第10章 细胞分裂与细胞周期

动粒结构域：内板＋中间间隙＋外板 中心结构域：富含高度重复 DNA 序列，高度浓缩的异 染色质所组成。 配对结构域：姐妹染色单体间的相互作用位点，已知 的蛋白有内部着丝粒蛋白 (INCENP)和染色单体连接蛋白
(CLIPS)。
① 中心体放出星体纤 维和动粒结合，动 粒微管形成。 ② 染色体沿该微管向 中心粒移动。 ③ 来自纺锤体另一面 的微管结合于染色 体另一姐妹染色单 体的动粒上，实现 了纺锤体双极对染 色体的稳定附着。
一、无丝分裂（amitosis）
特点：1.不形成纺缍体，也不形成染色体； 2.遗传物质不一定平均分配到两个子细胞。
二、有丝分裂（mitosis）
有丝分裂分期：
间期(interphase）； 前期(prophase)；
前中期(premetaphase)
中期(metaphase)； 后期(anaphase)； 末期(telophase)。 其中间期包括G1期、S期 和G2期，主要进行DNA复
G1期PCC为单线状，因DNA未复制。 S期PCC为粉末状，因DNA由多个部位开始复制。 G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。
1960s Leland Hartwell以芽殖酵母为实验材料，利 用阻断在不同细胞周期阶段的温度敏感突变株，分离 出了几十个与细胞分裂有关的基因(cell division cycle gene，CDC)。如芽殖酵母的cdc28基因，在 G2/M转换点发挥重要的功能。Hartwell还通过研究酵 母菌细胞对放射线的感受性，提出了checkpoint（细 胞周期检验点）的概念，意指当DNA受到损伤时，细 胞周期会停下来。
1970s Paul Nurse等人以裂殖酵母为实验材料，同样 发现了许多细胞周期调控基因，如：裂殖酵母cdc2、 cdc25的突变型和在限制的温度下无法分裂；wee1突变 型则提早分裂，而cdc25和wee1都发生突变的个体却会 正常地分裂。进一步的研究发现cdc2和cdc28都编码一 个34KD的蛋白激酶，促进细胞周期的进行。而weel和 cdc25分别表现为抑制和促进CDC2的活性。

ras 的基因产物：类似于G蛋白的作用。 raf、mos 基因产物: 具有丝/苏氨酸激酶活性，参与信号转 导。
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4)、抑癌基因与细胞周期调控
Rb、p53是两个常见的抑癌基因
p53基因的产物分布于细胞核中,半衰期短,不稳定。 P53蛋白作为转录因子或与其他转录因子相结合参与基 因的转录调节，将细胞阻止于G1期。
细胞周期
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第二节 细胞周期调控
◆细胞周期的控制系统
(cell-cycle control system)
细胞周期的控制类似于中央控制系统 (central control system)。
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• 细胞周期蛋白 cyclin
随细胞周期变化呈周期性出现与消失的蛋白质， 可分为A、B、C、D、E、F、G、H 8大类。与其 他蛋白结合后, 参与细胞周期相关活动的调节。
膜运输增加
专一蛋白质合成
DNA复制酶出现
脱氧核糖核苷
RNA合成
库存增加
抑素(chalone)
有丝 分裂
R G1期
S期 (DNA合成)
蛋白质合成
H1组蛋白 磷酸化
微管蛋白
多核糖体重聚
对诱变剂敏感
组蛋白RNA的合成
哺乳动物细胞在G1期中的一些主要的生理、生化变化
R: G1期的限制点第五页(r，e共8s6页t。riction point )
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③星体微管，位于星体周围，其游离端伸向周围 胞质。
由两端星体、星体微管、极间微管和动粒微管组合 形成的纺锤形结构称为纺锤体或有丝分裂器。
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◆早中期(prometaphase) 核周围的纺锤体侵入中心区,一部分纺 锤体微管的自由端最终结合到着丝点 上,形成动粒微管。

联会通过联会复合体结构得以实现，该 复合体在同源染色体之间沿纵轴方向形 成。其微细结构包括侧生组分和中央组 分。在联会后，通过重组结的作用，同 源染色体的非姐妹染色单体之间发生部 分片段的交换和重组。Z-DNA （占 0.3%），出现于偶线期，参与联会复 合体的形成。 医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
有丝分裂（mitosis）
有丝分裂过程——前期细胞内事件
• 核仁组织者组装至所属染色 体中，核仁分解并最终消失；
• 核纤层蛋白磷酸化，导致核 纤层降解，核膜随之破裂； • 组蛋白H1磷酸化，使染色质 (螺线管)组装成染色体，并在 着丝粒两侧附着动粒;
• 中心体发出微管形成星体并 向细胞两极移动，形成纺锤体。
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
洋葱根尖细胞的缩时显微电影技术观察
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
细胞的有丝分裂观察
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
Animal Cell
Mitosis-animal cell and onion
Plant Cell Mitosis-onion
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
无丝分裂（amitosis）
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
In side the cell Mitosis-3
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期
有丝分裂（mitosis）
• 有丝分裂（mitosis）是真核生 物体细胞的分裂方式，其主要特 征是分裂时期出现了由纺锤体和 染色体组成的有丝分裂器，将遗 传物质平均分配到两个子细胞中 保证了细胞在遗传上的稳定性。
医学细胞生物学细胞的分裂和细胞周期

细胞周期与细胞分裂细胞是生命的基本单位，通过细胞周期和细胞分裂维持生物体的生长和发育。

细胞周期是指从细胞的形成到再次分裂的整个过程，包括细胞的生长、DNA复制和细胞分裂等阶段。

细胞分裂是细胞周期中最重要的事件之一，通过细胞分裂可以产生相同或者不同的子细胞，从而实现生物体的增长和再生。

在细胞周期和细胞分裂中，细胞遵循着严格的调控机制，确保细胞的正常生长和分裂。

一、细胞周期的阶段细胞周期一般分为四个阶段：G1期、S期、G2期和M期。

在G1期，细胞开始生长，合成蛋白质和RNA，并为DNA复制做准备。

S期是细胞周期的关键阶段，细胞在这个阶段进行DNA复制，在复制完成后，细胞就有了两份完全相同的DNA。

G2期是DNA复制后，细胞再次进行一些生长和准备工作，为细胞分裂做好准备。

M期是细胞分裂的阶段，包括核分裂和细胞质分裂两个过程。

核分裂又分为有丝分裂和减数分裂两种类型。

二、细胞分裂的类型细胞分裂根据有无核分裂可以分为有丝分裂和减数分裂。

有丝分裂是指细胞在分裂时，以线粒体为中心将染色体均匀分配到子细胞中。

它包括分裂前期、分裂中期和分裂后期三个阶段。

在分裂前期，染色体开始凝缩，形成可见的染色体。

在分裂中期，核膜消失，纺锤体形成，染色体在纺锤体的引导下进行有序的运动。

在分裂后期，染色体到达两极，核膜重新形成，最终形成两个互相独立的子细胞。

减数分裂是指性细胞进行的一种特殊的细胞分裂，通过减数分裂可以产生具有遗传多样性的子细胞，用于有性繁殖。

三、细胞周期和细胞分裂的调控细胞周期和细胞分裂的调控由多个信号通路和分子机制共同参与。

其中，细胞周期蛋白激酶（Cyclin-dependent kinases, CDKs）是细胞周期调控的中心。

CDKs与特定的调节亚基结合，形成活性复合物，促进细胞周期的推进。

另外，细胞周期蛋白也参与了细胞周期的调控，它们在不同阶段表达，与CDKs相互作用，调控细胞的生长和分裂。

此外，DNA损伤检测和DNA修复系统也起着重要的作用，当细胞受到DNA损伤时，这些机制能够停止细胞周期的推进，以避免错误的复制和分裂。