生物:细胞周期及其调控
裂,时间1~2h。(1) 细胞呈球形,疏松地附着在 它们的生长基质上。(2) RNA合成停止,蛋白质 合成减少,染色体高度螺旋化。(3) 根据其形态 变化可分为6个时期:前期(prophase)、前中 期(premetaphase)、中期(metaphase)、后 期(anaphase)、末期(telophase)和胞质分 裂期(cytokinesis)。
第三节 细胞周期的化学调控
一、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂
第三节 细胞周期的化学调控
二、微管蛋白活性抑制剂
第三节 细胞周期的化学调控
二、微管蛋白活性抑制剂
作用于微管的药物
以上药物可作用于微管,阻止细胞分裂,可用于癌症治疗。
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
细胞死亡的两种方式:细胞坏死和细胞凋亡。
第一节 细胞周期的基本概念
2、S期——合成DNA、组蛋白及DNA复制所需要 的酶,6-8h。 (1) 细胞形态变得更为扁平,外表光滑无泡, 微绒毛少且不明显。 (2) DNA聚合酶及四种脱氧核糖核苷酸含量急剧 升高,RNA聚合酶活跃,DNA含量增加一倍。 (3) DNA复制是多起点、双向复制的。存在“开 启”和“关闭”机制。合成前设有“检查点” (check point)。 (4) DNA合成和组蛋白合成同步、密度相应。
可分为连续四个阶段:G1期(gap1 phase),S期(synthesis ~),G2期(gap2 ~),M期(mitotic ~,有丝分裂期)。
又可分为两个主要时期:M期和分裂间期 (interphase)。
第一节 细胞周期的基本概念
△ 分裂间期 (interphase)——上次 有丝分裂终了到本次有丝 分裂开始的时间,包括: G1、S和G2三个阶段。 △ M期——分为细胞的有 丝分裂(复制的染色体的 分配)和胞质分裂(整个 细胞一分为二,形成两个 子细胞)两个阶段。
Mf
T细胞——
Mf
胸腺依赖
Mf
淋巴细胞
感染的CD4+T细胞凋亡
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
2、肿瘤 肿瘤细胞中一系列的癌基因和原癌基因被激活,并呈
过度表达状态。从而使肿瘤细胞失控生长、过度增殖。也 可以理解为肿瘤细胞的凋亡机制被阻断,肿瘤细胞的减少 受阻所致。 3、自身免疫病
如:系统性红斑狼疮,类风湿关节炎。在自身抗原的 刺激下,识别自身抗原的免疫细胞被活化,这些免疫细胞 通过细胞凋亡机制被清除,从而达到一种平衡,如果该机 制发生障碍,则这些免疫细胞的清除被干扰,从而引起自 身免疫损伤。
促使转录
Rb蛋白是Rb抑癌基因表达的蛋白。另一种抑癌基因为P53
第二节 细胞周期的调控
2、G1-细胞周期的调控
3、G2-M期的调控:
Cyclin A、B与CDK1 结合,CDK1使底物磷酸化,如将组蛋 白H1磷酸化导致染色体凝缩,等等。
4、M期CDK的激活:
和病原微生物等。 1、细胞凋亡因子FasL和肿瘤坏死因子(TNF)
细胞凋亡因子FasL(Fas配体)是一种跨膜糖蛋白,可与细胞 表面的Fas受体结合引起细胞凋亡,从而杀死病变细胞。 2、细胞因子——一些细胞生存因子为细胞存活所需,如除去则诱 发细胞凋亡,如白介素。
第五节 细胞调亡的过程及机理
一、凋亡的启动 3、脂溶性激素
第一节 细胞周期的基本概念
重新形成核膜
分裂
第一节 细胞周期的基本概念
第二节 细胞周期的调控
一、细胞周期调控的有关蛋白 1、细胞周期蛋白(cyclin)——激活CDK,决定CDK磷酸化其它底
物的时间、地点、底物类型,推动细胞周期前进。
2、依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(CDK,cyclindependent kinase)——一组蛋白激酶(动物有7种:CDK1-CDK7),
3、细胞凋亡与细胞坏死的区别。
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
二、细胞凋亡的生物学特征
1、形态学变化 多阶段变化,往往是单细胞行为:(1)细胞体积缩
小、与其他细胞连接消失、与周围细胞脱离;(2)细胞 质密度增加、线粒体膜电位消失、通透性改变、释放细胞 色素c到胞浆、核质浓缩、核膜核仁破碎、DNA降解成180200bp片段;(3)胞膜有小泡形成,膜内侧磷脂酰丝氨酸 外翻到膜表面,胞膜结构依然完整;(4)凋亡细胞被分 割包裹成几个凋亡小体,无内容物外溢,不引起炎症反应; (5)最后被吞噬细胞吞噬。
无活性
有活性
第二节 细胞周期的调控
5、周期蛋白的降解:
后期促进因子
第二节 细胞周期的调控
三、细胞周期检验点:
1、检验点的构成 细胞周期的运行,是
在一系列称为检验点 (check point)的严格 控制下进行的,当DNA发生
损伤,复制不完全,或纺锤体
形成不正常,周期将被阻断。 细胞周期检验点由:
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
4、神经系统的退行性病变 早发性老年痴呆症(Alzheimer’s disease ,AD)是神
经细胞凋亡加速而产生的。神经细胞减少导致中枢神经 功能紊乱,从而出现记忆、情感等方面的障碍。 5、高血压和动脉粥样硬化
细胞凋亡在动脉粥样硬化中,对内皮的损伤、增生 的抑制、粥样病灶的形成和斑块的剥脱有一定影响。
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
三、细胞凋亡与疾病 健康机体内,细胞的生死处于一个良性的
动态平衡。细胞凋亡功能受抑(不足)——肿 瘤、自身免疫病、病毒感染等;细胞凋亡功能 增强(过度)——AIDS、骨质疏松、神经退变 性疾病。
1、艾滋病 凋亡是一种宿主特别有效对抗病毒感染的防御机
制,可使感染细胞快速有效地被清除。
自身被激活(与相应的cyclin结合)后,可以将靶蛋白磷酸化而产生相应的 生理效应。(1和2结合构成成熟促进因子(MPF))
3、细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶抑制因子(CDI)——对
细胞周期起负调节,通过与CDK结合抑制其活性。
4、蛋白磷酸酶——磷酸水解酶,使Cyclin-CDK的靶分子去磷酸化,作
用与Cyclin-CDK相反。
细胞周期及其调控
每个细胞都有一定的生命期限。
◇ 细胞繁殖是通过细胞分裂的方式来完成 ◇ 细胞的生长与分裂周期就叫做细胞周期。 ◇ 对细胞周期研究的重要意义:
与胚胎发育、肿瘤的发生与发展、细胞分化和增殖、 神经细胞的生存、细胞生长因子的作用、生物膜的降解、 生成以及代谢平衡等密切相关。
◇ 21世纪生命科学研究的热点和前沿。
第一节 细胞周期的基本概念
3、G2期——DNA复制完到M期开始前,3-4h。 DNA合成后期或丝裂前期。
大量合成ATP、RNA、蛋白质,包括微管蛋 白和成熟促进因子MPF(Maturation promoting factor),为有丝分裂作准备。
第一节 细胞周期的基本概念
二、M期 有丝分裂期(mitotic phase) ,细胞进行分
第五节 细胞调亡的过程及机理
四、凋亡的执行 1、凋亡抑制物
正常细胞中抑制物与核酸酶结合在一起,处于无活性。 抑制物被破坏(如被Caspase裂解)而激活核酸酶,可引 起DNA片段化。 2、破坏细胞结构
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
2、生物化学变化 (1)DNA的片段化:在一种内源性核酸内切酶的作用下,在 核小体与核小体的连接部位被切断,产生不同长度的DNA片 段约为180-200bp的整数倍。凝胶电泳中呈梯状图谱,而坏 死细胞呈弥散的连续图谱。
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
2、生物化学变化 (2)大分子合成——凋亡过程中有新的基因表达和某 些生物大分子的合成作为调控因子。 (3)其它一些生物化学变化——细胞内钙离子的堆积 和重新分布,细胞核内钙离子增多,激活核酸内切酶 活性;组织谷氨酰胺转移酶的积累并激活;细胞表面 糖链、植物血凝素与玻连蛋白受体增加,磷脂酰丝氨 酸的外露改变细胞表面的生化特征等。
第一节 细胞周期的基本概念
一、分裂间期(interphase) 1、G1期——上一次有丝分裂完成,到本次DNA 复制前,6-12h。积累能量和原料,为DNA复制 做准备,又叫合成前期。DNA表达产物主要包括: DNA复制所需的酶、直接参与DNA复制的酶及辅 助蛋白;
G1期的后期DNA合成酶活性大大增加。
感受异常事件的感受器、信号
传导通路和效应器构成。
第二节 细胞周期的调控
三、细胞周期检验点:
2、影响细胞周期的事件 (1)DNA复制不完全 (2)纺锤体装配不正常 (3)DNA损伤
编码激活 P21转录
一种CKI
第二节 细胞周期的调控
三、细胞周期检验点:
•细胞分裂周期内共有三个检验点,分别处于G1、G2和M期。 •在G1期结束,通过比较细胞质体积与基因组的大小,核对细 胞是否有进入S期的条件,如通过检验,则激活启动点激酶, 进入S期,如未通过检验,则细胞进入G0期。 •G2期检验点主要检验MPF的浓度,确保细胞拥有足够的细胞 分裂相关的蛋白储备,并检查是否存在DNA复制错误。 •M期检验点主要核对纺锤体的转配是否正确。
一、一般概念 为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的、有
序的死亡。为更好地适应环境而主动争取的一种死亡过 程——“Apoptosis” 1、也被叫做“细胞程序性死亡” 2、细胞坏死(necrosis)——细胞受到急性强力伤害 时出现一系列由外至内的逐步崩溃坏死的过程。
第四节 细胞调亡的概念及生物学特征
类固醇激素直接进入细胞,与核内受体结合,调节有 关基因转录,对细胞凋亡起调控作用。 4、病原微生物——各种病毒等 5、多种理化因素——紫外线辐射、电离辐射、热休克等; 生化因素有:神经递质、神经酰胺等。 6、金属离子——
第五节 细胞调亡的过程及机理
二、凋亡信号的转导
第五节 细胞调亡的过程及机理
三、细胞色素c释放和凋亡相关酶的激活
第五节 细胞调亡的过程及机理