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细胞生物学之细胞分裂与细胞周期 [复制链接]

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本章重点掌握内容:

1、细胞周期的概念

2、细胞周期各时相的主要特征

3、细胞周期调控系统的核心之细胞周期蛋白(概念、类型、结构特点)和周期蛋白依赖性激酶(概念、结构特点、活化的条件及CKI的负调控)

1、细胞周期的概念及细胞周期各时相的主要特征

答:

细胞周期(cellcycle)是细胞从一次有丝分裂结束开始,经过物质准备,到下一次有丝分裂终了所经历的全过程。

细胞周期各时相的主要特征

㈠G1期是DNA复制的准备期

1、大量RNA和蛋白质合成

2、蛋白质磷酸化

3、细胞膜物质转运加强

4、在G1晚期具有调控细胞增殖的限制点R,根据细胞能否通过R点,细胞有三种增殖状态:继续增殖、暂不增殖(G0细胞)、永不增殖。

㈡S期中完成DNA复制

1、DNA复制

2、大量合成组蛋白

3、中心粒的复制

㈢G2期是细胞分裂的准备期

1、合成微管蛋白

2、合成成熟促进因子(MPF,又称有丝分裂因子)

3、组装动粒

2、细胞周期蛋白的概念、类型、结构特点是什么?答:概念细胞周期蛋白(cyclin):是一类随细胞周期进程而周期性出现和消失的蛋白质。cyclin通过选择性与细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)结合,形成复合物,通过介导Cdk激活过程而参与细胞周期调控。cyclin的类型哺乳类的cyclin分为cyclinA~H几类,分别在细胞周期的不同时相起作用。

类型

存在时相

调控作用

按功能归属

cyclingC、D、E

G1

调控G1期向S期转化

G1期周期蛋白

cyclinA

G1—S—M

DNA复制

S期周期蛋白

cyclinB

G2—M

G2期向M期转化;M期进程

M期周期蛋白

cyclin的分子结构特点

①都具有周期蛋白框

②具有介导自身降解的氨基酸序列(破坏框或PEST序列)

3、细胞周期蛋白依赖性激酶的概念、结构特点、活化的条件是什么?答:概念

细胞周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-dependentkinase,Cdk)是一类必须与细胞周期蛋白结合成后才具有激酶活性的蛋白激酶,通过磷酸化多种细胞周期相关蛋白,在细胞周期调控中发挥关键核心作用。

结构特点:都具有激酶结构域和介导激酶与周期蛋白结合的区域。Cdk被激活的条件:①与cyclin结合,②磷酸化/去磷酸化。4、成熟促进因子(MPF)调控G2/M转换及M期进程的机制是什么?答:MPF是由cyclinB-Cdk1组成。机制:1.催化组蛋白H1和染色体凝集蛋白磷酸化,诱导染色质凝聚;

2.催化核纤层蛋白磷酸化,引起核纤层降解,导致核膜瓦解;

3.催化微管结合蛋白磷酸化,调节微管重排,纺锤体形成。

4.催化后期促进因子磷酸化,分离酶抑制蛋白降解,分离酶活化,粘连蛋白复合体解体,姐妹染色单体的着丝粒分离。

5.MPF失活促进有丝分裂末期进程:cyclinB在有丝分裂后期末,经泛素化途径被降解,MPF解聚并失活,上述磷酸化的蛋白发生去磷酸化,染色体解聚、核仁核膜重建以及胞质分裂。

5、细胞周期检测点及其作用特点是什么?答:

检测点

主要作用特点

检测点所在时相

1、未复制DNA检测点

识别未复制DNA并抑制MPF激活。决定细胞是否进入M期。

G2/M

2、纺锤体组装检测点

阻止纺锤体装配不完全或发生错误的中期细胞进入后期。决定细胞是否进入后期。

中期/后期

3、染色体分离检测点

在子代染色体未正确分离前,阻止末期及胞质分裂的发生。决定细胞是否进入末期。

后期/末期

4、DNA损伤检测点

当DNA受到损失时阻止细胞周期继续进行,直至DNA损失修复。

G1、G1/S、S

6、根据细胞能否通过R点,细胞有几种增殖状态,分别举例说明。

答:⑴继续增殖:通过R点完成整个周期。此类细胞持续分离、增殖,细胞周期持续循环,如造血干细胞、上皮组织的基底层细胞。

⑵暂不增殖(G0细胞):暂不能越过R点,细胞暂时性终止细胞周期,停止分裂,但保持增殖的潜能。一旦需要,可快速返回正常细胞周期,实施分裂增殖。如皮肤成纤维细胞、肝实质细胞。

⑶永不增殖:分化程度高的细胞,待其分化成熟,将不再分裂。如大部分的神经元、骨骼肌细胞、成熟的红细胞等。

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