10第十章细胞增殖及其调控

G1/S交界处。移去TDR，洗涤细胞并加入新鲜 培养液、细胞又开始分裂。当释放时间大于TS 时，所有细胞均脱离S期，再次加入过量TDR， 细胞继续运转至G1/S交界处，被过量TDR抑制而
停止。
关键：控制时间
第1次阻断时间相当于G2、M和G1期时间的总和或稍长，释放 时间不短于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位 于G1／S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进 入下一个S期。第2次阻断时间同第1次，再释放。 HeLa细胞周期时间为21 h，其中G1期为10 h，S期为7 h，G2期 为3 h，M期为1 h
渐衰减，误差较大。
测定原理： ① 待测细胞经3H-TdR标记后，所有S期细胞均被标记。 ② S期细胞经G2期才进入M期，所以一段时间内PLM=0。 ③开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细胞，已渡过G2期，
所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔为TG2。
④ S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，到达到最高点的时候说明原先才进入M 期的细胞，已完成M，进入G1期。所以从开始出现PLM到PLM达到最 高点（≈100%）的时间间隔就是TM。
(mitosis)和减数分裂(meiosis)三种类型。
无丝分裂又称为直接分裂，由R. Remark（1841）首次发现于鸡胚血
细胞。表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细胞质分裂，其间不 涉及纺锤体形成及染色体变化，故称为无丝分裂。无丝分裂不仅发 现于原核生物，同时也发现于高等动植物，如植物的胚乳细胞、动 物的胎膜，间充组织及肌肉细胞等等。
第一节 细胞周期的概念
分裂间期
分裂期
一、什么是细胞周期 细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历 的过程，所需的时间叫细胞周期时间。

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。

• 1998年分离获得了MPF：1998年，科学家们 以非洲爪蟾卵为材料，分离获得了微克级的纯 化MPF，并证明其主要含有p32和p45两种蛋 白，并且是一种蛋白激酶。
非洲爪蟾卵细胞成熟过程（Ⅰ~Ⅵ）、受精和 第一次卵裂示意图（图14-2）
成熟卵细胞细胞质移植发现成熟促进因子 （ MPF ）的存在（图14-3）
周期蛋白含量随细胞周期的变化
部分周期蛋白分子结构特征（图14-4）
细胞周期蛋白的降解盒与降解途径
部分哺乳动物（A）和酵母细胞（B牙殖和C裂殖）周期 蛋白在细胞周期中的积累及其与CDK活性的关系（图14-5）
四、CDK和CDK抑制因子
• 周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent kinase, CDK）：由周期蛋白结合并活化的调控 细胞周期进程的蛋白激酶。 CDK通过磷酸化其 底物而对细胞周期进行调控。
• CDK有多种：在人体中发现并命名的CDK包括 CDK1（Cdc2）~CDK13。不同的CDK在细胞 周期中起调节作用的时期不同。
• 某些CDK与cyclin的配对关系及执行的功能的时 期：见表14-1。
• CDK激酶结构域：各种CDK的CDK激酶结构域 保守程度有所不同，但其中有一小段序列则相当 保守，即PSTAIRE序列，与周期蛋白结合有关。
要高得多；在细胞中，提高cyclinE的表达，该
S
G2-M
芽殖酵母 Cln3- CDC28 Cln1/2- CDC28 Clb5/6- CDC28 Clb1-4 -CDC28
裂殖酵母 Cig1- CDC2
Cig2- CDC2
Cig2- CDC2 Cdc13- CDC2
脊椎动物 CycD- CDK4/6 CycE- CDK2 CycA- CDK2 CycA/B- CDK1

细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控细胞增殖和生长是细胞生物学中常见的现象，是生命体系不断发展的必要条件。

在细胞分裂和生长过程中，涉及到复杂的信号转导通路和多种生物分子的参与调控。

本文将着重介绍细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控，包括细胞周期、细胞凋亡、细胞信号转导通路及其调控等方面的内容。

一、细胞生长的信号转导机制在细胞生长中，细胞表面的受体接受到外界的刺激，从而产生了一系列的信号转导通路，促使细胞生长。

最初识别外部刺激的细胞表面受体主要有三种类型：G蛋白偶联受体（GPCRs）、酪氨酸激酶受体和离子通道受体。

GPCRs和酪氨酸激酶受体通过激活二磷酸腺苷（ADP）或三磷酸腺苷（ATP）来媒介细胞内的化学反应，从而激发细胞生长；而离子通道受体直接打开或关闭离子通道，导致电位变化，从而激活细胞内部的生化反应。

细胞上述的外部刺激可激发细胞内的分子机器，如丝氨酸蛋白激酶、蛋白激酶C、蛋白激酶A、蛋白激酶B等，这些分子通过直接催化特定蛋白质的磷酸化、激活细胞质或细胞核中的信号传递通路，继而调节细胞内部的生物化学反应，最终完成细胞的生长和增殖。

二、细胞周期和其调控细胞周期是一系列复杂而又协调的分子事件，由多个连续阶段组成，包括G1、S、G2和M等阶段。

在这一循环过程中，细胞生长、复制DNA、进行分裂孢子形成和分裂。

而细胞周期的关键在于负责其进程的蛋白激酶和细胞因子，在细胞周期进行到某个明确的时期才能够被激活，从而让细胞继续进入下一个特定的阶段。

细胞周期有许多的调控因素，分为内部调控和外部调控。

细胞周期内部调控的主要因素是细胞周期素（Cyclins）和Cyclin依赖性激酶（Cyclin-CDKs），进而调节细胞周期的进展。

而外部调控主要有细胞生长因子，如胰岛素样生长因子（IGF）和表皮生长因子（EGF）等，通过激发到细胞表面受体来促进细胞周期的进展。

此外还包括细胞外基质，细胞体积和紫外线等外界环境条件的影响。