作用，它们能够促进或抑制细胞增殖，从而参与细胞周期的调节。

其中最为关键的分子是细胞周期蛋白和其配体细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）。

在细胞周期不同的阶段，CDK与不同的配体结合，从而促进或抑制细胞增殖。

此外，细胞周期调控蛋白还包括细胞周期抑制蛋白（CDKIs），它们通过抑制CDK的活性从而调节细胞增殖。

除了细胞周期调控蛋白，许多信号通路也能对细胞增殖进行调控。

比如，胞内信号分子WNT/β-catenin通路是一个重要的调控途径，通过激活β-catenin来促进细胞增殖，抑制蛋白素激活剂蛋白激酶（PKA）信号路径可抑制细胞增殖。

与癌症的关系癌症是指由于基因突变或遗传变异等原因导致细胞增殖过度、失控的一类疾病。

在正常情况下，细胞增殖是受调控的，但某些基因的突变，或者其他调控机制的失常，可能导致细胞无法停止增殖。

这些细胞不断分裂，形成肿瘤。

这些由于基因突变或遗传变异导致的异常细胞增殖和分化，可以是肿瘤的早期阶段。

正常细胞的增殖通常是有限和受到紧密的控制，但是在癌细胞中，细胞增殖的调控机制被破坏，使癌细胞能够无限制地增殖和扩散，形成恶性肿瘤。

癌症研究者已经发现，许多与细胞周期调控相关的基因在肿瘤中被突变或失活。

这些基因包括肿瘤抑制基因和肿瘤促进基因，它们可以通过不同的方式影响细胞周期的进程。