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细胞周期与调控
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§1 细胞周期与细胞分裂
• 细胞周期(cell cycle)概述 • 有丝分裂(mitosis) • 胞质分裂(cytokinesis) • 减数分裂(meiosis)
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1.1 细胞周期概述
• 细胞周期 • 细胞周期中各个不同时相及主要事件 • 细胞周期长短测定 • 细胞周期同步化
TC=TG1+TS+TG2+胞周期与调控
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• 事实上由于一个细胞群体中TC和各时相不尽相同， 第一个峰常达不到100%，以后的峰会发生衰减， PLM不一定会下降到零，所以实际测量时，常以 （TG2+1/2TM）-TG2的方式求出TM。
2. S 期：
DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构。
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Experimental demonstration of the coordinated Synthesis of DNA and histones.
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3. G2期：
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• 测定原理
待测细胞经3H-TDR标记后，所有S期细胞均被标记。 S期细胞经G2期才进入M期，所以起初PLM=0。 开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段 的细胞，已渡过G2期，所以从PLM=0到出现PLM的 时间间隔为TG2。
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DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和 RNA分子。
4. M 期：
细胞分裂期，真核细胞的细胞分裂主要包括：有 丝分裂和减数分裂。遗传物质和细胞内其他物质分 配给子细胞。
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1.1.3 细胞周期长短测定
• 脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 • 流式细胞仪测定法 • 缩时摄像技术
• 增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的休眠孢子 移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。
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2. 选择同步化
• 有丝分裂选择法 使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活
跃，有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿附着性低， 轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收 集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，可获 得一定数量的中期细胞。优点：操作简单，同步化程 度高，细胞不受药物伤害；缺点：效率低(占1%～2%) • 密度梯度离心法
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S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，到达到最高点的 时候说明来自处于S最后阶段的细胞，已完成M， 进入G1期。所以从开始出现M到PLM达到最高点的 时间间隔就是TM。
当PLM开始下降时，表明处于S期最初阶段的细胞 也已进入M期，所以出现LM到PLM又开始下降的一 段时间等于TS。
从LM出现到下一次LM出现的时间间隔就等于TC，
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• 有关名词
TG1：G1期的持续时间； TG2：G2期的持续时间； TS：S期的持续时间； TM：M期的持续时间； TC：一个细胞周期的持续时间； PLM：被标记分裂期细胞占所有分裂期细胞的百分比； TDR：胸腺嘧啶核苷，是DNA的特异前体，能被S期细胞 摄入，而掺进DNA中。通常使用3H或者14C标记的TDR。
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1.1.4 细胞同步化
• 自然同步化 • 人工同步化
选择同步化 诱导同步化
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1. 自然同步化
• 多核体：如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分 裂，形成多核体。疟原虫也具有类似的情况。
• 某些水生动物的受精卵：如大量海参卵受精后， 前9次细胞分裂都是同步化进行的。
• 不同细胞的细胞周期时间差异很大； • S+G2+M 时间变化较小，时间长短主要差别在G1期； • 有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期。
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4. 细胞分类
根据增殖状况，细胞分为三类：
• 连续分裂细胞（cycling cell）：如表皮生发层 细胞、部分骨髓细胞。
• 休眠细胞（G0细胞）：暂不分裂，但在适当的刺 激下可重新进入细胞周期，如淋巴细胞、肝、肾 细胞。
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1.1.1 细胞周期
1.概念：
• 细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所 经历的一个有序过程。其间细胞遗传物质和其他 内含物分配给子细胞。
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2. 细胞周期时相组成：
• 间期（interphase） G1 phase、S phase、G2 phase
细胞增殖的意义
• 细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。 • 单细胞生物：导致生物个体数量的增加。 • 多细胞生物：由一个单细胞（受精卵）分裂发育
而来，多细胞生物繁殖基础。 • 成体生物：主要取代衰老死亡的细胞， 维持个体
细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。 • 机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等。
• M phase 有丝分裂期（mitosis） 胞质分裂期（cytokinesis）
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• 细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转，在间期细 胞体积增大（生长），在M期细胞先是核分裂，接着 胞质分裂，完成一个细胞周期。
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3. 细胞周期时间
可以得到准确的细胞周期时间及分裂间期和分裂期 的准确时间。
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• 标记有丝分裂百分率法原理(Percentage
Labeled Mitoses, PLM) 对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射 自显影技术显示标记细胞，通过统计标记有丝分裂 细胞百分数的办法来测定细胞周期。
• 终末分化细胞：不可逆地脱离细胞周期，不再分
裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形
核细胞。
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1.1.2 细胞周期中不同时相及主要事件
• G1期 •S 期 • G2期 •M 期
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1. G1期：
与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多 种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝 集。