11章 细胞生长与增殖－杨

1、第11章 cell growth and proliferation细胞生长与增殖1细胞体积增大细胞数目增加细胞生长(cell growth)细胞分裂（cell division）2Frog Xenopus laevis3For the growth and development of a multicellular organism, and for the generation of offspring; Produce new organisms in unicellular species; Renew the aging, apoptotic cells, and damaged

2、tissue;第一节 细胞周期和细胞增殖（cell cycle & cell proliferation）一、细胞周期概述Cell cycle, cell life cycle, cell reproductive cycle细胞周期:是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个连续过程.4间期interphase有丝分裂期（M期,Mitotic phase）细胞周期G1期（DNA合成前期，Gap1）G2期（DNA合成后期,Gap2）S期（DNA合成期， DNA Synthesis )细胞周期四个连续的时期：G1期、S期、G2期、M期前prophase前中prometa

3、phase中metaphase后anaphase末telophase胞质分裂 cytokinesis5二、细胞周期各期的主要特征91.G1期DNA合成前期RNA和蛋白质合成 合成RNA是细胞进入S期的必要条件 合成DNA复制有关的酶等蛋白质合成细胞生长所需要的蛋白质,糖类,脂质等 蛋白质磷酸化细胞膜转运功能增强 中心粒开始复制10中心粒的复制期11G0期细胞分化相细胞G0期细胞不能分裂，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。12 G1期之末是细胞周期的一个关键时刻，细胞一旦通过就可以进入S期。 G0期细胞（暂不增殖细胞）： 在一般情况下不分裂，受到一定刺激后，可进入细胞周

4、期，开始分裂。G0期细胞根据细胞能否顺利通过G1期的限制点，可将高等动物的细胞分为三类：连续分裂细胞：细胞持续分裂，又称周期细胞，如表皮生发细胞、部分骨髓细胞。暂不增殖细胞：暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细胞。如淋巴细胞、肝、肾细胞等。不再增殖细胞：指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、多形核细胞等等。2.S期 (DNA合成期)DNA复制蛋白质合成 组蛋白合成与DNA复制同步进行新中心粒形成15新中心粒的形成163.G2期 (DNA合成后期)RNA合成蛋白质合成 主要合成与M期细胞结构和功能有关的蛋白质此时细胞核内DNA含量已经比G1期增加

5、一倍中心粒成熟,向两极分离17染色质凝集RNA合成停止，蛋白质合成下降。最后细胞分裂成两个相同的子细胞染色质染色体184.M期(分裂期)细胞周期各时相的生物化学变化三、 细胞增殖的方式(一)、无丝分裂（amitosis)(二)、有丝分裂（mitosis）(三)、减数分裂（meiosis）20(一)无丝分裂(amitosis, direct division)分裂过程中没有纺锤体和染色体的形成，无纺锤丝的出现，故名无丝分裂。是低等动物（如细菌）增殖的主要方式。间期的细胞直接一分为二无丝分裂与二分裂的区别二分裂 二分裂是一种生殖方式而不是分裂方式，属于无性生殖中的一种。 二分裂可以是纵裂，如眼虫；

6、也可以是横裂，如草履虫；或者是斜分裂，如角藻。 无丝分裂又称直接分裂，核分裂的过程不出现染色体和纺锤丝，遗传物质不一定能够平均分配给子细胞，与有丝分裂有很大区别，故称无丝分裂。分裂过程中有纺锤体和染色体的形成，有纺锤丝出现，故名有丝分裂。子细胞中遗传物质均等分配。是真核细胞主要的增殖方式。(二).有丝分裂(mitosis)The cells of a newt from a photo contest in Nature (408. 423, 2000). Chromosomes are stained blue, microfilaments are stained red, microtu

7、bules are stained green, and centrosomes are stained magenta.23与有丝分裂直接相关的亚细胞结构中心体（centrosome）是一种与微管装配和细胞分裂密切相关的细胞器。中心粒圆筒周围为中心粒外基质（pericentriolar matrix）Mammalian centrosome. C: centriole, MT: microtubule, NE: nuclear envelope, PCM: pericentriolar matrix.1.中心体24中心体与四射的微管合称为星体。中心体在细胞周期过程中也要进行复制，并经历一系列

8、的发育过程，称为中心体（或中心粒）周期（centrosome cycle ，centriole cycle）25中心体周期26The centrosome cycle consists of four phases that are synchronized to cell cycle; these include: centrosome duplication (G1/S), centrosome maturation (G2), centrosome separation (M), and centrosome disorientation (M/G1). 动粒（kinetochore）又

9、称为着丝点，是附着于着丝粒上的一种细胞器，而着丝粒则是指染色体主缢痕部位的染色质。2.动粒与着丝粒27着丝粒动粒复合体（centromere-kinetochore complex）内板外板中央区荧光照片显示染色体的动粒部分28纺锤体（spindle）是细胞分裂过程中的一种与染色体分离直接相关的细胞器。真核细胞有丝分裂或减数分裂过程中形成的中间宽两端窄的纺锤状细胞结构，主要由微管构成。3.纺锤体29产生于分裂前中期，在分裂末期消失。30Spindle polymerization极微管动粒微管星体微管又称间接分裂，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细胞分裂形式。前期（p

10、rophase）前中期（prometaphase）中期（metaphase）后期（anaphase）末期（telophase）胞质分裂（cytokinesis）31有丝分裂过程1.前期 (prophase)染色质凝集分裂极确定核膜、核仁解体 32前期是有丝分裂过程的开始阶段。中心体与其周围的微管一起被称为星体（aster）（相互独立，以中心为核）前期33染色质凝集成染色体 已复制的染色质纤维开始螺旋化，逐渐凝集成具有棒状或杆状的染色体。 因染色质上的核仁组织中心组装到了染色体中，导致rRNA合成停止，核仁逐渐分解最终消失。凝缩蛋白(condensin ）: 由5种亚基组成的蛋白复合体，与染色体

11、凝集的发生相关。 Smc分子呈卷曲螺旋结构，头部末端具ATP酶活性结构域，凝缩蛋白中的一个Smc分子穿越DNA螺旋结构，与另一Smc分子在尾部末端相连，形成的二聚体呈现V形，三种非Smc蛋白将两个Smc分子头部连接在一起，整个凝缩蛋白复合体形成一种环状结构。 凝缩蛋白分裂极确定 在前期，伴随着染色质的凝集，原分布于细胞同一侧的两个中心体开始沿核膜外围分别向细胞两极移动，它们最后所到达的位置将决定细胞分裂极。 中心体的极向移动需要多种马达蛋白的参与 。马达蛋白与中心体的极向移动动粒细胞核中心体染色体前期细胞模式图392.前中期 (prometaphase)核膜破裂纺锤体形成染色体与纺锤体相连40

12、核膜崩解标志着前中期的开始。重要事件是染色体形成X型染色体结构，其上动粒成熟，纺锤体（spindle）组装中心体前中期41 由两端星体，包括极间微管、动粒微管和星体微管组合形成纺锤样结构。中心体微管染色体解体的核膜前中期细胞模式图433.中期 （metaphase）染色体凝集程度最高染色体的着丝点排列在细胞中央赤道板（equatorial plate)上 -进入中期的标志纺锤体完全形成44染色体向赤道板上运动的过程，称为染色体整列（chromosome alignment）或染色体中板聚合（congression）。中期45徐道觉（Tao Chiuh Hsu，1917-2003）蒋有兴（Joe

13、 Hin Tjio，1919-2001）一些常见生物的染色体数目： 水稻24条、大豆40条、烟草48条、普通小麦42条、蚕豆12条、陆地棉52条、大麦14条、豌豆14条、茶树30条、玉米20条、马铃薯48条、人46条、高粱20条、甘薯90条、洋葱16条、马蛔虫4条 中期细胞模式图动粒微管中心体474.后期 （anaphase）姐妹染色单体在着丝粒处分离，并向细胞两极移动-后期开始的标志48动粒微管缩短，子代染色体移向细胞两极(2)星体微管向外的力将纺锤体两极拉开(1)极微管相互滑动将纺锤体两极推开哺乳动物细胞有丝分裂后期使子染色体分离的主要力量49后期50后期细胞模式图515.末期 telop

14、hase子染色体解凝集核仁再次出现核膜重新装配形成两个子细胞核52染色单体到达两极进入了末期末期53末期细胞模式图546.胞质分裂 (cytokinesis)细胞质成分分到两个子细胞区域细胞拉长最后产生两个子细胞55开始于细胞分裂后期，完成于细胞分裂末期。胞质分裂56胞质分裂模式图57分裂沟 (furrow)收缩环 (contractile ring)58分裂沟由肌球蛋白和肌动蛋白丝组成的收缩环59用抗肌动蛋白和抗肌球蛋白的抗体做免疫荧光染色，可见随分裂沟的形成。间期细胞末期细胞后期细胞中期细胞前期细胞有丝分裂DICCartoonVideo61前期中期末期后期动物细胞有丝分裂马蛔虫子宫横切片马

15、蛔虫受精卵有丝分裂各期又称成熟分裂(maturation division)，是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂形式。64(三)、减数分裂(meiosis)请问:这些成群结队的精子从哪里来的?形成部位：睾丸曲细精管中有大量原始的雄性生殖细胞精原细胞，每个精原细胞的染色体数目都与体细胞相同。精子的形成过程：1个精原细胞1个初级精母细胞2个次级精母细胞4个精细胞4个精子减间期长大减减变形有性生殖细胞的成熟DNA复制1次，细胞连续分裂2次，子代细胞中染色体数目比亲代减少一半。67 减数分裂两个过程减数分裂I (meiosis I): 完成染色体数目减半及遗传物质的交换。减数分裂II (meio

16、sis II)：姐妹染色单体分离。1.减数分裂（1）前期 （与有丝分裂相似）前期(prophase)中期I(metaphase)后期I (anaphase I)末期I (telophase I)胞质分裂681.减数分裂（1）前期前期(prophase)持续时间较长。其主要表现在分裂前期的染色体配对和基因重组以及其后的染色体分离方式等方面。可以将前期人为地划分为5个阶段。细线期偶线期粗线期双线期终变期 69细线期（leptotene）/凝集期（condensation stage）细线期（leptotene,leptonema）也称凝集期（condensation stage）形成染色线或染色粒

17、（chromomere）70主要事件：染色质开始凝集，核及核仁体积增大。偶线期（zygotene）/配对期（pairing stage）主要发生来自父母的同源染色体（homologous chromosome）配对（pairing）二价体（bivalent）（配对后）四分体（tetrad）（4条 染色单体 ）联会（synapsis）71主要事件：同源染色体配对，形成联会复合体。联会复合体（synaptonemal complex）在电镜下显示为三个平行的部分：侧生成分位于复合体两侧，电子密度较高；两侧生成分之间，为中央成分；侧生成分与中央成分之间由横向排列的纤维相连。7274联会复合体是同源染

18、色体配对过程中细胞临时生成的特殊结构，其装配最早发生于偶线期，在粗线期完成，双线期解聚，与同源染色体间的配对过程密切相关。 联会复合体组装粗线期（pachytene）同源染色体仍紧密结合，并发生等位基因之间部分DNA片段的交换和重组，产生新的等位基因的组合。重组结（recombination nodule）75主要事件：同源染色体片断的交换和重组。其发生可能与重组节的作用有关。重组结结构图76含有大量的与DNA重组相关的酶。在粗线期，细胞中也存在DNA的合成，叫做P-DNA，它与交换中DNA链的修复、连接有关。P-DNA大小约为1001000bp，编码一些与DNA点切（nicking）和修复（

19、reparing）有关的酶类。粗线期另一个重要的生化活动是，合成减数分裂期专有的组蛋白。在许多动物的卵母细胞发育过程中，粗线期还要发生rDNA扩增。7778同源染色体片断的交换和重组交叉互换：四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生部分片段的交换现象。双线期（diplotene，diplonema）主要事件：联会复合体（SC）逐渐消失，同源染色体相互分离，残留一些接触点交叉。80持续时间一般较长，其长短变化很大,不同物种150年不等。终变期（diakinesis）端化（terminalization）：到达终变期末，同源染色体之间仅在其端部和着丝粒处相互联结。染色体高度凝集，核仁消失，核膜破裂

20、，纺锤体形成，染色体开始移向赤道面上。81（2）中期（metaphase）核膜破裂，标志着中期的开始。纺锤体开始组装。四分体排列于赤道板。82与有丝分裂的区别在于，虽然此时每一染色体有两个动粒，但与它们相连的动粒微管均位于纺锤体的同一侧面。83返回有丝分裂中期（3）后期同源染色体对相互分离并向两极移动，标志着后期(anaphase)的开始。移向两极的同源染色体均是含有两条染色单体的二倍体。The homologous chromosomes are pulled to the poles by active sliding of the microtubules. This results i

21、n the separation of the homologous chromosomes to separate cells.85有丝分裂后期人类细胞有23对染色体，从理论上讲将会产生多少种不同的排列方式?22387（4）末期，胞质分裂和两次减数分裂之间的间期染色体移至 两极，去凝集，核膜核仁重建，形成两个子细胞，染色体数目减半。减数分裂间期（interkinesis）较短，无DNA复制。立即准备进行第二次减数分裂。882. 减数分裂第二次减数分裂过程与有丝分裂过程非常相似。即经过分裂前期、中期 ，后期、末期和胞质分裂等几个过程。在第二次减数分裂结束时，一个亲代细胞共形成4个子细胞，各子细

22、胞中染色体数目与分裂前相比，均减少了一半，子细胞间在染色体组成及组合上也存在差异。经过第二次减数分裂，共形成4个子细胞。在雄性动物，4个子细胞大小相似，称为精子细胞，雌性动物减数分裂仅形成一个有功能的卵细胞。高等植物减数分裂与动物减数分裂类似。89间期间期间期间期间期间期精原细胞体积增大染色体复制，形成初级精母细胞减数第一次分裂前期前期减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期减数第一次分裂同源染色体联会同源染色体的两两配对现象叫做联会。前期减数第一次分裂 同源染色体联会，四分体出现四分体（含四条染色单体）减数第一次分裂联会后的每对同源染色体含有四个染色单体叫做四分体前期 一个四分

23、体 = 对同源染色体 = 条染色体 = 条染色单体一两四交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体之间发生交叉，并且相互交换一部分染色体。同源染色体间发生了遗传物质的重组。aa,bb,减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期减数第一次分裂中期同源染色体排列在赤道板上减数第一次分裂中期有丝分裂比较减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期同源染色体分离减数第一次分裂后期与有丝分裂比较AB,A,B返回继续非同源染色体 自由组合AA,BB,AA,B,B减数第一次分裂后期减数第

24、一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期减数第一次分裂末期减数第一次分裂末期减数第一次分裂末期 形成两个次级精母细胞，染色体数目减半末期减数第一次分裂次级精母细胞中 无同源染色体减数第二次分裂减数第二次分裂 间期短或无染色体不复制减数第二次分裂 间期短或无染色体不复制减数第二次分裂 间期短或无染色体不复制染色体的着丝点排列在赤道板上减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期 着丝点分裂，染色体一分为二，姐妹染色体向两极移动减数第二次分裂后期减数第二次

25、分裂后期减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期减数第二次分裂末期减数第二次分裂末期减数第二次分裂末期减数第二次分裂末期减数第二次分裂末期 分裂结果形成 四个精细胞减数第二次分裂 与原来相比每个精细胞染色体数目减半末期 精细胞变形 形成四个蝌蚪 状的精子160161 细胞周期的进程是高度有序及不可逆的，受到细胞内外多种因素严格的调节、控制。四、细胞周期的调控（一）细胞周期重要的调节因子1. 细胞周期蛋白(cyclin)（1）细胞周期蛋白的概念 是指随细胞周期的变化呈周期性的出现与消失，控制细胞周期运行的一组蛋白质。细胞周期蛋白G1期周期蛋白：cyclinDG1/S周期蛋白：cyclinES期周期蛋

26、白： cyclinA 存在于所有真核细胞中 M期周期蛋白：cyclinB（2）细胞周期蛋白类型SpeciesG1G1/SSMS. cerevisiaeCln3 (Cdk1)Cln 1,2 (Cdk1)Clb 5,6 (Cdk1)Clb 1,2,3,4 (Cdk 1)S. pombePuc1? (Cdk1)Puc1, Cig1? (Cdk1)Cig2, Cig1? (Cdk1)Cdc13 (Cdk1)D. melanogastercyclin D (Cdk4)cyclin E (Cdk2)cyclin E, A (Cdk2,1)cyclin A, B, B3 (Cdk1)X. laeviseit

27、her not known or not presentcyclin E (Cdk2)cyclin E, A (Cdk2,1)cyclin A, B, B3 (Cdk1)H. sapienscyclin D 1,2,3 (Cdk4,6)cyclin E (Cdk2)cyclin A (Cdk2,1)cyclin B (Cdk1)细胞周期蛋白类型 细胞周期蛋白框： aa组成保守，由100个左右aa残基组成。介导周 期蛋白与周期蛋白依赖性激酶形成复合物。 破坏框: 由9个aa残基构成，介导cyclinA、B的快速降解。 PEST序列：介导cyclin发生降解。（3）细胞周期蛋白的结构细胞周期蛋白的

28、结构2. 周期蛋白依赖性激酶 (cyclin dependent kinase ,Cdk) （1）周期蛋白依赖性激酶的概念 为一类能被细胞周期蛋白激活、调节细胞周期活动的激酶。周期蛋白依赖性激酶（2）周期蛋白依赖性激酶的活化 无活性的Cdk分子中含有一弯曲的T环结构，将Cdk的袋状催化活性部位入口封闭，阻止了蛋白底物对活性位点的附着。 Cdk与cyclin结合使T环结构位移、缩回，Cdk底物附着位点由此转向其袋状催化活性部位分布，Cdk具有了部分活性。 Cdk将完全激活还需 T环上的特定位点发生磷酸化。周期蛋白依赖性激酶的活化3. cyclin-Cdk复合物对细胞周期的调控 cyclin-Cd

29、k复合物是细胞周期调控体系的核心；其周期性的形成及降解，引发了细胞周期进程中特定事件的出现，并促成了G1期向S期、G2期向M期、中期向后期等关键过程不可逆的转换。（1） cyclin-Cdk复合物结构与功能结构：调节亚单位: cyclin 催化亚单位: Cdk功能：在细胞周期不同阶段,选择性地磷酸化不同蛋白,进而对细胞周期进程进行调节。（2）cyclin-Cdk复合物在G1/S转化中的作用 限制点:G1晚期的一个特定时期，只有越过此点，细胞才能进入S期。 在G1期起主要作用的cyclin-Cdk复合物是由G1期周期蛋白D、E与Cdk4/6结合构成，这些复合物能使G1晚期的细胞跨越限制点，向S期

30、发生转换。 cyclin-Cdk复合物 cyclin D在G1/S转化中的关键作用 在一些向S期转变的G0期细胞中，存在cyclinD的转录及表达，而当cyclinD抗体加入后，G0期细胞的这一转变将受阻。 cyclin-Cdk复合物在G1/S转化中的关键作用 cyclinD首先在细胞中大量合成，Cdk4、6与其结合，通过激酶活性磷酸化Rb蛋白，使其失活。 与Rb蛋白结合的转录因子E2F被释放，S期启动相关的基因开始转录，G1/S期、S期cyclin大量合成，G1/S-Cdk、S-Cdk复合物活化，致使与DNA复制相关的蛋白及酶大量的合成，DNA复制启动，细胞进入S期 。 cyclin D在G

31、1/S转化中关键作用的有关机制（3） cyclin-Cdk复合物对S期的调节 cyclinA-Cdk复合物是S期中最主要的cyclin-Cdk复合物，能启动DNA的复制，并阻止已复制的DNA再发生复制。 当细胞进入S期后，cyclin-Cdk复合物发生的主要变化包括：cyclinD/E-Cdk复合物中的cyclin发生降解、cyclinA-Cdk复合物形成。因cyclinD/E的降解是不可逆的，使得已进入S期的细胞将无法向G1期逆转。 cyclinA-Cdk复合物启动DNA复制的机制，目前认为与真核细胞DNA分子复制起始点及其附近DNA序列上一个由多种蛋白构成的结构，即前复制复合体有关。 cy

32、clinA-Cdk复合物利用其激酶活性可使ORC发生磷酸化，由此激活复制起始点，DNA合成启动。 cyclinA-Cdk复合物启动DNA复制 2001年，美国人LelandHartwell、英国人Paul Nurse、TimothyHunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。（4） cyclin-Cdk复合物对M期的调节 成熟促进因子（MPF）： 为cyclinB-Cdk复合物，在启动M期起着关键作用。 a. MPF的发现 有丝分裂促进因子（M-Phase-promoting，MPF ）： M期及间期细胞融合：间期细胞染色质均会出现早熟凝集，都能向M期转换。MPF是70年代早期由日

33、本科学家Yoshio Masui在青蛙卵中发现的染色质早熟凝集 显微注射非洲爪蟾成熟卵细胞胞质到未成熟的、处于G2期的爪蟾卵母细胞中，这些细胞将被诱导向M期转化，进而成熟。 MPF 在G2期活化，通过磷酸化一系列有丝分裂必须的蛋白，促进细胞进入M期。成熟促进因子（maturation promoting factor, MPF）187b. MPF活性的周期性变化MPF活性增加：细胞进入M期MPF活性达高峰（M期中期）：染色单体分开MPF活性下降： 细胞退出M期c. MPF启动M期的相关分子机制 MPF中Cdk1为一种Ser/Thr（丝氨酸/苏氨酸）激酶，可催化蛋白质Ser与Thr残基磷酸化，是

34、MPF的活性单位。 在细胞由G2期进入M期后，依赖于其蛋白激酶活性，MPF可对M期早期细胞形态结构变化产生直接或间接的作用。 MPF可通过磷酸化组蛋白H1上与有丝分裂有关的特殊位点，诱导染色质凝集，启动有丝分裂。 MPF也可直接作用于染色体凝缩蛋白，散在的DNA分子结合于磷酸化的凝缩蛋白上后，沿其表面发生缠绕、聚集，介导了染色体形成超螺旋化结构，进而发生凝集。 核纤层蛋白也是MPF的催化底物之一，lamin经MPF作用后，其特定的丝氨酸残基可发生高度磷酸化，由此引起核纤层纤维结构解体，核膜崩裂成小泡。 MPF也能对多种微管结合蛋白进行磷酸化，进而调节细胞周期中微管的动态变化，使微管发生重排，促

35、进纺锤体的形成。 MPF的磷酸化作用细胞周期蛋白的周期性变化机制泛素化降解 Cdk类型 结合的cyclin 主要作用时期 作用特点 Cdk1 cyclinA G2 促进G2期向M期转换 cyclinB G2 、M 磷酸化多种与有丝分裂 相关的蛋白，促进G2期 向M期转换 Cdk2 cyclinA S 能启动S期的DNA的复制， 并阻止已复制的DNA再发生 复制 cyclin E G1晚期 使晚G1期细胞跨越限制点 向S期发生转换 Cdk3 ? G1 Cdk4 cyclinD(D1D2D3) G1中、晚期 使晚G1期细胞跨越限制点 向S期发生转换 Cdk5 ? G0？ Cdk6 cyclinD(

36、D1D2D3) G1中、晚期 使晚G1期细胞跨越限制点 向S期发生转换 cyclin-Cdk复合物对细胞周期调节总结194195（二） 细胞周期检测点监控细胞周期的活动1. 细胞周期检测点（checkpoint）概念 为了保证细胞染色体数目的完整性及细胞周期正常运转，细胞中存在着一系列监控系统，可对细胞周期发生的重要事件及出现的故障加以检测，只有当这些事件完成、故障修复后，才允许细胞周期进一步运行，该监控系统即为检测点。(Option I) Cell cycle arrest DNA repair Continue cell cycleG1 DNA damage checkpoint(Opti

37、on II) Apoptosis 包括未复制DNA检验点1、纺锤体组装检验点1、染色体分离检验点1及DNA损伤检验点3。 细胞周期检验点类型198（1）G1/S期检验点(R点) 监测细胞生长状态、环境条件、DNA损伤情况（2）S期检验点 监测DNA复制有没有完成（3）G2/M期检验点 监测细胞生长状态、环境条件、DNA损伤情况（4）M期检验点 监测纺锤体有没有组装好199 检测点类型 作用特点 与作用相关的主要蛋白质未复制-DNA检验点 监控DNA复制，决定细胞是否 ATR、Chl1、 Cdc25、 进入M 期 cyclinA/B-Cdk1纺锤体组装检验点 监控纺锤体组装，决定细胞是否 进入后

38、期 Mad2、APC、securin染色体分离检验点 监控后期末子代染色体在细胞中的 位置，决定细胞是否进入末期及 Tem1、 Cdc14、M期cyclin 发生胞质分裂 DNA损伤检验点 监控DNA损伤的修复，决定细胞 ATM/ATR、ChK1/2、p53 周期是否继续进行 Cdc25 、cyclinE/A-Cdk2细胞周期检验点的特点及作用机制 （P169，Fig11-14） 2001. 生长因子（Growth factor） 生长因子是一类由细胞自分泌或旁分泌产生的多肽类物质，在与细胞膜上特异性受体结合后，经信号传递可激活细胞内多种蛋白激酶，促进或抑制细胞周期进程相关蛋白的表达，参与细胞

39、周期的调节。 生长因子的作用为细胞周期正常进程所必需。G1期早期的细胞如果缺乏生长因子的刺激，将不能向S期转换，转而进入静止状态，成为G0期细胞。（三）与细胞周期调控相关的其他因子2. 抑素（chalone）。 抑素是一种由细胞自身分泌的，能抑制细胞周期进程的糖蛋白，主要在G1期末及G2期对细胞周期的产生调节作用。 抑素可通过与细胞膜上特异性受体结合，引起信号的转换及向胞内的传递，进而对细胞周期相关蛋白的表达产生影响。 3. MicroRNA (miRNA)与细胞周期的调控 新近研究表明，在机体发育及生理过程中有重要作用的MicroRNA (miRNA)，也参与了对细胞周期的调控。 通过调节c

40、yclin、Cdk、CKI等的表达，miRNA可直接影响细胞周期的进程，尤其是G1向S期的转换。MicroRNA (miRNA)与细胞周期的调控 在细胞周期的进程中，多种蛋白或酶直接或间接地参与了细胞周期事件的调控，编码这些蛋白或酶的基因有规律、特异性的表达构成细胞周期调控的遗传基础。（四）细胞周期调控的遗传基础1. 细胞分裂周期基因（cell division cycle gene，Cdc gene） 细胞分裂周期基因是一类产物表达具细胞周期依赖性或直接参与了细胞周期调控的基因，主要包括前面述及的，处于细胞周期调控中心地位的cyclin、Cdk及CKI等基因。 与DNA复制密切相关的DNA聚

41、合酶基因、DNA连接酶基因均属Cdc基因。 通过弥补酵母Cdc基因突变的方法可将Cdc基因分离。 用野生型酵母基因库的DNA片段构建质粒，并将其转染入上述温度敏感突变株细胞中，将突变细胞置于高温下培养，仅有少数突变细胞中因转入了野生型细胞Cdc基因，可以存活并增殖成克隆。而大多数突变细胞因转入的是其他非Cdc基因，而不能增殖。 将含有Cdc基因的突变细胞中的质粒分离后，即可对其所携带的Cdc基因并加以分析、鉴定。 Cdc基因的分离2. 癌基因（oncogene） 癌基因是一类在正常情况下为细胞生长、增殖所必需，突变或过度表达后将导致细胞增殖异常，引起癌变的基因。 癌基因产物可分为生长因子类蛋白

42、（sis基因的产物）、生长因子受体类蛋白（V-erb-B、c-fms、trk等基因的产物）、与细胞内信号转导相关的蛋白（raf、mos等基因的产物）及转录因子类蛋白（c-jun、c-fos、c-myc等基因的产物）。 3. 抑癌基因（antioncogene） 抑癌基因为正常细胞所具有的、一类能抑制细胞恶性增殖的基因。 这类基因编码的蛋白质通常能与转录因子结合或本身即为转录因子，可作为负调控因子，从多种途径影响细胞周期相关蛋白的合成及DNA复制，调节细胞周期的进程。 212真核细胞周期运转调控 依赖于：CDK和cyclin等的调控 检验点的反馈调控G1SG2MThe summary of cell-cyc