细胞增殖细胞生物学精选PPT.ppt
关于细胞增殖细胞生物学第1页，讲稿共95张，创作于星期三 第十二章第十二章 细胞增殖细胞增殖第一节第一节 细胞周期细胞周期第二节第二节 细胞分裂细胞分裂第三节第三节 细胞周期的调控细胞周期的调控第四节第四节 细胞增殖周期与医学细胞增殖周期与医学第2页，讲稿共95张，创作于星期三第一节第一节 细胞周期细胞周期（cyclecycle cellulaire cellulaire）一、细胞周期概述一、细胞周期概述细胞增殖周期细胞增殖周期 指细胞从上一次指细胞从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止分裂结束开始到下一次分裂结束为止所经历的全过程。所经历的全过程。第3页，讲稿共95张，创作于星期三间期间期分裂期分裂期（有丝分裂，（有丝分裂，M Mitosisitosis）细胞周期细胞周期G G1 1期期（DNADNA合成前期）合成前期）G G2 2期期（DNADNA合成后期）合成后期）S S期期（DNADNA合成期，合成期，phasephase de de s synthse dADN)ynthse dADN)第4页，讲稿共95张，创作于星期三细胞周期四个连续的时期：细胞周期四个连续的时期：G G1 1期、期、S S期、期、G G2 2期、期、M M期期第5页，讲稿共95张，创作于星期三二、细胞周期各期的主要特征二、细胞周期各期的主要特征第6页，讲稿共95张，创作于星期三第7页，讲稿共95张，创作于星期三细胞在分裂前需要做准备吗？细胞在分裂前需要做准备吗？你认为需要做哪些准备呢？你认为需要做哪些准备呢？第8页，讲稿共95张，创作于星期三1.1.G1G1期期RNARNA和蛋白质合成和蛋白质合成 合成合成RNARNA是细胞进入是细胞进入S S期的必要条件期的必要条件 合合成成DNADNA复制有关的酶等蛋白质复制有关的酶等蛋白质 蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化细胞膜转运功能增强细胞膜转运功能增强 第9页，讲稿共95张，创作于星期三G G0 0期细胞期细胞分化相细胞分化相细胞G G0 0期细胞期细胞不能分裂，处于特殊的休眠状态，不能分裂，处于特殊的休眠状态，但在一定条件下会重新进入细胞周期而分裂。但在一定条件下会重新进入细胞周期而分裂。第10页，讲稿共95张，创作于星期三按增殖性状分：按增殖性状分：连续增殖细胞连续增殖细胞暂不增殖细胞（暂不增殖细胞（G G0 0期细胞）期细胞）不再增殖细胞（不育细胞）不再增殖细胞（不育细胞）第11页，讲稿共95张，创作于星期三2.S2.S期期新中心粒形成新中心粒形成DNADNA复制复制蛋白质合成蛋白质合成 组蛋白合成与组蛋白合成与DNADNA复制同步进行复制同步进行第12页，讲稿共95张，创作于星期三新中心粒的形成新中心粒的形成第13页，讲稿共95张，创作于星期三3.G3.G2 2期期此时细胞核内此时细胞核内DNADNA含量含量 已经比已经比G G1 1期增加一倍期增加一倍RNARNA合成合成蛋白质合成蛋白质合成 主要合成与主要合成与M M期细胞结构期细胞结构 和功能有关的蛋白质和功能有关的蛋白质第14页，讲稿共95张，创作于星期三最后细胞分裂成两个相同的最后细胞分裂成两个相同的 子细胞子细胞4.M4.M期期染色体凝集染色体凝集RNARNA合成停止，蛋白质合成下降。合成停止，蛋白质合成下降。第15页，讲稿共95张，创作于星期三细胞在增殖过程中会遇到障碍么？细胞在增殖过程中会遇到障碍么？遇到障碍怎么办遇到障碍怎么办?第16页，讲稿共95张，创作于星期三第17页，讲稿共95张，创作于星期三三、细胞周期检查点三、细胞周期检查点 （point de contrpoint de contrlele）细胞周期中有几个点负责监控周期细胞周期中有几个点负责监控周期中细胞及环境的状况，如条件不合适就中细胞及环境的状况，如条件不合适就阻滞细胞周期进程，这些点称为阻滞细胞周期进程，这些点称为检查点。检查点。第18页，讲稿共95张，创作于星期三限制点（限制点（R R点）点）第19页，讲稿共95张，创作于星期三（一）（一）G G1 1/S/S期检查点期检查点(R(R点点)监测细胞生长状态、环境条件、监测细胞生长状态、环境条件、DNADNA损伤情况损伤情况（二）（二）S S期检查点期检查点 监测监测DNADNA复制有没有完成复制有没有完成（三）（三）G G2 2/M/M期检查点期检查点 监测细胞生长状态、环境条件、监测细胞生长状态、环境条件、DNADNA损伤情况损伤情况（四）（四）M M期检查点期检查点 监测纺锤体有没有组装好监测纺锤体有没有组装好第20页，讲稿共95张，创作于星期三第二节第二节 细胞分裂细胞分裂一、无丝分裂（一、无丝分裂（amitamitose)ose)二、有丝分裂（二、有丝分裂（mitosemitose）三、减数分裂（三、减数分裂（miosemiose）第21页，讲稿共95张，创作于星期三一、无丝分裂一、无丝分裂又称直接分裂，指间期细胞核直接分又称直接分裂，指间期细胞核直接分裂成大小大致相同的两部分，细胞分裂成大小大致相同的两部分，细胞分裂过程中不形成染色体和纺锤丝的细裂过程中不形成染色体和纺锤丝的细胞分裂形式。胞分裂形式。第22页，讲稿共95张，创作于星期三三、减数分裂三、减数分裂又称成熟分裂，是生殖细胞形成又称成熟分裂，是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂形式，过程中的一种特殊的有丝分裂形式，主要特点是主要特点是DNADNA复制一次，细胞复制一次，细胞连续分裂两次。连续分裂两次。(详见第十五章详见第十五章)第23页，讲稿共95张，创作于星期三二、二、有丝分裂有丝分裂又称间接分裂，指细胞通过形成纺锤丝和又称间接分裂，指细胞通过形成纺锤丝和染色体将遗传物质平均分配到子细胞中的染色体将遗传物质平均分配到子细胞中的细胞分裂形式。细胞分裂形式。前期前期（prophaseprophase）前中期前中期（prompromtaphasetaphase）中期中期（m mtaphasetaphase）后期后期（anaphaseanaphase）末期末期（t tlophaselophase）胞质分裂胞质分裂（cytocytodirsedirse）第24页，讲稿共95张，创作于星期三1.1.前期前期染色质凝集染色质凝集核仁解体核仁解体分裂极确定分裂极确定 第25页，讲稿共95张，创作于星期三前期前期第26页，讲稿共95张，创作于星期三前期前期（prophaseprophase）第27页，讲稿共95张，创作于星期三前期末一些蛋白质结合到染色体着丝粒前期末一些蛋白质结合到染色体着丝粒 外侧，形成一种特殊结构，称为外侧，形成一种特殊结构，称为动粒动粒（kinkintochoretochore），在细胞分裂过程中与染，在细胞分裂过程中与染色体移动有关。色体移动有关。第28页，讲稿共95张，创作于星期三荧光照片显示染色体的动粒部分荧光照片显示染色体的动粒部分动粒动粒第29页，讲稿共95张，创作于星期三动粒结构图动粒结构图染色质纤维染色质纤维内层内层中间层中间层外层外层着丝粒着丝粒动粒动粒卡通卡通第30页，讲稿共95张，创作于星期三2.2.前中期前中期核膜破裂核膜破裂纺锤体形成纺锤体形成染色体与纺锤体相连染色体与纺锤体相连第31页，讲稿共95张，创作于星期三中心体中心体前中期前中期第32页，讲稿共95张，创作于星期三前中期前中期（prompromtaphasetaphase）第33页，讲稿共95张，创作于星期三纺锤体纺锤体（fuseau mitotique fuseau mitotique）是细胞分裂过程中出）是细胞分裂过程中出现的一种与染色体分离相关的临时性细胞器。现的一种与染色体分离相关的临时性细胞器。纺锤体有三种类型的微管纺锤体有三种类型的微管星体微管星体微管重叠微管重叠微管动粒微管动粒微管第34页，讲稿共95张，创作于星期三3.3.中期中期染色体凝集程度最高染色体凝集程度最高染色体排列在细胞中央染色体排列在细胞中央 赤道面上赤道面上第35页，讲稿共95张，创作于星期三中期中期第36页，讲稿共95张，创作于星期三中期中期（m mtaphasetaphase）第37页，讲稿共95张，创作于星期三4.4.后期后期姐妹染色单体分离，姐妹染色单体分离，并向细胞两极移动。并向细胞两极移动。第38页，讲稿共95张，创作于星期三后期后期第39页，讲稿共95张，创作于星期三后期后期（anaphaseanaphase）第40页，讲稿共95张，创作于星期三5.5.末期末期子染色体解凝集子染色体解凝集核仁再次出现核仁再次出现核膜重新装配核膜重新装配形成两个子细胞核形成两个子细胞核到到第41页，讲稿共95张，创作于星期三核核仁仁融融合合核核仁仁在在一一个个细细胞胞周周期期中中的的变变化化核仁解体核仁解体核仁聚合核仁聚合返回第42页，讲稿共95张，创作于星期三末期末期第43页，讲稿共95张，创作于星期三末期末期（t tlophaselophase）第44页，讲稿共95张，创作于星期三6.6.胞质分裂胞质分裂细胞质成分分配到两个子细胞区域细胞质成分分配到两个子细胞区域细胞拉长细胞拉长最后形成两个子细胞最后形成两个子细胞第45页，讲稿共95张，创作于星期三胞质分裂胞质分裂第46页，讲稿共95张，创作于星期三胞质分裂胞质分裂（cytocytodirsedirse）第47页，讲稿共95张，创作于星期三分裂沟分裂沟由肌球蛋白和肌动蛋白由肌球蛋白和肌动蛋白丝组成的收缩环丝组成的收缩环第48页，讲稿共95张，创作于星期三间期细胞间期细胞末期细胞末期细胞后期细胞后期细胞中期细胞中期细胞前期细胞前期细胞卡通卡通movmov第49页，讲稿共95张，创作于星期三推动细胞增殖的推动细胞增殖的“发动机发动机”是什么是什么？细胞增殖过程是自发的还是细胞增殖过程是自发的还是受到严格控制的？受到严格控制的？第50页，讲稿共95张，创作于星期三第三节第三节细胞周期的调控细胞周期的调控第51页，讲稿共95张，创作于星期三细胞增殖的秘密终于被发现了！细胞增殖的秘密终于被发现了！20012001年因为对细胞增殖调控研究的年因为对细胞增殖调控研究的杰出贡献而获得诺贝尔生理学奖杰出贡献而获得诺贝尔生理学奖第52页，讲稿共95张，创作于星期三一、常用的细胞周期调控研究系统一、常用的细胞周期调控研究系统 1.1.酵母酵母 2.2.蛙卵蛙卵 3.3.哺乳动物体外培养细胞哺乳动物体外培养细胞第53页，讲稿共95张，创作于星期三裂殖酵母裂殖酵母芽殖酵母芽殖酵母第54页，讲稿共95张，创作于星期三蛙蛙卵卵返回返回第55页，讲稿共95张，创作于星期三哺哺乳乳动动物物体体外外培培养养细细胞胞第56页，讲稿共95张，创作于星期三二、调控细胞周期的关键因子二、调控细胞周期的关键因子第57页，讲稿共95张，创作于星期三1.M1.M期促进因子的发现期促进因子的发现 19701970年：将年：将M M期细胞与间期细胞融合培养，期细胞与间期细胞融合培养，间期细胞出现了染色体凝集，被称为间期细胞出现了染色体凝集，被称为染色体超前凝集。染色体超前凝集。第58页，讲稿共95张，创作于星期三M期期细胞细胞M期期细胞细胞M期期细胞细胞S期期细胞细胞G1期期细胞细胞G2期期细胞细胞第59页，讲稿共95张，创作于星期三此现象提示在此现象提示在M M期细胞中存在一种诱导期细胞中存在一种诱导染色体凝集的物质，称为染色体凝集的物质，称为M M期促进因子期促进因子MPFMPF（f facteur acteur p promouvant la phase romouvant la phase M M ）。）。第60页，讲稿共95张，创作于星期三19711971年年:发现成熟卵细胞的细胞质发现成熟卵细胞的细胞质能诱导卵母细胞分裂，变为成熟卵细胞。能诱导卵母细胞分裂，变为成熟卵细胞。第61页，讲稿共95张，创作于星期三卵母细胞被卵母细胞被驱动进入驱动进入M期期卵母细胞仍然卵母细胞仍然停滞在停滞在G2期期注射注射M期期细胞的细胞的细胞质细胞质注射间期注射间期细胞的细胞的细胞质细胞质第62页，讲稿共95张，创作于星期三此现象提示在成熟卵细胞的细胞质中存在此现象提示在成熟卵细胞的细胞质中存在一种诱导细胞分裂的物质，称为成熟促进一种诱导细胞分裂的物质，称为成熟促进因子因子MPFMPF(f facteur acteur p promouvant la romouvant la m maturation)aturation)。第63页，讲稿共95张，创作于星期三M M期促进因子期促进因子=成熟促进因子成熟促进因子达成共识：达成共识：能够促进细胞进入能够促进细胞进入M M期，进行分裂。期，进行分裂。第64页，讲稿共95张，创作于星期三2.周期蛋白周期蛋白19831983年年HuntHunt等发现细胞中有一类蛋白质等发现细胞中有一类蛋白质的含量随细胞周期进程变化而变化，的含量随细胞周期进程变化而变化，在下一个细胞周期中又重复这一消长现象，在下一个细胞周期中又重复这一消长现象，因此被命名为因此被命名为细胞周期蛋白细胞周期蛋白(cyclincycline e)，简称周期蛋白。简称周期蛋白。第65页，讲稿共95张，创作于星期三cyclinecycline的含量随细胞周期进程变化而变化的含量随细胞周期进程变化而变化第66页，讲稿共95张，创作于星期三3.3.周期蛋白依赖性激酶周期蛋白依赖性激酶HartwellHartwell和和NurseNurse等发现一类在周期调控中等发现一类在周期调控中起关键作用的激酶，它们只有与周期蛋白起关键作用的激酶，它们只有与周期蛋白结合后才表现出激酶活性，因此被称为结合后才表现出激酶活性，因此被称为周期蛋白依赖性激酶周期蛋白依赖性激酶（c cycline-ycline-d dependent ependent k kinase inase，CdkCdk)。第67页，讲稿共95张，创作于星期三cycline cycline 调节亚单位调节亚单位 cycline-Cdkcycline-Cdk复合物复合物Cdk Cdk 催化亚单位催化亚单位第68页，讲稿共95张，创作于星期三cycline-Cdkcycline-Cdk复合物是蛋白激酶，能使复合物是蛋白激酶，能使许多与细胞周期有关的蛋白质磷酸化，许多与细胞周期有关的蛋白质磷酸化，结构功能改变，从而启动或调节细胞结构功能改变，从而启动或调节细胞周期事件，因此被称为驱动细胞周期周期事件，因此被称为驱动细胞周期进程的引擎。进程的引擎。MPFMPF也是这类激酶。也是这类激酶。第69页，讲稿共95张，创作于星期三三、三、CdkCdk活性的调节活性的调节1.1.周期蛋白对周期蛋白对CdkCdk活性的调节活性的调节细胞中周期蛋白含量的周期性变化导致细胞中周期蛋白含量的周期性变化导致cycline-Cdkcycline-Cdk复合物周期性地装配和解聚，复合物周期性地装配和解聚，从而使从而使CdkCdk的激酶活性发生周期性变化，触的激酶活性发生周期性变化，触发细胞周期事件周期性发生。发细胞周期事件周期性发生。第70页，讲稿共95张，创作于星期三M-Cdk的的活性活性cycline的的含量含量细胞周期中细胞周期中M-CdkM-Cdk活性的变化受活性的变化受cyclinecycline含量的影响含量的影响第71页，讲稿共95张，创作于星期三脊椎动物和芽殖酵母中主要的脊椎动物和芽殖酵母中主要的cycline和和Cdkcycline-Cdk脊椎动物脊椎动物芽殖酵母芽殖酵母复合物复合物cyclineCdkcyclineCdkG1-CdkcyclineDCdk4,Cdk6Cln3Cdk1G1/S-CdkcyclineECdk2Cln1,2Cdk1S-CdkcyclineACdk2Clb5,6Cdk1M-Cdk*cyclineBCdk1*Clb1,2,3,4Cdk1*M-Cdk即即MPF*Cdk1即脊椎动物和裂殖酵母中的即脊椎动物和裂殖酵母中的Cdc2，芽殖酵母中的，芽殖酵母中的Cdc28。第72页，讲稿共95张，创作于星期三触发有丝分裂触发有丝分裂触发触发DNA复制复制M-cyclineG1-cycline第73页，讲稿共95张，创作于星期三2.2.磷酸化对磷酸化对CdkCdk活性的调节活性的调节CdkCdk的活性还要受到几种激酶的精细调节的活性还要受到几种激酶的精细调节第74页，讲稿共95张，创作于星期三3.Cdk3.Cdk抑制蛋白对抑制蛋白对CdkCdk活性的调节活性的调节 细胞中还有一些对细胞中还有一些对CdkCdk激酶活性起负调控激酶活性起负调控作用的蛋白质，称为作用的蛋白质，称为CdkCdk抑制蛋白抑制蛋白(prot(protines inhibitrices de Cdk,CKI)ines inhibitrices de Cdk,CKI)。p16,p21,p27 p16,p21,p27等等第75页，讲稿共95张，创作于星期三四、细胞周期运转的调控四、细胞周期运转的调控1.G1.G1 1-Cdk-Cdk 和和G G1 1/S-Cdk/S-Cdk促进细胞促进细胞 从从G G1 1期向期向S S期转换期转换第76页，讲稿共95张，创作于星期三芽殖酵母中芽殖酵母中S-CdkS-Cdk抑制蛋白抑制蛋白Sic1Sic1的水解控制的水解控制G G1 1期向期向S S期转换期转换第77页，讲稿共95张，创作于星期三2.S-Cdk2.S-Cdk确保确保S S期中期中DNADNA 只复制一次只复制一次第78页，讲稿共95张，创作于星期三S-Cdk触触发发DNA复复制制复制起始点识别复合物（复制起始点识别复合物（ORCORC）ORCORC结合位点结合位点前复制复合物（前复制复合物（pre-RCpre-RC）S-CdkS-Cdk触发触发S S开始开始DNADNA复制复制完成完成第79页，讲稿共95张，创作于星期三3.M-Cdk3.M-Cdk促进细胞进入促进细胞进入M M期期第80页，讲稿共95张，创作于星期三第81页，讲稿共95张，创作于星期三M-CdkM-Cdk使使核核纤纤层层蛋蛋白白磷磷酸酸化化第82页，讲稿共95张，创作于星期三4.APC4.APC触发中期向后期转换触发中期向后期转换M-CdkM-Cdk激活的后期促进复合物激活的后期促进复合物（complexepromouvantlanaphase,CPA）使姐妹染色单体分离。使姐妹染色单体分离。第83页，讲稿共95张，创作于星期三APCAPC诱导的水解作用触发姐妹染色单体分离诱导的水解作用触发姐妹染色单体分离第84页，讲稿共95张，创作于星期三5.M-cycline的降解促使的降解促使细胞完成分裂细胞完成分裂卡通第85页，讲稿共95张，创作于星期三各种因素通过影响各种因素通过影响cycline-Cdk来间接影响细胞周期来间接影响细胞周期第86页，讲稿共95张，创作于星期三生长激素生长激素 细胞表面相应受体细胞表面相应受体 触发触发一系列信号传递反应一系列信号传递反应 激活细胞周期激活细胞周期控制系统，相应调节蛋白产生控制系统，相应调节蛋白产生 调控调控细胞周期的进行细胞周期的进行1.生长激素生长激素第87页，讲稿共95张，创作于星期三细胞质细胞质细胞核细胞核活化细胞周期控制系统活化细胞周期控制系统生长激素生长激素生生长长激激素素对对细细胞胞周周期期的的影影响响第88页，讲稿共95张，创作于星期三2.2.抑癌基因抑癌基因抑癌基因是抑癌基因是正常细胞增殖过程中的负调控正常细胞增殖过程中的负调控因子，它编码的蛋白质往往起阻止细胞周期因子，它编码的蛋白质往往起阻止细胞周期进程的作用，进程的作用，其功能与癌基因其功能与癌基因(oncog(oncogne)ne)相拮抗。相拮抗。如如p53等等第89页，讲稿共95张，创作于星期三原癌基因与抑癌基因对细胞周期的影响原癌基因与抑癌基因对细胞周期的影响正常的正常的细胞增殖细胞增殖过度的过度的细胞增殖细胞增殖过度的过度的细胞增殖细胞增殖结果结果抑癌基因抑癌基因抑癌基因失活抑癌基因失活细胞周期细胞周期控制系统控制系统原癌基因原癌基因突变使一个原癌突变使一个原癌基因过度活化基因过度活化第90页，讲稿共95张，创作于星期三第四节第四节 细胞增殖周期与医学细胞增殖周期与医学一、细胞周期与组织再生一、细胞周期与组织再生二、细胞周期与疾病二、细胞周期与疾病 1.1.细胞周期与肿瘤细胞周期与肿瘤 2.2.细胞周期与艾滋病细胞周期与艾滋病三、细胞周期与衰老三、细胞周期与衰老第91页，讲稿共95张，创作于星期三各期的主要特征各期的主要特征细胞增殖周期分为细胞增殖周期分为G G1 1期、期、S S期、期、G G2 2期和期和M M期。期。本章重点本章重点第92页，讲稿共95张，创作于星期三有丝分裂分为以下几个阶段：有丝分裂分为以下几个阶段：前期前期（prophaseprophase）前中期前中期（prompromtaphasetaphase）中期中期（m mtaphasetaphase）后期后期（anaphaseanaphase）末期末期（t tlophaselophase）胞质分裂胞质分裂（cytocytodirsedirse）各阶段的主要特征各阶段的主要特征第93页，讲稿共95张，创作于星期三cycline-Cdkcycline-Cdk复合物是蛋白激酶。复合物是蛋白激酶。cyclinecycline是其中的调节亚单位，通过其自身含是其中的调节亚单位，通过其自身含量周期性地变化而周期性地调节量周期性地变化而周期性地调节CdkCdk的活性。的活性。CdkCdk是其中的催化亚单位是其中的催化亚单位,能使许多与细胞周期有能使许多与细胞周期有关的蛋白质磷酸化，结构功能改变，其活性周期性关的蛋白质磷酸化，结构功能改变，其活性周期性地改变从而周期性地启动或调节细胞周期事件。地改变从而周期性地启动或调节细胞周期事件。因此因此cycline-Cdkcycline-Cdk复合物被称为驱动细胞周期进复合物被称为驱动细胞周期进程的引擎。程的引擎。第94页，讲稿共95张，创作于星期三感感谢谢大大家家观观看看第95页，讲稿共95张，创作于星期三
