细胞周期的划分及各个时期的特点
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生物学中的细胞周期细胞是所有生物的基本单位,由于它们的复杂性和重要性,研究细胞周期是细胞生物学研究的重要组成部分。
细胞周期是指细胞在生命周期内的生长和分裂过程。
在所有真核生物中,细胞周期被分为四个阶段:G1期、S期、G2期和M期。
G1期G1期是细胞生命周期中最长的阶段,包括细胞从上一个细胞周期分裂后到DNA合成之前的时间。
它的长度取决于细胞类型和生长条件。
在这一阶段,细胞将复制自己的细胞器,并进行代谢活动以支持正常生长和分裂。
此外,它还会检查它的DNA是否受到损害,并进行必要的维修。
S期在S期中,细胞的DNA会被复制。
这是一个严格的过程,它需要一些激活酶来启动。
这些激活酶可以在G1和G2期之间的某个时候通过信号传递途径引起S期。
S期通常在细胞周期的第三个步骤进行,它是细胞周期的一个关键步骤。
G2期在S期后,在G2期中,细胞准备细胞分裂。
G2期通常是非常短的,通常只是S期的一小部分。
在这一阶段,细胞将进行进一步的代谢活动,并在分裂前检查DNA是否完好无损。
M期在细胞周期的最后阶段,细胞分裂成两个新细胞。
这个过程被称为有丝分裂,包括四个步骤:前期、中期、后期和有丝分裂末期。
在M期中,细胞质将被分裂,而两个新的核将被形成。
这个过程通过信号传递途径和蛋白质调节进行调控。
细胞周期的调控细胞的分裂必须由严格的调控机制保持平衡。
这些机制包括不同的信号传递通路以及进程关键蛋白的激活和抑制。
细胞周期调控的关键蛋白包括细胞周期蛋白激酶、Retinoblastoma蛋白、p53蛋白和P21蛋白。
细胞周期蛋白激酶是由Cdks和Cyclins组成的蛋白质复合物。
这些复合物在细胞周期的不同阶段被激活,并调节细胞周期的进程。
Retinoblastoma蛋白的调控是通过磷酸化和去磷酸化来实现的。
在进程关键蛋白的无磷酸化状态下,它可以与转录因子组成复合物,从而阻止细胞进入DNA合成期。
p53蛋白是另一个重要的进程关键蛋白,在DNA损伤方面发挥作用。
关于细胞周期的生物知识点详解细胞周期,这一生物学中的重要概念,如同生命的时钟,精确地调控着细胞的生长、分裂和增殖。
为了深入理解细胞周期,让我们一同开启这扇神秘的知识之门。
首先,我们要明确细胞周期是什么。
简单来说,细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程。
它就像是一场精心编排的舞蹈,每个步骤都精准有序。
细胞周期主要分为两个大的阶段:间期和分裂期。
间期是为细胞分裂做准备的阶段,就好像运动员在比赛前的热身和准备。
间期又可以进一步细分为 G1 期、S 期和 G2 期。
G1 期,也称为第一间隙期,是细胞生长和物质积累的时期。
在这个阶段,细胞体积增大,合成各种蛋白质、RNA 等,为后续的进程储备能量和物质。
S 期,即DNA 合成期,是细胞周期中至关重要的一环。
在这期间,细胞会进行 DNA 的复制,确保遗传信息能够准确传递给子代细胞。
想象一下,这就像是在复制一份极其重要的机密文件,不能有丝毫差错。
G2 期,又称第二间隙期,细胞在这个阶段继续合成一些蛋白质,同时对 DNA 的复制进行检查和修复,为即将到来的细胞分裂做好最后的准备。
接下来是分裂期,它包括了前期、中期、后期和末期。
前期,染色体开始浓缩,核膜逐渐消失,纺锤体开始形成。
这时候的细胞就像是一个即将上战场的士兵,正在整理装备,准备冲锋。
中期,染色体排列在细胞中央的赤道板上,此时的染色体形态最为清晰,易于观察和研究。
后期,姐妹染色单体分离,分别向细胞的两极移动。
这一过程就像是拔河比赛,两边的力量将染色体往不同的方向拉扯。
末期,染色体到达细胞的两极,重新解旋形成染色质,核膜、核仁重新出现,细胞开始分裂成两个子细胞。
细胞周期的调控机制是非常复杂而精妙的。
就像一个精密的时钟,有多个“指针”和“齿轮”协同工作。
其中,细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)是关键的调控因子。
不同的细胞周期蛋白在不同的时期表达,与相应的 CDK 结合形成复合物,从而推动细胞周期的进程。
有丝分裂1.细胞周期:连续分裂的细胞,从一次分裂完成开始到下一次分裂完成为止,这是一个细胞周期。
2.阶段划分:一个完整的细胞周期包括分裂间期和分裂期,一般前者约占细胞周期的90%-95%,后者约占细胞周期的5%-10%。
3.有丝分裂各时期的主要特点(1)间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,细胞适度生长。
(2)前期:染色质染色体,散乱排布,核仁解体,核膜消失,从植物细胞两极发出许多纺锤丝形成一个梭形的纺锤体。
(3)中期:各条染色体的着丝点排列在赤道板上,染色体数目比较固定,形态比较清晰。
(4)后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成两条子染色体,分开后的子染色体平均分配到细胞的两极。
(5)末期:染色体染色质,核膜核仁重新出现;纺锤体消失;植物细胞从赤道板位置出现细胞板,并形成新的细胞壁。
4.有丝分裂的意义:亲代的染色体经过复制后精确地平均分配到两个子细胞中,从而保持亲代与子代之间遗传性状的稳定性。
5.(1)染色体的形态变化规律高度螺旋化,缩短变粗染色质染色体(间、末)解螺旋,成为细长状(前、中、后)(2)后期染色体数目加倍,姐妹染色单体消失。
(3)复制形成的两条染色体形态、大小虽完全相同,但不属于同源染色体。
6.染色体、DNA变化曲线前中后末DNA 染色体7.与有丝分裂有关的细胞器(1)线粒体:提供ATP。
(2)核糖体:合成组成染色体的蛋白质和其他蛋白质。
(3)中心体:发出星射线组成纺锤体牵引染色体移动。
(4)高尔基体:在植物细胞有丝分裂的末期,合成纤维素形成新的细胞壁。
8.减数分裂1.减数分裂(1)生物种类:进行有性生殖的细胞(2)细胞类型:原始生殖细胞变成成熟生殖细胞。
(3)特点:染色体复制一次,细胞连续分裂两次。
(4)结果:生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞中的一半。
2.精子的形成(1)场所:哺乳动物的睾丸中。
(2)过程:1个精原细胞1个初级精母细胞2个次级精母细胞两个精细胞(3)减数第一次分裂前期,同源染色体配对形成四分体。
细胞周期概述一、细胞周期(cell cycle)1、定义:从一次细胞分裂结束开始,经过物质积累,直到下一次细胞分裂结束为止。
2、细胞周期的划分:G1期、S期、G2期、M期G1期:决定了细胞周期时间长短;S期G2期总时间相对恒定M期3、细胞增殖行为的分类:周期中细胞(cycling cell):细胞持续分裂,如上皮组织的基底层细胞;静止期细胞(quiescent cell):又称G0期细胞。
细胞暂时停止分裂,执行一定的生理功能。
如结缔组织中的成纤维细胞。
多发生于G1期。
终末分化细胞:终生不再分裂。
二、细胞周期中各个不同时期及其主要事件1、G1期(1)起始:子细胞生成标志其开始,是一个细胞周期的第一阶段。
(2)事件:①合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂质等,但不合成DNA;②限制点(检验点、检测点;酵母中称“起始点”)定义:G1晚期中的一个基本事件,迈向S期的条件影响限制点的因素:a、外在因素:营养供给、相关激素刺激;b、内在因素:细胞分裂周期基因(cdc基因)产物的调控。
2、S期——DNA合成期(1)起始:开始合成DNA(2)事件:DNA半保留复制;组蛋白合成;新合成的DNA立即与组蛋白结合;受到多种细胞周期调节因素的调控。
3、G2期(1)起始:DNA复制完成后;(2)事件:DNA、结构物质和亚细胞结构完成必要准备;G2检测点——检测DNA复制情况、细胞体积、环境因素等。
4、M期——细胞分裂期形式:有丝分裂——体细胞mitosis减数分裂——生殖细胞meiosis结果:遗传物质平均分配到两个子细胞中去。
三、细胞周期测定(一)脉冲标记DNA复制测定法(P390)(二)流式细胞分选仪测定法①流式细胞仪的工作原理②利用流式细胞分选仪测定细胞周期四、细胞周期同步化细胞同步化(synchronization)是指在自然发生的、或经人为处理,使细胞群体的细胞周期一致。
(1)自然同步化①多核体:如:粘菌、疟原虫。
细胞周期简介生命是从一代向下一代传递的连续过程,因此是一个不断更新、不断从头开始的过程。
细胞的生命开始于产生它的母细胞的分裂,结束于它的的形成,或是细胞的自身死亡。
通常将通过产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成结束为止所经历的过程称为细胞周期。
在这一过程中,细胞的遗传物质复制并均等地分配给两个子细胞。
细胞周期(cell cycle)是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为与两个阶段。
间期又分为三期、即DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)与DNA合成后期(G2期)。
(first gap)从有丝分裂到DNA复制前的一段时期,又称合成前期,此期主要合成RNA和核糖体。
该期特点是物质代谢活跃,迅速合成RNA和蛋白质,细胞体积显著增大。
这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和的准备。
(synthesis)即DNA合成期,在此期,除了合成DNA外,同时还要合成。
DNA复制所需要的酶都在这一时期合成。
(second gap)期为DNA合成后期,是有丝分裂的准备期。
在这一时期,DNA合成终止,大量合成RNA及蛋白质,包括和等。
分裂期:细胞分裂期。
细胞的有丝分裂(mitosis)需经前、中、后,末期,是一个连续变化过程,由一个母细胞分裂成为两个子细胞。
一般需1~2小时。
1. 前期(prophase)高度螺旋化,逐渐形成(chromosome)。
染色体短而粗,强。
两个向相反方向移动,在细胞中形成;而后以为起始点开始合成,形成。
随着相随的螺旋化,核仁逐渐消失。
开始瓦解为离散的囊泡状。
2. 中期(metaphase)细胞变为球形,核仁与核被膜已完全消失。
染色体均移到细胞的赤道平面,从纺锤体两极发出的微管附着于每一个染色体的上。
从中期细胞可分离得到完整的染色体群,共46个,其中44个为,2个为性染色体。
男性的为44+XY,女性为44+XX。
分离的染色体呈短粗棒状或发夹状,均由两个借狭窄的着丝点连接构成。
细胞周期的划分及各期特点
【摘要】本文主要是对细胞周期的划分进行简单描述,对细胞周期各个时期的特点进行归纳整理。
【关键词】细胞周期;蛋白质; DNA;
细胞增殖周期,简称细胞周期(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整个过程。
一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期,分裂间期分G1、S和G2期。
分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。
细胞在分列前,必须进行一定的物质准备。
在细胞分裂期中,不仅要进行DNA复制,还要进行RNA和蛋白质的合成。
1.分裂间期
间期分为DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)、DNA合成后期(G2期)三个阶段。
1.1 G1期
是指从有丝分裂完成到DNA复制之前的这段时间,又称DNA合成前期。
G1期是一个生长期,在这一时期主要进行RNA和蛋白质的生物合成,并且为下阶段S期的DNA合成做准备。
在这一时期mRNA、rRNA、tRNA的合成加速,导致结构蛋白和酶蛋白的形成。
G1期又分为G1早期和G1晚期两个阶段;细胞在G1早期中合成各种在G1期内所特有的RNA和蛋白质,而在G1晚期至S期则转为合成DNA复制所需要的若干前体物和酶分子,包括胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶等,特别是DNA聚合酶急剧增高。
这些酶活性的增高对于充分利用核酸底物,在S期合成DNA是不可少的条件。
在此期中,细胞要发生一系列生物化学变化,其中最主要的是要合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质。
有些学者把这种蛋白质称为触发蛋白(trigger protein),触发蛋白的积累有助于细胞通过G1期的限制点进入S期。
这种蛋白又称为不稳定蛋白,简称U蛋白。
此外,在G1期中还有Hl组蛋白的磷酸化,脱氧核苷的库存增加等变化。
Groppi和Coffino发现,G1期也有组蛋白的合成。
在G1期中产生了一种称为抑素的物质,与细胞停留在G1期有关。
抑素是一种水溶性物质,具有不可透析性、热不稳定性和能为乙醇沉淀等性质,Honk等人为,肿瘤细胞之所以无节制的加速繁殖,是由于对抑素的敏感性降低了。
1.2 S期
是指从启动DNA复制开始到DNA复制完成这段时间。
此期最主要的特点是DNA 进行复制及组蛋白、非组蛋白等染色体组成蛋白的合成。
组蛋白的合成均与DNA 复制同时进行,非组蛋白则在间期的各个时期都有合成。
DNA的复制和组蛋白的合成是密切配合的。
通过DNA复制,精确地将遗传信息传递给M期分裂的子细胞,
保证遗传性状的稳定性。
所以S期是细胞周期中最关键的阶段。
各种细胞的S 期长短不同,这种差别是由其本身的遗传性所决定的。
1.3 G2期
是DNA复制完成到有丝分裂开始的时期。
在G2期加速合成RNA和直接与有丝分裂相关的蛋白质,如微丝、微管蛋白、有丝分裂调控的重要因子
MPF(maturation promoting factor, M-phase promoting factor),为有丝分裂做准备。
DNA复制完成以后,细胞就进入G2期。
在G2期中,1个细胞核的DNA 含量为4C,较G1期的含量(2C)增加了1倍。
细胞在此期中要合成某些蛋白质。
如果在G2期加入P-苯丙氨酸代替苯丙氨酸参入蛋白质,则可有效地抑制细胞进行有丝分裂,说明有丝分裂需先合成特定的蛋白质。
在G2期末合成了一种可溶性蛋白质,能引起细胞进入有丝分裂期。
这种可镕性蛋白质为一种蛋白质激酶,在G2期末被激活,从而使细胞由G2期进入有丝分裂期。
2.分裂期
2.1 M期该期很短,一般持续时间为0.5~2小时。
光镜下可见细胞的形态有明显的变化。
这一时期历经前期、中期、后期、末期四个阶段。
①前期染色质凝缩;分裂极确立与纺锤体开始形成;核仁解体;核膜消失。
②中期核膜破裂,染色体排列在细胞的赤道面。
纺锤丝与染色体着丝点相连,牵引染色体移向赤道面,通常小染色体排在中间,大染色体排在周围。
③后期此期是指姐妹染色单体分开并向两极移动,到两极时为止。
姐妹染色单体是否分开是中期和后期的标志。
④末期从染色体到达两极后开始至两个新细胞形成为止。
染色体解聚、分散成染色质;核仁出现;核膜重新形成;纺锤体解体消失。
微丝组成收缩环(contractile ring ), 收缩环收缩,使细胞产生缢束,然后在缢束处起沟使胞质分裂,细胞一分为二。
2.2 G0期:在细胞生长繁殖过程中,一般前一周期的结束就是下一周期的开始。
可是有的细胞则不进入下一周期,而暂时退出了细胞周期,细胞这时所处的时期称为G0期。
G0期细胞只有呆在收到促细胞分裂刺激因子的影响下才会转化到G1期,这时的DNA转录活动增强,非组蛋白水平提高,能使G0期细胞重新进入细胞周期的物质,称为促细胞分裂剂。
G0期的生化特点为:①在未受刺激的G0细胞,DNA合成与细胞分裂的潜力仍然存在;②当G0细胞受到刺激而增殖时,又能合成DNA和进行细胞分裂。
PCNA无明显表达。