第十四章 细胞增殖调控
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一、简述p34^cdc2/cyclin B蛋白激酶的发现过程。
Tim Hunt 为代表的科学家以海胆卵为材料,对细胞周期调控进行了深入研究。
JR.Evans 等人于1983年报道,在海胆卵细胞中含有两种特殊蛋白,它们的含量随周期过程变化而变化,一般在细胞间期内积累,在细胞分裂期内消失,在下一个周期有重复这一过程,因而它们将其命名为周期蛋白。
随后的研究证明:周期蛋白为诱导蛋白进入M期所必须。
各种生物之间的周期蛋白在功能上有着广泛的互补性。
将海胆cyclin B的mrna引入到非洲爪蟾卵非细胞系中,其翻译产物可诱导该非细胞体系进行多种细胞周期循环。
接下来的一系列实验提示周期蛋白可能参与MPF的功能调节。
二、举例说明CDK在细胞周期中是如何执行调节功能的?细胞周期调控包括正调控、负调控和信号反应。
CDK激酶是正调控因子,它是细胞沿周期运行的引擎蛋白。
以MPF为例阐述:MPF是一种使多种底物磷酸化的蛋白激酶,即CDK1激酶,由p34蛋白和周期蛋白B结合而成。
CDK1激酶活性首先依赖于周期蛋白B含量的积累。
周期蛋白B一般在G1期的晚期开始合成,通过S期,其含量不断增加,达到G2期,其含量达到最大值,CDK1激酶的活性随着周期蛋白B浓度变化而变化。
CDK1激酶的活化还受到激酶与磷酸酶的调节。
活化的CDK1激酶可使更多的CDK1激酶活化。
随着周期蛋白B 含量达到一定程度,CDK1激酶活性开始出现,到G2晚期阶段,CDK1激酶活性达到最大值并一直维持到M期的中期阶段。
活化的CDK1激酶促使分裂期细胞在分裂前期执行下列生化事件:(1)染色质开始浓缩形成有丝分裂染色体;(2)细胞骨架解聚,有丝分裂纺锤体开始组装;(3)高尔基复合体、内质网等细胞器解体,形成小的膜泡。
在有丝分裂的后期,活化的后期促进因子APC主要介导两类蛋白降解:后期抑制因子和有死分裂周期蛋白。
前者维持姐妹染色单体粘连,抑制后期启动;后者的降解意味着CDK1激酶失去活性,有死分裂即将结束,即染色体开始去凝集,核膜重建。
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)。
细胞增殖与分化调控细胞增殖与分化是生物体发展和生长的重要过程。
细胞增殖是指细胞数量的增加,而细胞分化则是指细胞从原始状态转变为特定类型和功能的细胞。
这两个过程在人体的发育、组织修复、癌症的发展等方面起着关键的作用。
本文将探讨细胞增殖和分化的调控机制,以及其在生物学和医学领域的重要意义。
一、细胞增殖调控细胞增殖调控在维持生物体组织结构和功能的平衡中起着关键作用。
细胞增殖受到一系列内外环境因素的调控,包括细胞周期调控、生长因子信号通路、细胞凋亡等。
1. 细胞周期调控细胞周期调控是细胞增殖的核心机制之一。
细胞周期由四个主要阶段组成:G1期、S期、G2期和M期。
在细胞周期过程中,细胞的DNA复制、有丝分裂和细胞分裂等关键事件依次发生。
这些事件受到一系列细胞周期蛋白激酶的调控。
细胞周期调控的紊乱与癌症等疾病的发生密切相关。
2. 生长因子信号通路生长因子信号通路在细胞增殖调控中也起着至关重要的作用。
生长因子是一类能够刺激细胞增殖和分化的分子信号物质。
它们结合到细胞表面的受体上,触发一系列信号传导级联反应,最终导致细胞增殖和分化。
一些常见的生长因子包括表皮生长因子(EGF)、纤维连接蛋白生长因子(FGF)等。
3. 细胞凋亡细胞凋亡是一种重要的细胞增殖调控机制。
它是一种有限的程序性细胞死亡方式,通过清除老化、异常和受损细胞,维持组织的正常状态。
细胞凋亡的紊乱可能导致癌症、炎症和自身免疫性疾病等病理状态。
二、细胞分化调控细胞分化是细胞从未分化状态向特定类型和功能细胞的转变过程。
这是一个高度调控的过程,受到基因表达调节、细胞因子影响等多种因素的调控。
1. 转录因子调控转录因子是一类能够结合到DNA序列上的蛋白质,能够启动或抑制特定基因的转录。
它们在细胞分化过程中起着关键的调控作用,可以通过激活或抑制特定基因的表达,决定细胞分化的方向和命运。
2. 信号转导通路细胞外的信号分子(如生长因子、细胞外基质等)可以通过细胞膜上的受体,激活细胞内的信号转导通路。