细胞增殖及其调控.ppt

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1、embryo babydivision 细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一细胞增殖是细胞生命活动的基本特征之一第十二章第十二章 细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控细胞增殖细胞增殖细胞增殖细胞增殖(cell(cell(cell(cell proliferation):proliferation):proliferation):proliferation):亲代细胞亲代细胞亲代细胞亲代细胞(mother cell)(mother cell)(mother cell)(mother cell)经经经经物质准备物质准备物质准备物质

2、准备，细胞，细胞，细胞，细胞分裂分裂分裂分裂（cell cell cell cell divisiondivisiondivisiondivision）产生子代细胞）产生子代细胞）产生子代细胞）产生子代细胞(daughter cell)(daughter cell)(daughter cell)(daughter cell)的过程。的过程。的过程。的过程。无丝分裂（直接分裂）无丝分裂（直接分裂）无丝分裂（直接分裂）无丝分裂（直接分裂）有丝分裂（间接分裂）有丝分裂（间接分裂）有丝分裂（间接分裂）有丝分裂（间接分裂）减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂细胞增殖的方式细胞增殖的方式细胞增殖的方式细胞增殖

3、的方式l细胞增殖是通过细胞周期（细胞增殖是通过细胞周期（cell cycle）来实现）来实现l细胞周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调控来保证细胞周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调控来保证第十二章第十二章 细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控第一节第一节 基本概念基本概念 第三节第三节 细胞周期调控细胞周期调控第二节第二节 细细 胞胞 分分 裂裂细胞生物学教程细胞生物学教程(cell biologycell biology)第一节第一节 基本概念基本概念一、一、细胞周期细胞周期三、三、细胞同步化细胞同步化 二、二、细胞周期细胞周期检验点检验点 连续分裂的细胞连续分裂的细胞从上次细胞分

4、裂从上次细胞分裂从上次细胞分裂从上次细胞分裂(cell division)(cell division)(cell division)(cell division)结束开结束开结束开结束开始始始始，经过，经过，经过，经过物质积累物质积累物质积累物质积累过程，直到本次细胞分裂过程，直到本次细胞分裂过程，直到本次细胞分裂过程，直到本次细胞分裂结束为止结束为止结束为止结束为止所经历的所经历的所经历的所经历的过程过程过程过程 。一、一、细胞周期细胞周期准确地复制准确地复制准确地复制准确地复制DNADNA；合成细胞结构和功能性物质；合成细胞结构和功能性物质；合成细胞结构和功能性物质；合成细胞结构和功能性

5、物质；建立有关细胞分裂的结构和信息建立有关细胞分裂的结构和信息建立有关细胞分裂的结构和信息建立有关细胞分裂的结构和信息传传传传递机制递机制递机制递机制；细胞核和细胞质分裂。细胞核和细胞质分裂。细胞核和细胞质分裂。细胞核和细胞质分裂。细胞周期时相细胞周期时相G1-S-G2-M细胞周期长短测定细胞周期长短测定细胞周期长短测定细胞周期长短测定 TC TG1 TS TG2 TM TC-TG1小鼠食道上皮小鼠食道上皮 87 75 7.2 4.1 0.7 12小鼠腹壁上皮小鼠腹壁上皮 151 139 6.2 5.3 0.5 12 人大肠粘膜人大肠粘膜 24 10 11.5 2 0.5 14 人宫颈癌人宫颈

6、癌 20 8 6.8 4.5 1.5 12人羊膜人羊膜 大鼠肝大鼠肝 人肺成纤维细胞人肺成纤维细胞 16.8 6 6 4 0.8 10.8 不同细胞的周期时相不同细胞的周期时相细胞细胞时相时相(小时小时)n不同细胞的不同细胞的T TC C差别很大；差别很大；nT TC C与与 T TG1G1的变化一致的变化一致,T,TC C长短差异决定于长短差异决定于T TG1G1;nT TS S +T TG2 G2 +T TM M 值比较稳定值比较稳定,约约12-2412-24小时；小时；nT TM M 较短较短,约约1 1小时左右。小时左右。2001200120012001年诺年诺年诺年诺贝尔贝尔贝尔贝尔

7、生理生理生理生理学学学学/医学医学医学医学奖奖奖奖 Leland H.Hartwell发现了控制细胞周期的基因，其中发现了控制细胞周期的基因，其中被称为被称为“START”的基因对控制各个细胞周期的最初阶段的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。具有决定性的作用。Paul M.Nurse发现了发现了CDK.R.Tim Hunt发现了调节发现了调节CDK的功能物质的功能物质周期蛋白周期蛋白.用用3H-TDR对测定细胞脉冲标记、定时取材，利用放射自显影技术显示标对测定细胞脉冲标记、定时取材，利用放射自显影技术显示标记细胞，通过统计标记的有丝分裂期（记细胞，通过统计标记的有丝分裂期（M期

8、）细胞百分数（期）细胞百分数（PLM），来测定），来测定细胞周期。细胞周期。脉冲标记有丝分裂百分率脉冲标记有丝分裂百分率脉冲标记有丝分裂百分率脉冲标记有丝分裂百分率 PLM(percentage mitoses)PLM(percentage mitoses)法法法法待测细胞经待测细胞经3H-TDR标记后，所有标记后，所有S期细胞的期细胞的DNA均被标记。均被标记。置换无标记培养液。置换无标记培养液。S期细胞经期细胞经G2期才进入期才进入M期，所以一段时间内期，所以一段时间内PLM=0。开始出现标记开始出现标记M期细胞时，表示处于期细胞时，表示处于S期最晚阶段的细胞，已渡过期最晚阶段的细胞，已渡

9、过G2期，所以期，所以从从PLM=0到出现到出现PLM的时间间隔为的时间间隔为TG2。S期细胞逐渐进入期细胞逐渐进入M期，期，PLM上升，到达到最高点的时候说明来自处于上升，到达到最高点的时候说明来自处于S最晚最晚阶段的细胞，已完成阶段的细胞，已完成M，将进入，将进入G1期。所以从开始出现期。所以从开始出现PLM到到PLM达到最高点达到最高点（100%）及所持续的时间时间就是）及所持续的时间时间就是TM。当当PLM开始下降时，表明处于开始下降时，表明处于S期最早阶段的细胞也已进入期最早阶段的细胞也已进入M期，所以出现（期，所以出现（TG2）PLM到到PLM又开始下降（又开始下降（TG2+TS）

10、的一段时间等于）的一段时间等于TS。从从PLM出现到下一次出现到下一次PLM出现的时间间隔就等于出现的时间间隔就等于TC。根据根据TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的即可求出的TG1长度。长度。早早中中晚晚50100TG20TMTsTcTPLM注意注意：在实际工作中，由于各种因素的影响，：在实际工作中，由于各种因素的影响，PLM的的最大值达不到最大值达不到1。为减少误差，常采用半高度法读数。为减少误差，常采用半高度法读数。流式细胞仪分析流式细胞仪分析流式细胞仪分析流式细胞仪分析细胞周期细胞周期细胞周期细胞周期利用流式细胞仪利用流式细胞仪（FCMFCM）对处）对处于快速流动的单于快速流动的

11、单列细胞或生物颗列细胞或生物颗粒进行粒进行多参数多参数、快速快速（每秒可达（每秒可达1000-10000个）个）的的定量分析和分定量分析和分选选（纯度可达（纯度可达99%以上）。以上）。标本标本流动系统流动系统激光系统激光系统信号处理系统信号处理系统放大系统放大系统计算机系统计算机系统流式流式流式流式细胞仪细胞仪细胞仪细胞仪PIPI（碘化丙锭）染色法（碘化丙锭）染色法（碘化丙锭）染色法（碘化丙锭）染色法分析细胞周期分析细胞周期分析细胞周期分析细胞周期细胞周期细胞周期G2MGG0 0GG1 1s0 200 400 600 8001000GG0 0GG1 1sG2MDNADNA含量分析含量分析含量

12、分析含量分析细细胞胞数数量量2N2N4N4N PI与细胞内与细胞内DNA结合（结合（RNA已被消化）后，细胞的已被消化）后，细胞的荧光强度荧光强度直接反映了直接反映了细胞内细胞内DNA含量的多少，通过流式细胞仪对细胞内含量的多少，通过流式细胞仪对细胞内DNA的含量及在不同时间的含量及在不同时间内的变化进行检测时，可以分析不同细胞周期时相各细胞亚群比例和细胞周期内的变化进行检测时，可以分析不同细胞周期时相各细胞亚群比例和细胞周期时间长短。时间长短。PIPI标记的标记的标记的标记的细胞周期时相分析细胞周期时相分析G1SG2二、细胞周期检验点二、细胞周期检验点G1G1期期 检检 测测 点点(限限 制

13、制 点点 restriction restriction,R,R点点）：DNADNA损伤检验点。损伤检验点。S S期期检检测测点点：DNADNA复复制制检检验验点。点。G G2 2/M/M检检测测点点：DNADNA损损伤伤检检验验点。点。中中-后后期期检检测测点点：纺纺锤锤体体组组装检验点。装检验点。真核生物细胞周期中决真核生物细胞周期中决定细胞能否进入下一个时相定细胞能否进入下一个时相的的监控点监控点,是细胞周期中存是细胞周期中存在的一种反馈调节机制。在的一种反馈调节机制。G1关卡关卡G2关卡关卡中期关卡中期关卡S关卡关卡 通过通过1 1期限制点的调节，期限制点的调节，1 1期细胞可有三种去

14、向期细胞可有三种去向：死亡死亡死亡死亡终末终末分化细胞（特化细胞）分化细胞（特化细胞）分化细胞（特化细胞）分化细胞（特化细胞）GG0 0休眠细胞休眠细胞周期性细胞周期性细胞(cycling cell)G0G0期细胞：期细胞：有些有些细胞会暂时离开细胞会暂时离开细胞周期，停止细胞周期，停止细胞分裂，进入细胞分裂，进入G0G0期，去执行某期，去执行某种生物功能或进种生物功能或进行细胞分化。行细胞分化。一旦得到信号指一旦得到信号指示，会快速返回示，会快速返回细胞周期，分裂细胞周期，分裂增殖。多发生在增殖。多发生在G1G1期。期。三、细胞同步化三、细胞同步化选择同步法选择同步法(selection s

15、ynchrony)有丝分裂抖落法有丝分裂抖落法 密度梯度离心法密度梯度离心法诱导同步法诱导同步法(induction(induction synchrony)DNADNA合成阻断法合成阻断法 分裂中期阻断法分裂中期阻断法自然同步化自然同步化 某些某些受精卵早期卵裂受精卵早期卵裂 在在自自然然过过程程中中发发生生或或经经人人为为处处理理造造成成的的使使整整个个细胞群体细胞群体共同进入细胞周期同一时相共同进入细胞周期同一时相的现象。的现象。物理方法物理方法化学方法化学方法Fruit fly embryo 优优点点：操操作作简简单单，同同步步化化程程度度高高，细细胞胞不受药物伤害。不受药物伤害。M

16、M期细胞与培养皿的附期细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离器着性低，振荡脱离器壁收集。壁收集。缺点：获得的细缺点：获得的细胞数量较少。胞数量较少。有丝分裂抖落法：有丝分裂抖落法：DNADNA合成阻断法合成阻断法选用选用DNADNA合成的抑制剂，合成的抑制剂，可逆地可逆地抑制抑制DNADNA合成。合成。常用常用TDRTDR双阻断法双阻断法。优点：同步化程度高优点：同步化程度高缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。思考：思考：对对T TS S T TG1G1T TG2G2 T TM M细胞能否适用此法？细胞能否适用此法？T阻阻 TG1TG2 TMTS T释释

17、TG1TG2 TM运行运行抑制抑制释放释放抑制抑制一、有丝分裂一、有丝分裂(mitosis)(mitosis)二二、减数分裂减数分裂(Meiosis)第二节第二节 细细 胞胞 分分 裂裂一、有丝分裂一、有丝分裂(mitosis)(mitosis)1.1.前期前期(prophase)2.2.前中期前中期(premetaphase)3.3.中期中期(metaphase)4.4.后期后期(anaphase)5.5.末期末期(telophase)6.胞质分裂胞质分裂(Cytokinesis)染色质凝缩染色质凝缩（起始起始）1.1.前期前期(prophase)核膜消失核膜消失（结束结束）核仁解体核仁解体

18、细胞骨架解聚细胞骨架解聚分裂极确立与纺锤体开始装配分裂极确立与纺锤体开始装配 PCC(提早集缩染色体提早集缩染色体)G2G2期期PCCPCC为双线染色体为双线染色体G1G1期期PCCPCC为单线状为单线状DNADNA未复制未复制S S期期PCCPCC为粉末状为粉末状正在复制的正在复制的DNADNA容易受损伤，是容易受损伤，是DNADNA断裂的结果断裂的结果说明说明DNADNA复制已完成。复制已完成。将处于分裂期将处于分裂期(M期期)的细胞与处于细胞周期其的细胞与处于细胞周期其他阶段的细胞融合他阶段的细胞融合,使其他期细胞的染色质提使其他期细胞的染色质提早包装成染色体。早包装成染色体。2.2.前

19、中期前中期(premetaphase)核膜消失（核膜消失（起始起始）纺锤体形成纺锤体形成染色体往赤道面排列（染色体往赤道面排列（结束结束）中心粒中心粒中心粒中心粒星体微管星体微管星体微管星体微管极微管（连极微管（连极微管（连极微管（连续丝）续丝）续丝）续丝）横桥横桥横桥横桥（分子马达蛋白）（分子马达蛋白）（分子马达蛋白）（分子马达蛋白）动粒微管动粒微管动粒微管动粒微管动粒动粒动粒动粒纺锤体纺锤体纺锤体纺锤体形成（形成（动粒微管动粒微管+极微管极微管）有丝分裂器有丝分裂器(临时性细胞器临时性细胞器)3.3.中期中期(metaphase)所有染色体排列到赤道板所有染色体排列到赤道板(equator

20、ial plate)(equatorial plate)；纺锤体检查点纺锤体检查点(Mad2、Bub1等染色等染色体动粒蛋白构成体动粒蛋白构成)染色体排列机制染色体排列机制牵拉平衡假说牵拉平衡假说外推外推平衡平衡假说假说动粒微管的延伸所产动粒微管的延伸所产生的牵拉作用生的牵拉作用.星体产生的排斥星体产生的排斥作用作用 4.4.后期后期(anaphase)姊妹染色单体分开姊妹染色单体分开子染色体到达两极子染色体到达两极(2)(2)后期后期B B:极微管极微管在正端聚合而在正端聚合而延延长，两极间距离长，两极间距离逐渐增长；逐渐增长；(1)(1)后期后期A A:动粒微管动粒微管在动粒端（正端）在动

21、粒端（正端）解聚而缩短，拉动解聚而缩短，拉动染色单体移向两极；染色单体移向两极；管管后期后期A动粒微管的缩短动粒微管的缩短 中期动粒微管的动态稳定中期动粒微管的动态稳定-动力蛋白动力蛋白1.驱动蛋白在重叠区从驱动蛋白在重叠区从负极走向正极使极微负极走向正极使极微管向管向 相反方向滑动相反方向滑动2.动力蛋白与星体和动力蛋白与星体和两端的细胞膜结合，两端的细胞膜结合，从正极走向微管负极，从正极走向微管负极，朝细胞两极牵拉星体朝细胞两极牵拉星体微管。微管。后期后期B纺锤体变长的动力来源纺锤体变长的动力来源 5.5.末期末期(telophase)子染色体到达两极子染色体到达两极形成两个新细胞形成两个

22、新细胞核膜重建核膜重建核膜的解体与重建核膜的解体与重建核膜的解体与重建核膜的解体与重建 早末期早末期磷酸化磷酸化动物细胞胞质分裂动物细胞胞质分裂形成分裂沟形成分裂沟收缩环收缩环植物细胞胞质分裂植物细胞胞质分裂形成细胞板形成细胞板 二、减数分裂减数分裂(Meiosis)DNA复制复制同源染色同源染色体配对体配对复制的同源染复制的同源染色体对排列在色体对排列在赤道面上赤道面上复制的染复制的染色体各自色体各自排列在赤排列在赤道面上道面上细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂1.减减数数分分裂裂主主要要是是发发生生在在生生殖细胞殖细胞产生的某个阶段；产生的某个阶段；2.2.遗遗传传物物质质只

23、只复复制制一一次次，细细胞胞连连续续分分裂裂两两次次，导导致致染色体数目减半；染色体数目减半；3.3.减减数数分分裂裂前前间间期期的的S S期期持持续续时时间间较较长长，少少量量DNADNA没没有有复制；复制；4.4.前前期期变变化化复复杂杂，同同源源染染色色体体配配对对、联联会会、重重组组，产生遗传多样性；产生遗传多样性；5.5.减数分裂减数分裂时间较长时间较长。减数分裂减数分裂(meiosis)减数分裂的减数分裂的 第一次分裂第一次分裂 与有丝分裂相似与有丝分裂相似细线期细线期(leptotene)偶线期偶线期(zygotene)粗线期粗线期(pachytene)双线期双线期(diplot

24、ene)终变期终变期(diakinesis)前期前期 中期中期 后期后期 末期末期间期间期G1 S G2合成大部分合成大部分DNA，而不是全部，而不是全部减数分裂的减数分裂的 第二次分裂第二次分裂（间期）（间期）偶线期偶线期同源染色体配对，称为同源染色体配对，称为联会联会(synapsis)；联会复合体（联会复合体（SC）SCSC由由两两条条同同源源染染色色体体沿沿纵纵轴轴形形成成，外外观呈梯子状。观呈梯子状。SC主主要要由由碱碱性性蛋蛋白白质质和和RNA组组成成，并并含有少量含有少量DNA。SC SC 上上有有重重组组节节是是交交换发生的部位。换发生的部位。SCSC在在细细线线期期开开始始装

25、装配配，形形成成于于偶偶线线期期，成成熟熟于于粗粗线线期期，消消失于双线期。失于双线期。同源染色体联会时的交换和交叉同源染色体联会时的交换和交叉双线期二价体双线期二价体第三节第三节 细胞周期调控细胞周期调控一、周期蛋白（一、周期蛋白（cyclin）二、二、Cdk与与Cyclin-Cdk复合物复合物三、三、CdkCdk抑制物抑制物(CDKI)(CDKI)一、周期蛋白一、周期蛋白特点：特点：周期蛋白的降解周期蛋白的降解参与细胞周期调控的蛋白，其浓度参与细胞周期调控的蛋白，其浓度在细胞周期中呈周期性变化。在细胞周期中呈周期性变化。含有一段约含有一段约100100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框。个

26、氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框。激活不同时期激活不同时期周期蛋白依赖性蛋白激酶周期蛋白依赖性蛋白激酶（CdkCdk），引导），引导CdkCdk作用于不同底物作用于不同底物。作用：作用：类型：类型：泛素介导的泛素介导的cylinAcylinA、B B的降解，的降解，调控细胞分裂的进程。调控细胞分裂的进程。周期蛋白调节周期蛋白调节Cdk的激酶活性的激酶活性细胞周期蛋白的种类及其特点细胞周期蛋白的种类及其特点 cyclinB晚晚 G1期期G2/MM中中/后期后期种类种类开始表达期开始表达期高峰期高峰期消失期消失期S或或M期期cyclinM期期cyclinG1期期cyclincyclinA早早 G1

27、期期M中期中期G1/SCyclinC、D、E早早G1期期G1/S期期中、晚中、晚G1E1泛素泛素活化酶活化酶泛素泛素转移酶转移酶泛素泛素连接酶连接酶E2E3促后期复合物促后期复合物(APC)二、二、Cdk与与周期蛋白周期蛋白-Cdk复合物复合物(CdkC)周期蛋白周期蛋白-Cdk复合物的多样性复合物的多样性Cdk活性随周期蛋白活性随周期蛋白（Cyclic）浓度变化而变化）浓度变化而变化哺乳动物细胞内至少存从哺乳动物细胞内至少存从Cdk1（Cdc2）至）至Cdk12共共12种种CdkCyclin-Cdk复合物的多样性复合物的多样性 G1 S G2/M Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk

28、Cyclin-Cdk芽殖酵母芽殖酵母 Cln1,2,3-Cdc28 Clb5,(3,4)-Cdc28 Clb1,2(3,4)-Cdc28裂殖酵母裂殖酵母 Cig1-Cdc2 Cig2-Cdc2 Cig13-Cdc2高等高等真核生物真核生物 CyclinD1,2,3-CDK4/6 CyclinA-CDK2 CyclinB-CDK1 CyclinE1,2-CDK2G1 底物底物S 底物底物G2/M底物底物G1/SG1/S的过渡的过渡 DNA Replication G2/MG2/M期期过渡过渡 中期中期/后期后期过渡过渡 不同的不同的Cyclin-Cdk在不同的在不同的时相表现活性，时相表现活性，

29、影响不同的下影响不同的下游事件。游事件。(MPF)生长因子的刺激下，生长因子的刺激下，G1期期cyclinDcyclinD和和cyclinE表达，表达，形成形成G1-CdkC。pRbpRb被被G1-CdkC磷酸化磷酸化，pRbRb释放出释放出转录因子转录因子E2FE2F。E2F促使相关基因的转促使相关基因的转录。（录。（DNA前复制复合前复制复合体装配）体装配）促进细胞通过促进细胞通过R R点点进入进入S S期。（期。（G1S）G1-CdkCG1-CdkC复合物调控复合物调控G1/S的转化的转化 G1G1期完成前复制复合体（期完成前复制复合体（pre-pre-RCRC）的装配（）的装配（“DN

30、ADNA复制执照因子复制执照因子”）。S S期期S-CdkCS-CdkC（cyclinACdk2）将将Cdc6Cdc6磷酸化磷酸化，触发触发pre-RCpre-RC的启的启动，同时阻止了动，同时阻止了DNADNA再次进行复制再次进行复制（S期检测点期检测点）vDNA在一个细胞周期在一个细胞周期仅复制一次！仅复制一次！复制起始点复制起始点DNA的的复复制制思考：用同步化的思考：用同步化的S期细期细胞分别与胞分别与G1期细胞和期细胞和G2期细胞融合期细胞融合,将产生什么将产生什么结果结果,为什么？为什么？催化亚基催化亚基:Cdc2或或Cdk1调节亚基：调节亚基：CyclinBM期期Cyclin-C

31、dk复合物（复合物（M-CdkC）MPF=Cyclin B+Cdc2MPFCdk1的调节与活化的调节与活化活化的活化的MPF可使更多的可使更多的MPF活化活化激酶与磷酸酶的调节激酶与磷酸酶的调节MPF启动细胞从启动细胞从G2期期过渡到过渡到M期的期的相关事件，相关事件，促使促使G2期期M期；激活期；激活APC，促使，促使M期由中期期由中期向后期过渡。向后期过渡。CAKCAK（CDKCDK活化激酶）将活化激酶）将C Cdk1 1磷酸化，能最大激活其活性。磷酸化，能最大激活其活性。Wee1Wee1（CDKCDK抑制激酶）将抑制激酶）将C Cdk1 1磷酸化磷酸化 ，抑制其活性，抑制其活性磷酸酶磷酸

32、酶Cdc25Cdc25使使Cdk1去磷酸化，去磷酸化，MPF复合物激活。复合物激活。保证了保证了MPF能够不断积累，在需要的时候突然释放。能够不断积累，在需要的时候突然释放。Cdc25和和wee1突变分突变分别会使增殖细别会使增殖细胞的形态发生胞的形态发生什么变化什么变化?思考思考:l酵母酵母(Schizosaccharomyces pombe)生长到一定阶段后便能进行分裂增殖。生长到一定阶段后便能进行分裂增殖。一位教授在实验室分离得到两株突变酵母，一位教授在实验室分离得到两株突变酵母，cdc25-和和wee1-,但忘了标记这两但忘了标记这两株酵母分别是什么突变。根据细胞周期调控的相关知识，你

33、只需用一台普通株酵母分别是什么突变。根据细胞周期调控的相关知识，你只需用一台普通光学显微镜观察野生型、突变型酵母的增殖形态，便可轻易给这位教授解决光学显微镜观察野生型、突变型酵母的增殖形态，便可轻易给这位教授解决这个难题。下图就是显微镜下观察到的三种形态：这个难题。下图就是显微镜下观察到的三种形态：l(1)突变株突变株1和突变株和突变株2分别是什么突变？分别是什么突变？为什么为什么?l(2)两株突变酵母的哪一周期时相发生了改变这一时相是变长还是变短？为两株突变酵母的哪一周期时相发生了改变这一时相是变长还是变短？为什么？什么？MPF使底物蛋白磷酸化使底物蛋白磷酸化 核纤层蛋白磷酸化使核膜解体核纤

34、层蛋白磷酸化使核膜解体将组蛋白将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩；磷酸化导致染色体凝缩；p60磷酸化，使细胞骨架解聚（纺锤体装配）；磷酸化，使细胞骨架解聚（纺锤体装配）；GM130磷酸化，内质网和高尔基体片段化；磷酸化，内质网和高尔基体片段化；核仁蛋白磷酸化，核仁解体核仁蛋白磷酸化，核仁解体肌球蛋白磷酸化促进胞质分裂肌球蛋白磷酸化促进胞质分裂APC（后期促进因子）（后期促进因子）活性受到多种因素的综合调节活性受到多种因素的综合调节正调控因子正调控因子:Cdc20和和Cdh1等等负调控因子负调控因子:Mad2，Bub1(纺锤体组装检验点纺锤体组装检验点)M-CdkAPC磷酸化磷酸化APCAPC介介

35、导导靶靶蛋蛋白白（cyclinBcyclinB和和后后期期抑抑制制因因子子）与与泛泛素素结合降解。结合降解。首先首先,后期抑制因子降解后期抑制因子降解,姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离,有丝有丝分裂中期向后期转变。分裂中期向后期转变。抑制因子抑制因子分离酶分离酶 接着接着,M-CdkC降解降解,细细胞退出胞退出M 期进入下一个期进入下一个细胞周期。细胞周期。三三、CDKCDK抑制物抑制物(CDKI)(CDKI)对细胞周期起负调控作用对细胞周期起负调控作用。已知有已知有7个蛋白激酶抑制物个蛋白激酶抑制物p21,p27,p57,p15,p16,p18,p19抑抑制制Cyclin-Cdk复复合合物物

36、的的装装配配或或活活性性，而而将将细细胞胞阻止在不同的检验点。阻止在不同的检验点。DNA受损后受损后P53蛋白蛋白的活化的活化诱导诱导P21的表达的表达抑制抑制G1-CdkC和和 S-CdkC 细胞将停留于细胞将停留于 Checkpoint DNA修复修复或者细胞衰老凋亡或者细胞衰老凋亡。P21参与参与DNA损伤检验损伤检验点（点（G1期检测点、期检测点、G2/M期检测点期检测点）的作用）的作用.p27抑制抑制G1-CdkC活性，促进细胞离开原来的周期，加入分化。活性，促进细胞离开原来的周期，加入分化。细胞增殖与细胞增殖与分化或分化或凋亡的平衡依靠凋亡的平衡依靠P27蛋白的适度表达。蛋白的适度表达。三类周期蛋白三类周期蛋白-Cdk复合物和三个关键的过渡对细胞周期的控制复合物和三个关键的过渡对细胞周期的控制