2023年知识点汇总细胞周期

IV细胞周期知识点汇总:核心知识点(约占考试总分值的６０%）：281２1７21313236４０普告知识点(约占考试总分值的３0%)：1567９1０11141９20222４2６２729３０3５4２4449扩展知识点(约占考试总分值的１0%)：３41315１618232528３3343738３941４３４54６4７48１细胞周期的定义及连续时间A定义:细胞从一次分裂完毕开始到下一次分裂结束所经历的全过程B连续时间:细胞周期的连续时间在不同的细胞种类里差别很大,这种差别重要是由于G1期连续时间的多变性导致的。2细胞周期的时期划分A整个细胞周期分为分裂期（M期)和分裂间期（间期)。Ｂ间期分为G1期、S期和G2期CM期涉及两个重要的分裂事件，分别是核分裂（mitoｓis)和胞质分裂(cｙｔokｉｎesｉs）。D核分裂分为五个时期：前期(prophase)、前中期(promｅｔaphase)、中期（ｍｅtａphａse)、后期(anaphａse）和末期(telｏpｈａse）E胞质分裂期相对独立，发生于核分裂后期，完毕于核分裂末期结束之后,是M期真正的终点。3间期的物质储备Ａ间期是细胞周期中为M期做物质储备的时期，该时期从外界摄取大量的营养物质，合成代谢旺盛。BS期细胞合成DNA,是遗传物质的储备时期。CG1期和G2期细胞合成除ＤNA以外的其他蛋白和细胞结构组分,是非遗传物质的储备时期。4基于细胞周期的细胞分群Ａ周期中细胞(cycｌingｃelｌ)：细胞周期连续运转,细胞连续分裂。如上皮组织的基底层细胞。BG0期细胞/静止期细胞(quｉeｓceｎtcｅlｌ):在G1期细胞暂时脱离细胞周期进入Ｇ0期,停止细胞分裂。一旦受到信号指使,会快速返回细胞周期并分裂增殖。如结缔组织的成纤维细胞。Ｃ终末分化细胞:分化限度很高,一旦特化定型后,终生不再分裂,只执行特定的功能。如骨骼肌细胞。５细胞周期调控系统（cellcyclecontrolsysｔem）及检查点(cｈeckpoｉnts)Ａ细胞周期调控系统:由一系列细胞周期调控蛋白组成的调节细胞周期运营的网络系统，可以接受上游调控信号和下游反馈信号并触发或延迟细胞周期中某一特定事件的发生。Ｂ检查点:细胞周期的调控点，检查细胞从一个周期时相进入下一个周期时相的条件是否适合。6细胞周期调控系统的组成及运作模式A细胞周期调控系统由三部分组成，分别是上游调控蛋白，核心调控蛋白和效应蛋白。B核心调控蛋白涉及两类蛋白家族,分别是周期蛋白(cyclin）和周期蛋白依赖性蛋白激酶（ｃｙｃlin-ｄｅpendentｋiｎasｅ，CDK)。C周期蛋白不具有酶活性,其浓度随着细胞周期的运营而周期性的变化。每一种周期蛋白都能与特定的CDK结合形成cｙclin－ＣＤＫ复合物（cyclin-ＣDKｃｏmplex）。DＣDK具有激酶结构域，然而游离的CＤK蛋白不具有激酶活性，其激酶活性必须在cｙclin-CDK复合物内才干被激活，因此虽然CDK的蛋白浓度在整个细胞周期内相对恒定，但其激酶活性仍然随着细胞周期的运营而周期性的变化。一种cycｌiｎ-CDＫ复合物只在细胞周期内的某个特定期期表现活性，从而对细胞周期的不同时期进行调节。Ecyｃliｎ-CDK复合物的底物是一系列效应蛋白,这些效应蛋白在被ｃｙclｉn-CDK磷酸化后直接参与细胞周期中各细胞事件的启动与运营。Ｆcｙｃｌin的浓度和ｃycliｎ-CDK的激酶活性的周期性变化依赖于上游调控蛋白的调控作用，这些调控作用重要有三种:CDK的磷酸化和去磷酸化，Cｙcliｎ的泛素化降解,CＤK克制因子对CＤK酶活性的克制作用。7哺乳动物细胞cｙclｉｎ的重要种类及其周期性变化曲线A哺乳动物细胞内的cycliｎ有很多种,其中较重要的cycliｎ有四种：ｃyｃlinＡ，cyｃlinB，cｙclｉnD，cyclｉｎE。Ｂ四种cｙｃｌiｎ在细胞周期内的浓度变化曲线如下图:CｃycｌｉnA的合成起始于Ｇ１期初期,浓度峰值维持在Ｓ期和G２期，降解发生在M期初始。ＤCycｌiｎB的合成起始于G1期晚期,浓度峰值维持在M期的前期和中期阶段，降解发生在Ｍ期的后期，降解速度极快。EＣｙclｉnD在整个细胞周期中连续表达并维持在一个相对稳定的浓度水平上。FCyclｉnＥ的合成起始于G1期初期,浓度在G１期晚期达成浓度峰值后逐渐下降,到G2期晚期降至最低点，降解速度缓慢。8哺乳动物细胞CＤK的重要种类及细胞周期中的几个关键性cｙcｌin-CDＫ复合物A哺乳动物细胞内的ＣDＫ有很多种，其中较重要的CDK有四种:CＤK1，CDＫ2,ＣDK４，CDＫ6。B四种CDK与相应的cycliｎ结合形成了细胞周期调控中四种关键性的cyclin-CDK复合物，按照其起作用的重要时期命名为：G1-CDＫcｏｍpｌex，G１/Ｓ-CＤKcomplex,S-CDKｃｏmｐlｅx,Ｍ-CDKcomplex。组成这些复合物的ｃyclｉｎ和CＤＫ组分如下表：9cｙclin的分子结构特性Aｃycｌin分子重要包含三种特性序列,分别是：周期蛋白框，破坏框和PEＳT序列。Ｂ周期蛋白框在所有cyclin分子中都存在，是ｃｙcliｎ与相应CDＫ的结合位点。Ｃ破坏框在部分ｃycｌｉn分子中存在，如ｃｙclinA和cyclinB。破坏框在APC介导的泛素化降解途径中起到关键性作用。ＤPＥST序列在部分ｃyclｉｎ分子中存在,如cyｃｌinＤ和cyclinE。PESＴ序列在SCＦ介导的泛素化降解途径中起到关键性作用。10CDＫ的分子结构特性AＣDＫ分子重要包含两种特性序列，分别是：CDK激酶结构域和PSTＡIＲE序列。BＣDK激酶结构域在所有CDＫ分子中都存在,是决定CＤK激酶活性的关键性结构域。ＣPSTAＩRE序列是ＣDＫ激酶结构域内一段高度保守的蛋白序列,目前被认为与ｃyｃlin和CＤＫ的结合有关。1１以cycｌin为靶点的上游泛素化降解调控途径A细胞内的ｃyｃlｉｎ浓度周期性变化由蛋白合成与降解共同控制,在浓度上升阶段蛋白合成起重要作用，在浓度减少阶段蛋白降解起重要作用。蛋白合成是相应基因表达的结果，蛋白降解是通过上游调控蛋白对ｃyclin的泛素化来实现的。B细胞内以cｙclｉn为靶点的泛素化降解途径有两条，分别是APＣ泛素化降解途径和SCF泛素化降解途径。CAPC泛素化降解途径重要发生在M期，通过APC降解的cyｃlin重要是ｃyclｉｎＡ和cycｌinB，起关键性作用的cyclin结构域是破坏框。DSCF泛素化降解途径重要发生在间期，通过SCF降解的cycｌｉn重要是cyclinD和cｙｃliｎE，起关键性作用的cycliｎ结构域是PEST序列。Ecycｌin的泛素化降解会导致cyclin-CＤK复合物的解体及其激酶活性的消失。１2以CＤK为靶点的上游磷酸化调控途径A随着cｙclin浓度的升高，相应的ｃｙcｌin-CDK复合物浓度也随之升高,但这种复合物是无酶活性的，需要上游磷酸化调控来激活其激酶活性。B以CDK为靶点的上游磷酸化调控途径包含磷酸化和去磷酸化两个环节，介导磷酸化的上游调控蛋白是克制型CDK激酶（iｎhibiｔoryＣDKkinase)和激活型CDＫ激酶（acｔivatｉnｇCDＫkiｎａsｅ）,介导去磷酸化的上游调控蛋白是激活型CDK磷酸酶（actiｖaｔingCＤKphｏｓphatase)。CCDK分子上有三个氨基酸位点可被上游调控蛋白磷酸化。其中两个是克制型磷酸化位点，可以被克制型CDK激酶磷酸化并能被激活型CＤＫ磷酸酶去磷酸化；另一个是激活型磷酸化位点，可以被激活型CＤK激酶磷酸化。D两种类型的磷酸化位点中,克制型磷酸化位点在对CＤK激酶活性的调节过程中占主导地位。E克制型ＣDK激酶和激活型CDK激酶在整个细胞周期内都以活性形式存在,当ＣDK与cyclｉn结合形成复合物之后立刻被两种类型的CＤK激酶磷辨认,使得三个磷酸化位点均被磷酸化。由于两个克制型磷酸化位点占主导地位,此时的cyｃｌiｎ-CＤＫ复合物仍然不具有激酶活性。Ｆ在细胞周期进行到相应时刻，激活型CDＫ磷酸酶被活化,将CDK分子上的两个克制型磷酸分子移除。此时cｙclin-CＤK复合物的激酶活性被激活。Ｇ激活后的cyｃlin－CDK复合物在完毕细胞周期调控任务后随着cyclin的降解而解体,酶活性消失。H对于ＣDK1分子和由其组成的M-CＤＫ复合物,其相应的上游调控蛋白分别是：wｅe1（克制型CDK激酶)，CAK(激活型CＤK激酶)和ｃdｃ２5c（激活型ＣDK磷酸酶）。CDＫ1分子上的两个克制型磷酸化位点分别是Thr14和Tｙr15,一个激活型磷酸化位点是Thr161．1３CDK克制因子（CKI)与细胞周期检查点（ｃhｅckpｏints)Ａ除上游磷酸化调控途径外,细胞内还存在一类对CDK活性起负调控作用的蛋白质，称为ＣDK克制因子（ＣKI）。ＢCKI在上游调控信号或下游反馈信号的刺激下,与cyclin-ＣDK复合物直接结合并克制其激酶活性。ＣCKI对ＣDK激酶活性的调节作用在级别上高于上游磷酸化调控途径，重要功能是在细胞周期检查点中强行中止细胞周期的运营。因此CKI也被称为细胞周期的分子闸(ｍoleculaｒbraｋｅ）14S期DNA复制的启动与调控AS期DＮA复制的启动与调控共分为四个阶段，分别是：①复制起点的辨认②复制前复合物的组装及执照因子发行③复制前复合物的解体④DNA复制启动B复制起点的辨认：细胞内存在一种多亚基复合物，称为复制起点辨认复合物（OＲＣ)。ORC在整个细胞周期内都以活性形式存在并始终与DNA复制起点序列结合。ORC是其他复制起始调控蛋白在复制起点募集的平台。C复制前复合物（PRC）的组装及执照因子发行：在M期晚期到Ｇ１期初期,cdｃ６结合到ORC上并以ＯRＣ为平台进一步募集一系列蛋白亚基在该位点组装成PＲC,组成PRC的蛋白亚基中包含一类重要的蛋白——Mcm蛋白，也被称为执照因子，Ｍｃｍ蛋白在ORＣ上的组装标志着DNA复制已经处在准备状态(ｒｅａdytｏｆire）。6个Mcm蛋白分子在ORＣ上组装成的环形多聚物即为DNA复制时的解旋酶复合物（红色字部分不在规定掌握的范围内）D复制前复合物的解体:在Ｓ期起始阶段,S-ＣDK复合物活化并磷酸化ｃdc6,ｃｄｃ6的磷酸化进一步诱导该蛋白的迅速降解，从而导致PRＣ的解体。EDNA复制启动：ＰRC解体后Mcm蛋白仍然停留在ＯＲC上,并在S－CDK复合物的调控下与其他蛋白亚基共同构成DNA复制起始复合物,启动ＤNA复制反映。Ｆcdｃ６在PＲＣ组装过程中充当“胶水”的角色,cdc6不在的话ＰＲC就无法组装。由于S－ＣＤＫ在整个S期均有活性,因此cdc6在S期内均处在低浓度状态，无法启动PRC在OＲC上的组装，保证了在DNA合成过程中,每个复制起点只启动一次复制反映。在M期晚期和G1期初期,由于S-CDＫ的失活，cdc6重新恢复到高浓度状态，启动了PRC再ORC上的组装,为下一轮DNＡ复制做准备。１5Sｍｃ复合物与染色体结构组织A不同水平的染色体高级结构的组织是依赖于不同的Sｍc(sｔruｃtuｒalmａｉntｅｎａnceofchｒｏmosｏme)蛋白复合物来维持的。BSmc蛋白复合物以二聚体的形式介导染色质分子的交联,交联过程需要AＴP的参与。CSmc蛋白复合物重要有两类，分别是黏连蛋白（cohesｉn）和凝缩蛋白(cｏndensin）。黏连蛋白介导S期姐妹染色单体间的交联,凝缩蛋白介导Ｍ期前期染色质的凝缩。16DＮA损伤检查点（DＮAdaｍagｅｃheckpoints)Ａ细胞周期内的DNA损伤检查点有三处,分别位于Ｇ1期,S期和Ｇ2期。BG1期DNA损伤检查点重要检查在S期DNA合成前模板DNＡ的损伤情况。模板ＤNA损伤可以激活p５3蛋白,活化的p53蛋白作为转录因子进一步激活ｐ２１基因的表达,ｐ21蛋白是一类ＣＤＫ克制因子，可以特异的与G1/S－CＤK复合物和S－CＤK复合物结合并克制其激酶活性,从而使细胞周期停止于G1期。CS期DＮA损伤检查点重要检查在S期ＤNA合成时出现的DＮA损伤或复制叉的停滞现象，DNA损伤或复制叉停滞可以通过一系列信号转导途径诱导cdc2５ａ的降解，ｃdc２5a是S-ＣDK复合物的激活型磷酸酶,cdc25a的降解导致S-CDK复合物失活，细胞周期停止于S期。DG2期ＤNA损伤检查点重要检查在细胞分裂前的DNA损伤情况，DNA损伤可以通过一系列信号转导途径诱导ｃdｃ２5ｃ的降解,cdc25ｃ是M－ＣDK复合物的激活型磷酸酶,cdc25ｃ的降解导致M-CＤK复合物的失活，细胞周期停止于G２/M交界处，无法顺利进入M期。17Ｍ－CDＫ复合物活性的调控过程AM-CＤK复合物重要由CDK1和cyclｉnB组成。Ｂ在Ｍ期后期和G1期初期，cyclinB浓度很低，ＣDK１以游离形式存在于细胞质中，三个磷酸化位点(Thr14，Ｔyr1５和Ｔｈr161)均无磷酸分子结合。CcｙcｌinＢ基因表达起始于Ｇ1期晚期,随着cｙcliｎＢ浓度的升高,M-ＣＤK复合物的浓度也随之升高。新形成的M-CDK复合物上的三个磷酸化位点被磷酸化。其中两个克制型磷酸化位点(Thr1４和Tyr15)的磷酸化由ｗee1催化,一个激活型磷酸化位点（Ｔhｒ161)的磷酸化由CＡK催化。D在G2/M交界处,cdc25ｃ被活化并催化Thr１4和Ｔyr１５位点的去磷酸化,M-CDＫ的激酶活性被启动，活化后的M-CDK对上游的cdc25c有正反馈调节作用，进一步加速M-ＣDK的活化速度,形成M-CDK活性的爆炸式增长，促使细胞快速进入Ｍ期。E在M期中期/后期交界处,APC被活化并催化cycｌｉnB的降解,M－CDK复合物失活并解体,细胞进入Ｍ期后期。ＦM-CDＫ解体后CＤK1重新游离于细胞质中,Thr161位点去磷酸化。18M-CDK的重要底物（效应蛋白）AM-CDK的活化导致一系列底物效应蛋白的磷酸化，从而启动一系列Ｍ期细胞事件。其中较重要的两种底物效应蛋白分别是：组蛋白H1和核纤层蛋白。B组蛋白H1的磷酸化介导了M期前期的染色质凝缩过程。Ｃ核纤层蛋白的磷酸化介导了M期前中期的核膜崩解过程。19M期的两套临时性分裂装置分别是:纺锤体（spinｄｌe)和胞质收缩环(conｔraｃtｉｌring）２０哺乳动物细胞M期各时期特点概述ＡM期涉及两个重要的分裂事件，分别是核分裂（ｍｉtｏsis）和胞质分裂(cytokiｎesis）。Ｂ核分裂分为五个时期:前期(ｐｒｏｐhａsｅ)、前中期（ｐrometaphase）、中期（mｅtａphase）、后期(anａpｈaｓe）和末期(tｅｌophasｅ)C胞质分裂期相对独立，发生于核分裂后期，完毕于核分裂末期结束之后,是M期真正的终点D前期:染色质开始凝缩,间期复制完毕的两个中心体开始分离，纺锤体在核外开始装配。E前中期：染色质进一步凝缩，核膜崩解，纺锤体微管进入核区域完毕核内装配。染色体在纺锤体微管的作用下开始向纺锤体赤道面移动,即纺锤体整列。F中期:染色质凝缩限度达成最高,染色体整列完毕,所有染色体都排列在纺锤体赤道面上。Ｇ后期:姐妹染色单体分离,在纺锤体微管的作用下向两极移动。纺锤体两极间的距离也进一步拉大。H末期：染色体到达两极并开始解聚,新的核膜在染色体表面开始装配。I胞质分裂期:纺锤体赤道面边沿皮层区域出现胞质收缩环结构,胞质收缩环不断收缩直至将整个细胞质一分为二。21纺锤体的结构Ａ纺锤体（ｓｐindle）是由分裂极和微管组成的双极化微管网络结构。Ｂ动物细胞的纺锤体分裂极是具有中心粒的中心体,在纺锤体分裂极建立过程中，中心体分离并向四周辐射微管,最终形成两个星体结构并拟定了纺锤体的两个分裂极，因此动物细胞的纺锤体也叫做有星纺锤体。C植物细胞的纺锤体分裂极是微管负极端在交联蛋白的作用下聚集而成,在纺锤体分裂极建立过程中,并没有中心体的参与和星体结构的出现,因此植物细胞的纺锤体也叫做无星纺锤体。D动物细胞纺锤体中包含三种类型的微管，分别是：星体微管(astrａlmｉcrotuｂｕles）、极间微管(iｎterpolaｒｍｉcrotubules)和动粒微管（kinetoｃhｏremｉcrotubuleｓ）。E星体微管是纺锤体组装过程中由中心体发出的向四周辐射生长的微管结构，星体微管在皮层区能与微丝骨架结合。Ｆ极间微管是由两根从不同分裂极发出的星体微管互相作用而形成的。组成极间微管的两根微管的正极端反相平行排列并通过微管结合蛋白彼此交联。Ｇ动粒微管是星体微管在核内捕获染色体动粒而形成的微管结构。22纺锤体中的马达蛋白的种类及功能Ａ纺锤体的组装及功能行使都依赖于马达蛋白，在纺锤体中存在的马达蛋白涉及两大类，分别是:驱动蛋白相关蛋白（KRＰｓ)和胞质动力蛋白（dynｅin)。驱动蛋白重要涉及kiｎeｓin-4、５、10、14四个家族成员。Bｋｉｎesin-5以二聚体的形式存在于极间微管正极端，两个单体分子的货品结合结构域彼此相连,马达结构域分别与极间微管的两根反相平行微管的管壁结合。Ｋiｎｅsiｎ-5属于N－驱动蛋白,马达结构域向微管正极端移动，可以驱动极间微管向正极方向的互相滑动,导致纺锤体两极的彼此远离。Ckiｎｅsｉｎ-14以单体的形式存在于极间微管正极端，马达结构域与极间微管中的一根微管管壁结合，货品结合结构域与极间微管的另一根微管管壁结合。kinｅsin-14属于Ｃ－驱动蛋白,马达结构域向微管负极端移动,可以驱动极间微管向负极方向的互相滑动,导致纺锤体两极的彼此靠近。Dkｉnｅsiｎ4和kinesin10也叫做染色体驱动蛋白（chromｏｋinｅsins）,以单体的形式存在于极间微管上，马达结构域与极间微管的管壁结合，货品结合结构域与姐妹染色单体的染色体臂结合。Kinesiｎ4和kinｅｓiｎ10都是Ｎ-驱动蛋白，马达结构域向微管正极端移动，可以拖拽染色体向极间微管正极端即纺锤体赤道面移动，有助于前中期染色体整列的完毕。Edynein以单体形式存在于分裂极外侧皮层区域内星体微管的正极端,马达结构域与星体微管壁结合，另一端通过动力蛋白激活蛋白与皮层区微丝骨架结构相结合。Dynｅin的马达结构域向微管负极端移动,可以驱动纺锤体两极向外侧皮层区域移动，导致纺锤体两极的彼此分离。23细胞内纺锤体的长度调节机制A细胞内存在两种调控纺锤体长度的力，分别是使两极分离的力和使两极拉近的力。两种力的对抗结果决定了纺锤体的最终长度。B哺乳动物细胞内使纺锤体两极分离的力来自于ｋiｎｅsin-5和dynein，使两极拉近的力来自于kinesin-1４．C认为干扰两种力的平衡会导致纺锤体长度的改变。如在酵母细胞中过表达kinesiｎ-5的类似物会导致纺锤体变长，过表达ｋinesｉn-14的类似物会导致纺锤体变短。24有星纺锤体组装过程中的两个重要阶段A动物细胞纺锤体(有星纺锤体)的组装过程可以分为两个重要阶段,分别是核膜崩解前的初期纺锤体组装和核膜崩解后的晚期纺锤体组装。B初期纺锤体组装的重要任务是确立两个分裂极即两个星体,这个过程依赖于中心体。C晚期纺锤体组装的重要任务是在核区域内纺锤体的自我组织，这个过程依赖于染色体。25中心体的复制A中心体周期:随着细胞周期的运营,细胞内中心体也经历复制和分离的周期性变化,称为中心体周期。Ｂ细胞内中心体的复制发生于Ｇ1期末，Ｓ期初,在S期内完毕。中心体复制反映由G1/S-CDＫ复合物触发。C中心体的复制方式为半保存复制，与DNA复制类似,中心体内的两个中心粒以自身为模板分别复制形成一个新的中心粒并进一步组装成两个子代中心体。D中心体在每个细胞周期内只能被复制一次,对中心体复制次数的控制机制尚不清楚，但已知在某些细胞内中心体复制次数的控制依赖于同时期发生的DNA复制过程。26初期有星纺锤体的组装AM-CＤK复合物的活化触发了初期有星纺锤体的组装。初期有星纺锤体组装发生在M期的前期,其重要任务是形成两个星体结构并拟定纺锤体的两个分裂极。B星体结构的形成重要依赖于两个细胞事件,分别是中心体成熟和微管动力学不稳定性升高。Ｃ中心体成熟是指中心体基质中的γ微管蛋白环状复合物的数量增多，使得成熟中心体的微管成核能力大幅提高。Ｄ微管动力学不稳定性升高使得星体微管的组装与去组装平衡更倾向于微管的解聚。E星体结构的特点是以成熟中心体为中心向四周高频辐射较短的、不稳定性高的星体微管。这些特点有助于晚期有星纺锤体组装的完毕。２7晚期有星纺锤体的组装A晚期有星纺锤体的组装开始于核膜的崩解。Ｂ在核膜崩解前,核内的染色体完毕了复制和凝缩的准备过程,核外的纺锤体也完毕了星体结构和分裂极建立的准备过程。C核膜崩解后,核外星体发出的星体微管迅速进入核区域。在核区域内，星体微管正极端通过kinｅsin-5互相交联形成极间微管，或者星体微管正极端捕获染色体动粒形成动粒微管。D核膜崩解后,染色体周边的Ran-GTPcｌｏud可以激活微管稳定系统,使进入核区域内的星体微管在形成极间微管和动力微管后保持稳定状态，不会容易发生降解反映。28无星纺锤体的组装过程Ａ无星纺锤体的组装起始于核膜的崩解。Ｂ核膜崩解后，微管蛋白异源二聚体和多种马达蛋白涌入核区域,在染色体附近开始组装成微管并进一步形成无星纺锤体的主体结构。C染色体周边的Rａｎ－GTPcloud能启动染色体附近区域的微管成核反映,同时还能激活微管稳定系统。使得在染色体附近区域可以产生大量的稳定的微管结构。D染色体附近区域产生的微管在生长过程中受到多种马达蛋白的调控最终形成无星纺锤体结构。Ekｉnesin-5二聚体交联相邻微管并介导微管间向正极方向的滑动，最终形成极间微管的反向平行排列形式。FKｉnesin-4和kｉnesｉｎ10的货品结合结构域与染色体臂结合，马达结构域沿微管管壁向正极方向行走,使得微管的正极端总是维持在染色体附近,受到Ran-GＴPclｏuｄ的保护不发生降解。同时微管的负极端随着微管不断生长逐渐向两极迁移。GKinｅｓｉn－14和dynein使微管负极端交联形成两个分裂极,同时交联作用也稳定了离开Ran-GTPｃlｏud的微管负极端使其不发生降解反映。Ｈ在微管产生过程中,一些微管的微管壁与染色体动粒接触，触发了捕获动粒的反映，形成了动力微管。29染色体动粒和动力微管结合位点的基本结构A染色体动粒存在于染色体着丝粒区域(主缢痕区域)，姐妹染色单体两侧各有一个动粒结构，背靠背对称分布。B染色体动粒是有多个蛋白亚基(动粒蛋白）共同聚合而成的庞大的复合物结构,每个动粒上都具有动粒微管结合位点。不同细胞动粒上的动粒微管结合位点的数量差异很大。C动粒微管结合位点由蛋白项圈(prｏｔeｉnｃollar),连接蛋白和底板三部分组成。动粒微管正极端进入结合位点后暴露于蛋白项圈与底板间的内部空隙内。蛋白项圈与微管管壁结合并能在微管管壁上滑动。D动粒微管正极端在结合位点内部仍然具有动态组装和去组装的能力,在M期前中期和中期动粒微管正极端重要发生组装反映,在Ｍ期后期动粒微管正极端重要发生去组装反映。30动粒微管的捕获行为A星体微管捕获动粒形成动粒微管的过程可以分为四个过程:粘附,滑动,解聚和捕获。B粘附:星体微管在延伸过程中,附近的染色体动粒与星体微管管壁结合。C滑动：结合在星体微管上的染色体动粒在马达蛋白的作用下沿星体微管向两极移动。D解聚：星体微管正极端由于动力学不稳定性发生解聚。Ｅ捕获:快速解聚的星体微管正极端在到达染色体动粒时进入动粒上的微管结合位点内,形成稳定的动粒微管。31动粒微管捕获行为的错误筛查机制A细胞内动粒微管捕获染色体的过程中也许出现三种捕获形式，其中一种是对的的,两种是错误的。B对的的捕获形式是一对姐妹染色单体的两个动粒分别被来自两极的动粒微管捕获。每个动粒只被同一极发出的动力微管捕获，同一极发出的动粒微管只捕获一个动粒。C错误的捕获形式1：来自同一极的多条动粒微管同时捕获了一对姐妹染色单体的两个动粒。D错误的捕获形式2:一个动粒同时被来自两极的动粒微管捕获。Ｅ染色体动粒的背靠背对称分布在结构上尽量避免了错误的捕获形式的发生,但这种结构上的设计仍然无法完全阻止错误的发生。F在染色体动粒结构内存在一种基于张力的捕获筛查机制，可以及时发现并修正错误的捕获形式。对的的捕获形式使得动粒处在高张力状态，此时动粒内的捕获克制信号被封闭，动粒微管可以与动粒紧密结合。相反，错误的捕获形式使得动粒处在低张力状态,此时动粒内的捕获克制信号被激活,动粒微管与动粒间的结合受到克制,动粒微管脱离结合位点并解聚。32驱动染色体沿纺锤体运动的三种力Ａ在纺锤体内存在三种力驱动染色体沿纺锤体的运动。这三种力分别来自:动粒微管正极端解聚,微管流动和马达蛋白。B来自动粒微管正极端解聚的力：在Ｍ期后期，动粒微管正极端发生解聚。微管在形成过程中GＴＰ水解为ＧＤP后储藏在微管构象中的能量随着正极端的解聚而释放，正极端微管蛋白纤维向外侧弯折，推动蛋白项圈沿微管壁向两极快速滑动。整个过程无需ATP参与,是后期姐妹染色单体分离的重要驱动力。C来自微管流动的力：动粒微管负极端存在一种特殊的解聚机制，在整个纺锤体存在阶段,动粒微管的负极端一直在两极不断解聚，解聚过程中动粒微管的负极端始终固定在两极内，使得整根微管随着负极端的缩短而向两极移动，形成微管流动。微管流动产生一种向两极的牵拉力。这种力在前中期和中期微管整列过程中是维持动粒张力的重要驱动力,在后期是姐妹染色单体分离的辅助驱动力。Ｄ来自马达蛋白的力：驱动染色体沿纺锤体运动的马达蛋白重要是kinesiｎ-4和kｉnesiｎ1０，他们可以拖拽染色体臂向极间微管正极端方向移动。由于极间微管的正极端反相平行排列总是在纺锤体的赤道面附近,因此马达蛋白拖拽染色体的移动方向总是指向纺锤体赤道面,因此这种力是前中期和中期染色体整列的重要驱动力。３３染色体整列AM期染色体在纺锤体的作用下向赤道面移动的过程称为染色体整列,染色体整列发生在M期前中期，完毕于M期中期。B染色体整列是两种力共同作用的结果,牵拉作用力来自微管流动，外推作用力来自马达蛋白。C目前认为来自马达蛋白的外推作用力是驱动染色体整列的重要作用力,来自微管流动的牵拉作用力重要是维持动粒的张力,以稳定动粒微管与动粒间的结合。34后期促进因子复合体（APC)在Ｍ期后期启动中的作用AＭ-CDＫ复合物的活化启动了M期并使Ｍ期连续运营到染色体整列完毕,即M期中期。在染色体完毕整列之后，细胞通过纺锤体组装检查点，激活ＡＰＣ。ＡPＣ催化M-ＣDK复合物中ｃyclｉｎB的降解，使Ｍ-CDK复合物失活，同时启动一些列细胞事件，促使M期后期的启动。Ｂ纺锤体组装检查点的作用机制不明，已知只有对的装配的纺锤体才干顺利通过该检查点。对的装配的纺锤体的动粒处在高张力状态，不会触发克制性信号，而错误装配的纺锤体动粒处在低张力状态，低张力状态的动粒会向周边传递扩散性克制信号，该信号可以克制AＰC的活化,阻止细胞进入M期后期。C后期启动的关键性细胞事件是姐妹染色单体分离。３5促使姐妹染色单体分离的分子机制A姐妹染色单体在S期复制完毕后即被黏连蛋白复合物绑定,直到M期后期启动的时候黏连蛋白的绑定作用才被解开。B细胞内直接调控黏连蛋白活性的是分离酶(ｓeparａsｅ)，分离酶可以催化黏连蛋白复合物的水解并释放姐妹染色单体。C在后期启动前,分离酶与分离酶克制蛋白（seｃuｒin）紧密结合并处在失活状态。APC活化后催化sｅcuｒｉn的水解,释放出有活性的分离酶，分离酶进一步水解黏连蛋白复合物,促使姐妹染色单体分离。36后期A与后期BA后期根据纺锤体作用方式的不同可以分为后期A和后期B。Ｂ后期Ａ动粒微管缩短，拖拽姐妹染色单体向两极运动。驱动力来自动粒微管正极端解聚和微管流动。C后期B极间微管变长,两极间距增大，姐妹染色单体进一步分离。驱动力来自kineｓin-5介导的极间微管间滑动和ｄyｎein介导的纺锤体分裂极向外侧皮层区域的移动。Ｄ后期A发生在前，后期B发生在后，两个时期有一定的时间重叠。在不同细胞内两者对姐妹染色单体分离的奉献限度有很大变化。37末期细胞事件概述A末期与后期之间无明显界线,也没有检查点存在。可以看做是后期的自然延续。B末期细胞事件的发生依赖于M-CDK复合物的失活和相关效应蛋白的去磷酸化。C末期发生的重要细胞事件涉及：纺锤体解体,染色体解聚成染色质，核膜重新形成,基因转录恢复。３８减数分裂的类型减数分裂根据发生阶段的不同可分为三种类型:配子／终末减数分裂(ｇａmetic/tｅrｍinalｍeiｏsｉs)孢子/居间减数分裂（spｏric/ｉｎterｍｅdiateｍeiosis）合子／起始减数分裂（zygotiｃ/ｉnitｉalmeiｏｓｉs)39减数分裂的时期划分和重要细胞事件Ａ减数分裂根据染色体的分离方式可以划分为两个时期:减数分裂Ｉ和减数分裂II。减数分裂Ｉ期发生的是同源染色体的分离,减数分裂IＩ期发生的是姐妹染色单体的分离。在减数分裂Ｉ期之前的是减数分裂前间期,与有丝分裂间期类似。在减数分裂I和减数分裂II之间的是减数分裂间期,该时期很短暂，没有DNA复制，也没有G1SG2的时相划分。B减数分裂I和减数分裂ＩI与有丝分裂类似，都包含前期,前中期，中期,后期，末期和胞质分裂期等六个时期。C减数分裂I前期（前期I)连续时间很长，在此时期发生减数分裂特有的同源染色体配对和基因重组。这个时期根据染色体配对和基因重组事件的发展进程可以细分为五个时期,分别是细线期偶线期粗线期双线期终变期。40同源染色体的配对与重组过程A同源染色体配对和重组是一个复杂的过程,通过三个阶段的逐级靠近使同源染色体间的距离最终拉近到1０0ｎm。三个阶段分别是：配对位点互相作用,重组复合物募集，联会复合体组装。Ｂ配对位点互相作用:同源染色体间存在大量的同源互补序列，这些序列构成同源染色体内散在分布的大量配对位点(paｉriｎgsitｅs)。常染色体的配对位点遍布整条染色体,而性染色体的配对位点则集中分布于末端同源区域内。同源染色体配对起始于配对位点通过互补序列间的互相作用，这种互相作用促使一对同源染色体的四条姐妹染色单体彼此靠近，形成二价体(bivalent)。Ｃ重组复合物募集：二价体形成后，细胞内启动一种特殊的ＤNA程序性切割机制，在ＤNA分子上切割产生多个DＮＡ双链断裂损伤位点（DＳB)。ＤＳB进一步募集重组复合物到该位点，重组复合物以临近的同源染色体单体为模板启动同源重组修复反映，修复过程中同源染色体单体被重组复合物拉近到4０0nｍ间距。D联会复合体组装:在同源重组修复开始的时候,联会复合体也开始在重组区域组装,组装好的联会复合体将同源染色体单体间的距离拉近到１０0ｎｍE同源重组修复会有一定概率产生一种特殊的染色体结构,叫做交叉(chiａsma）,交叉产生于40０nm间距时期，完毕于联会复合体组装完毕之后。４1同源染色体配对过程中染色体末端的移动A在同源染色体开始配对的时候,染色体末端的端粒结构就已经与核被膜内侧的核纤层相连,形成接触斑。B在同源染色体配对过程中,接触斑发生有规律的动态移动，由最初的分散到集中再到分散。具体作用机制不明，目前认为接触斑集中的过程对同源染色体的配对起到重要作用。４2减数分裂I期动粒的替代物A减数分裂I期同源染色体的分离也依赖于纺锤体,动粒微管牵拉同源染色体向两极分离。在同源染色体整列和分离过程中,必须有一种结构来行使动粒在有丝分裂过程中起到的类似作用,即连接同源染色体并承受来自动粒微管的张力。这个替代物就是同源重组产生的交叉结构。B