有丝分裂前半段

关于有丝分裂前半段第1页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三有丝分裂发生的事件前期早中期中期后期末期胞质分裂第2页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第一节有丝分裂调控的原则第3页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、磷酸化和蛋白酶解控制了整个

有丝分裂进程磷酸化和蛋白酶解是控制有丝分裂事件的两大主要调控机制。磷酸化是一种快速可逆的蛋白修饰，对于控制可逆的有丝分裂进程十分理想，如纺锤体组装在有丝分裂的前半段被Cdks启动，而在有丝分裂的后半段因Cdks的失活而被逆转。蛋白酶解对于控制无需逆转的事件非常理想。如有丝分裂后半段周期蛋白的蛋白酶解，导致了Cdk1不可逆的灭活，从而阻止了有丝分裂前半段事件的再次发生。第4页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、磷酸化和蛋白酶解控制了

整个有丝分裂进程Cdks：磷酸化：驱动纺锤体组装和姊妹染色单体的排列激活APCCdc20泛素-蛋白连接酶降解安全子降解周期蛋白第5页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、有丝分裂的两个检验点

一个检验点在G2/M边界，它控制着有丝分裂的进入。细胞周期进程通常在此处被有丝分裂周期蛋白-Cdk复合物的激活而启动。第二个检验点位于中后期转换点，进程在该处受到APCCdc20激活的驱动。第6页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、有丝分裂的两个检验点如果染色体DNA受损或没有完全复制，大部分真核生物会将细胞周期进程阻滞在G2/M检验点，以阻止损伤的或不完整的染色体被分配到子细胞中。通过阻止有丝分裂Cdks的激活，损伤的DNA或停止的复制叉发出抑制信号以阻断有丝分裂的进入。如果损伤得以修复或者复制完成的话，抑制信号便会撤销，Cdks被激活，有丝分裂重新开始。第7页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、有丝分裂的两个检验点如果姊妹染色单体没有正确地附着于纺锤体，动粒便会发出抑制信号来阻断APCCdc20的激活，有丝分裂进程也可被阻断在中后期转换点，从而阻止后期及有丝分裂的退出，直到出现正确的纺锤体附着。第8页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第二节周期蛋白A和B控制的有丝分裂第9页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B真核细胞在进入M期时，经历了剧烈的重新组织化的过程。尤其是多细胞生物，当细胞组装纺锤体，以及准备姊妹染色单体的分离时，几乎每个亚细胞器和大分子结构都得以重建或有所改变。显而易见的是，所有这些过程都依赖于一组重要的调节因子：有丝分裂周期蛋白-Cdk复合物。第10页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B多细胞真核生物中，主要由两种周期蛋白控制有丝分裂：周期蛋白A和周期蛋白B。另外还有第三种蛋白，周期蛋白B3，在某些生物体中也能控制有丝分裂，但并不关键。每个周期蛋白单独的功能还不明确，而且不同类型的蛋白，它们的相对重要性在物种中差别很大。第11页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B果蝇也有一套周期蛋白A，B和B3。它们都参与了有丝分裂的进程，但相对重要性存在差异。周期蛋白A是最有力的有丝分裂刺激因子。周期蛋白B的能力居于中间，而周期蛋白B3的功能相对较小。对突变胚胎的严格检查表明，不同的周期蛋白具有某些特定的功能。如周期蛋白A，似乎在染色体凝聚的时候特别重要，而周期蛋白B对于有丝分裂纺锤体的组装似乎更重要些。第12页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B周期蛋白A是S期的重要调节因子，在S期早期升高，并持续上升，直到核膜崩解后蛋白被降解。周期蛋白B水平在细胞到达有丝分裂时上升，与之相联系的Cdk活性在前期急剧增加。周期蛋白B在中期被降解。。第13页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B脊椎动物的周期蛋白A以两种形式存在，周期蛋白A1和周期蛋白A2，每一个由单独的基因编码。周期蛋白A1在精子细胞和早期胚胎细胞中表达，是在蛙胚细胞中的被研究的周期蛋白A形式（其搭档是Cdk1）。缺乏周期蛋白A1的小鼠能够存活，但雄性不育，这是由于生精过程中第一次减数分裂存在着缺陷。第14页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B周期蛋白A2在发育早期和成体组织中表达，缺乏这一蛋白的小鼠胚胎早期致死。周期蛋白A2是通常在培养哺乳动物细胞中被研究的周期蛋白A形式（其搭档是Cdk2）。由于两类周期蛋白A亚型在细胞周期功能上没有明显差异，我们通常不将它们区分开来。第15页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、细胞周期蛋白A和细胞周期蛋白B脊椎动物cycinB也以两种形式存在----周期蛋白B1和周期蛋白B2。这两种形式在蛙胚细胞和培养的哺乳动物细胞中都存在，两者都呈现典型的有丝分裂表达模式，都只结合Cdk1。缺乏cylcinB2的小鼠可存活，而周期蛋白B1缺失则导致早期胚胎致死。这个证据以及其他一些证据表明，两种蛋白中，周期蛋白B1更为重要。第16页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、周期蛋白B1-Cdk1复合物的

细胞核转位哺乳动物细胞中，两种形式的周期蛋白B定位不同。在整个G2期和有丝分裂期，周期蛋白B2与高尔基器的膜相结合。周期蛋白B1在G2期位于细胞质内。在早前期，当周期蛋白B1-Cdk1复合物首次被激活时，其仍然停留在细胞质内，并且主要集中在位于细胞核外正开始分离的复制过的中心体处。在前期的末段，大部分活性复合物陡然转运到细胞核内，参与促进核膜崩解。很快，核膜破裂，周期蛋白B1-Cdk1分散于整个细胞中。第17页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三三、周期蛋白A和B驱动不同的

有丝分裂事件有丝分裂中最早的核内事件——特别是染色体凝聚——可能由周期蛋白A-Cdk启动，因为这些复合物与周期蛋白B-Cdk1不同，它们在前期的早段就具有活性，且完全分布在细胞核内。也有证据表明，在注射周期蛋白A-Cdk2蛋白抑制剂的人类细胞中，染色体凝聚可以被阻断——甚至反转。周期蛋白A-Cdk复合物也能促进周期蛋白B-Cdk复合物的激活。CDC25第18页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三三、周期蛋白A和B驱动不同的

有丝分裂事件周期蛋白B-Cdk1能促进一些主要的有丝分裂事件，这些事件在前期稍晚（中心体分离）以及之后(核膜崩解和纺锤体组装)发生。周期蛋白B-Cdk1也能促进染色体凝聚的完成。与周期蛋白A-Cdk2效果不同的是，周期蛋白B-Cdk1一旦开始运作，其作用不可逆转。这种情况部分是由于周期蛋白B-Cdk1激活具有全或无的不可逆性。第19页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第20页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第三节Wee1和Cdc25对Cdks的调控第21页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活多种Wee1相关激酶与Cdc25相关磷酸酶控制了动物细胞中Cdk1活性第22页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活脊椎动物细胞含有三种Cdc25，称为Cdc25A，Cdc25B，Cdc25C。所有这些酶均能在有丝分裂中激活周期蛋白B-Cdk1，但不清楚是否每一个酶都是必需的。将Cdc25B和Cdc25C基因进行双缺失，对小鼠细胞没有明显的影响，证明单个Cdc25A的激活（伴随Myt1和Wee1的抑制）足以允许正常进入有丝分裂。尽管如此，Cdk1调控的强度可能依赖于三种Cdc25异构体的存在。第23页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活在有丝分裂之前和过程中，脊椎动物的三种Cdc25异构体呈现出不同的活性模式，这提示它们在Cdk1激活方面具有特定的功能。Cdc25B激活较早，因而可能参与了Cdk1激活的起始。Cdc25B的水平和活性在晚S期和G2期上升，前期达到顶峰，前中期开始下降。前期细胞中，有部分Cdc25B定位在细胞质，可与周期蛋白B-Cdk1复合物共定位，此时复合物首次被激活。第24页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B-Cdk1在M期早期被

去磷酸化而快速激活Cdc25A和Cdc25C在G2期是相对无活性，它们可在前期被陡然激活。因此这些磷酸酶对于Cdk1活性在有丝分裂前半段的急剧增加是非常重要的。Cdc25A和Cdc25C所处的位置都与周期蛋白B1-Cdk1十分接近：Cdec25A：主要定位在细胞核内，还有小部分定位在细胞质。Cdc25C：与周期蛋白B1-Cdk1一样，在早前期驻留在细胞质内，而在前期的末段转移入核。第25页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第四节有丝分裂期周期蛋白B-Cdk1的开关样激活第26页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、有丝分裂Cdk1的激活包括了

多个正反馈环正反馈环：有丝分裂Cdk1激活的核心第27页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、周期蛋白B-Cdk1的活化与

Cdc25B和周期蛋白A-Cdk磷酸酶Cdc25B仅有Cdc25B单独就有足够的活性来驱动比小量Cdk1更多的激活，可以使Cdc25A和Cdc25C激活或Myt1和Wee1抑制。这可以进一步促进Cdk1的去磷酸化，最终形成正反馈并将系统转换到Cdk1活化的状态。然而，Cdc25B并不是唯一的触发机制，因为小鼠细胞没有它也可正常分裂。 第28页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、周期蛋白B-Cdk1的活化与

Cdc25B和周期蛋白A-Cdk周期蛋白A-Cdk复合物：G2期末段细胞中周期蛋白A-Cdk活性能辅助磷酸化Cdc25A，Cdc25C，Myt1或Wee1，因此帮助启动激活周期蛋白B-Cdk1的正反馈环。人类细胞中周期蛋白A-Cdk2的抑制延迟了周期蛋白B-Cdk1的激活第29页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、周期蛋白B-Cdk1的活化与

Cdc25B和周期蛋白A-Cdk超敏感现象的抑制：反馈环可被一些小的、无规则波动的外界输入信号而偶然激发。存在过滤机制，来确保反馈环只有在合适的时候才开始启动。还了解尚少。一个推测的可能性是过滤主要是通过在系统中的多个点使用多位点的磷酸化来实现。如Cdc25C的完全激活，只有当被Cdks和Plk在多个位点被完全磷酸化时才可能发生。因此，当Cdk或Plk活性产生小的，无规则的波动而引起低水平的Cdc25C磷酸化时，Cdc25C激活不会发生。有可能的是，基底水平的磷酸酶活性也可去除这些磷酸化，以减少这些低水平的磷酸化。第30页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第五节有丝分裂调节因子的亚细胞定位第31页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B1-Cdk1受到其

亚细胞定位变化的调节细胞周期控制的一个核心概念——也适用于一般意义上的细胞功能调节——是调控蛋白的功能不仅受到它们内在活性变化的控制，也受到细胞内定位变化的调节。周期蛋白B1-Cdk1进入细胞核内：在前期的末段瞬间进入，大部分。周期蛋白B1-Cdk1停留在细胞质：少部分，促进其他有丝分裂的过程，如中心体的分开和高尔基体的重构。第32页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B1-Cdk1受到其

亚细胞定位变化的调节与大部分蛋白一样，周期蛋白B1-Cdk1的核质比率受到蛋白核输入与核输出相对比例的控制。在有丝分裂前，周期蛋白B1-Cdk1输入的比率很低而输出比率较高，因而产生净的细胞质定位。然而在前期的末段，输入比率增加而输出比率降低，使周期蛋白B1-Cdk1在细胞核内聚集。

Cdk1和Plk磷酸化周期蛋白B1和Cdc25C。这就遮蔽了两个蛋白上的核输出信号，减少了它们核输出的比率第33页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、周期蛋白B1-Cdk1受到其

亚细胞定位变化的调节输出受到称为核输出信号的短序列的引导，该序列主要定位在周期蛋白B1的氨基端区域，该序列能与携带周期蛋白B1-Cdk1出核的转运子蛋白Crm1结合。有丝分裂的早期，核内输出信号上的Ser113被磷酸化，从而阻断了与Crm1的结合，减少了输出比率。第34页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、Cdc25C定位受到磷酸化的调节Cdc25C的定位依赖于核输入与输出的相对比率。Cdc25C由不同的机制进行输入和输出，但两者都受到磷酸化的调节。与很多能在核质穿梭的蛋白一样，Cdc25C含有能与核输入运载体作用的核定位信号，以及能与Crm1输出因子作用的核输出信号，这些信号定位在蛋白氨基端区域的不同部位。Cdc25C在靠近核定位信号的Ser216（人）或Ser287（非洲爪蟾）被磷酸化，为称为14-3-3的小磷酸化丝氨酸结合蛋白提供了结合位点，这就遮蔽了核定位信号，因而减少了Cdc25c的核输入（不影响核输出信号）第35页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、Cdc25C定位受到磷酸化的调节对作用于Ser216/287的激酶和磷酸酶的了解还比较少。磷酸化这一位点的两个激酶，Chk1和Chk2，在DNA损伤后激活。它们对Ser216/287的磷酸化可能为DNA损伤而抑制有丝分裂的进入提供了理论基础。

Cdc25C的核输出信号位于靠近有丝分裂期启动Cdc25C激活的多个磷酸化位点处。这一区域的磷酸化——可能受Plk和Cdk1作用——不仅刺激了Cdc25C活性，也遮蔽了核输出信号，从而减少了核输出比率。Plk因此似乎也能同时促进Cdc25C及其靶标周期蛋白B1-Cdk1在细胞核内积累和激活。第36页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第七节Polo和Aurora蛋白激酶家族第37页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、Plks有助于控制纺锤体的组装

及有丝分裂的退出很多其他蛋白激酶在有丝分裂起始时被激活并有助于控制一系列早期有丝分裂事件。这些有丝分裂激酶中最重要的是polo-like激酶，PlkauroraA和auroraB的蛋白激酶。第38页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、Plks有助于控制纺锤体的组装

及有丝分裂的退出Plk的氨基端含有与其他激酶相似的蛋白激酶催化结构域，Plk的羧基端则含有成为polo盒结构域，它们能将激酶靶向到特定底物及亚细胞位置。polo盒结构域对于在蛋白特定序列的丝氨酸或苏氨酸位点发生磷酸化的蛋白质具有着高度的亲和力。第39页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、Plks有助于控制纺锤体的组装

及有丝分裂的退出Plk在有丝分裂早期被激活：基因表达增加。特定激活位点被磷酸化

Plks也含有将自身靶向到泛素-蛋白连接酶APCCdh1的序列基序，可使自身在有丝分裂后半段及G1期发生时被蛋白酶解。第40页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、Plks有助于控制纺锤体的组装

及有丝分裂的退出Plks在M期前半段和后半段都有着极广泛的功能，尤其在纺锤体组装和胞质分裂过程中。Plk对于中心体分开和两极纺锤体的构建是必需的。突变果蝇或裂殖酵母的Plk基因，将抗Plk的抗体注射入人或蛙胚胎，可以产生单极或异常的纺锤体。Plk在有丝分裂前半段定位于中心体处，在该位点可进一步支持其功能发挥。第41页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、Plks有助于控制纺锤体的组装

及有丝分裂的退出在有丝分裂后半段，有丝分裂Cdk1的失活需要有Plk发挥功能。Plk助于控制胞质分裂。脊椎动物细胞中，Plk在有丝分裂后半段定位于纺锤体中区，缺乏Plk功能的细胞不能完成胞质分裂。第42页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、aurora激酶与纺锤体功能和

姊妹染色单体分离所有的aurora激酶含有一个相关的蛋白激酶催化结构域，以及大小和序列不同的氨基端突出。与Plks一样，这些蛋白的非催化区域用来调节它们的定位与活性。auroraA（绿色）和auroraB（红色）：整个有丝分裂期间，auroraA位于中心体处。AuroraB在前期和中期使动粒着色，而在末期定位于纺锤体的中间带上。第43页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、aurora激酶与纺锤体功能和

姊妹染色单体分离auroraA位于中心体及纺锤体上有助于控制两极纺锤体组装及稳定。果蝇或线虫中auroraA的突变或抑制脊椎动物细胞中auroraA的功能，都能产生不稳定的有时为单极的纺锤体。AuroraB有助于控制姊妹染色单体的结构及分离：auroraB蛋白在早期有丝分裂时存在于压缩的染色体臂上，然后在中期中主要集中于着丝粒和动粒。第44页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、aurora激酶与纺锤体功能和

姊妹染色单体分离auroraB至少有两个功能：第一，它负责促进染色体压缩和解散，第二，它有助于控制动粒附着于纺锤体。AuroraB可能也参与胞质分裂的调节。在姊妹染色单体分离后，auroraB停留在纺锤体的中区，然后在胞质分裂期间位于分裂细胞的颈部。AuroraB的一些突变或其它缺陷通常会导致胞质分裂的失败。

与Plk类似，aurora激酶在有丝分裂时被激活。auroraA和B的表达水平与酶活性在有丝分裂时上升，两者都在多个位点被磷酸化，尽管目前对这些位点磷酸化的功能和负责磷酸化这些位点的激酶了解很少。第45页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三与Cdk1的活性关系：G2：Cdk1---Plk1---CdK1(正反馈)后末期：APCcdc20---Cdk1---APCcdh1---Plk1、Aurora第46页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第八节有丝分裂的准备：姊妹染色单体的黏合第47页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、姊妹染色单体黏合的建立在M期开始前很长一段时间，细胞启动两个过程为有丝分裂作出准备：姊妹染色单体黏合的建立中心体或纺锤体极体的复制如果姊妹染色单体在S期复制完成后立即分开而使细胞面临的混乱状态：在这些情况下，两条姊妹染色单体分别与相对的纺锤体极的可靠附着很难得到保证——而这是姊妹染色单体精确分离的先决条件。第48页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、姊妹染色单体黏合的建立至少有两种机制参与姊妹染色单体的黏合：首先是DNA联锁(DNAcatenation):这是复制的DNA分子广泛的相互缠绕，这在DNA合成中两个临近的复制叉相遇时才发生。到中期时，拓扑异构酶II去除大部分这种联锁，因此这个时刻它只对黏合起很小的作用。第49页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、姊妹染色单体黏合的建立第二种黏合机制依赖于称为黏合素（Cohesin）的蛋白复合物:当DNA合成时，该蛋白将复制的DNA分子连结在一起。这些复合物几乎单独就可将中期的姊妹染色单体绑定在一起，他们的去除是中后期转换点姊妹染色单体分离的核心事件。黏合素是四个亚基——Smc1，Smc3，Scc1(α‑kleisin)和Scc3的复合物——它们的氨基酸序列和黏合功能在进化中高度保守。对酵母突变体，以及缺失这些蛋白的蛙卵抽提物的研究，提示所有四个黏合亚单位对于姊妹染色单体的黏合十分必需。第50页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三ThecohesincomplexisformedthroughassociationofanSmc1–Smc3heterodimerwithα‑kleisin(Scc1),whichinturnrecruitsScc3/SA,Pds5andWaplsubunits3–5Inmammals,therearetwotypesofSmc1subunit,threetypesofα‑kleisin,threetypesofScc3(SA1,SA2andSTAG3)andtwotypesofPds5,creating18possibledifferentcombinations.Severalofthesubunitvariantsarespecifictomeioticcells第51页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三TheringcycleI—loadinginG1TheringcycleII—establishmentofcohesioninSTheringcycleIII—maintainingcohesionduringG2phaseTheringcycleIV—Götterdämmerungordestructionduringmitosis第52页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、姊妹染色单体黏合的建立所有的SMC蛋白，包括Smc1和Smc3，是细长型包含coiled-coil结构域的蛋白，两端为球形结构域的，一端具ATP酶活性，另一端具有二聚化结构域。二聚化的结构域允许两个SMC蛋白相互作用形成V-型二聚体,ATP酶结构域在结合于ATP时，二聚体上两个结构域相互作用，产生巨大的环状结构。ATP水解启动构型变化，引起ATP酶结构域的分离。ATP结合和水解的循环可能驱动环的开放与关闭。

第53页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、姊妹染色单体黏合的建立SMC蛋白的ATP酶结构域受到与非SMC蛋白作用的调节。在黏合素分子里，这些非SMC蛋白是Scc1和Scc3，它们能结合Smc1和Smc3的ATP酶结构域。黏合素连结姊妹染色单体的详细结构机制还不清楚。很大的一个可能性是黏合环环绕住两条姊妹染色单体。黏合素的功能可能不仅依赖于与DNA或核小体的直接相互作用，也依赖于其他染色质蛋白。这从酵母中得到的证据表明，动粒和异染色质蛋白对于着丝粒区域的黏合是必需的。第54页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、黏合的建立发生在DNA复制期连结姊妹染色单体的黏合在S期建立，并似乎与DNA的复制紧密联系。黏合素复合物在复制开始前（G1）就与染色体相结合，但是度过S期后必须将这些复合物转换成连结复制的姊妹染色单体直到中期的黏合结构。如果将酵母细胞改造成黏合素到S期之后才表达，则不会发生姊妹染色单体的黏合，提示只有在S期形成黏合复合物的情况下，黏合才会形成。第55页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、黏合的建立发生在DNA复制期我们对黏合复合物是如何在G1期被初始装载到染色体上，或者它们如何在S期间进行重排以建立黏合作用的机制了解很少。已知SMC亚单位的ATP酶结构域能结合DNA，所以设想黏合复合物与染色体的最初的联系是，或部分是由这种相互作用介导。假定ATP的结合和水解对于ATP酶结构域的构象十分重要，这些结构域ATP酶活性的调节就为黏合指环在S期围绕姊妹染色单体的开放与关闭提供了理论基础。第56页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、黏合的建立发生在DNA复制期当染色体复制将要完成的时候，黏合复合物以10-15kb间距沿着姊妹染色单体臂排列，着丝粒区域处黏合浓度较高——似乎是高水平的异染色质负责了黏合的维持。着丝粒处的高黏合度可能在对抗有丝分裂纺锤体对这一区域施加的拉力方面至关重要。第57页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、黏合的建立发生在DNA复制期有丝分裂的核心目的是将复制的姊妹染色单体分布到两个子细胞核中。这就显然要求染色单体的分离。尽管在分离过程中最终的也是最重要的步骤发生在后期开始时，姊妹染色单体黏合的解散很早前就开始，即S期当拓扑异构酶II开始解开联锁的姊妹DNA分子时。DNA的解联锁在整个G2期继续进行，一直持续到有丝分裂早期前解联锁才在染色质臂上大致完成。有些联锁尤其是着丝粒处的联锁一直可以持续到中期末。将拓扑异构酶II突变或化学抑制可造成后期姊妹染色单体分离的缺陷。第58页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三第九节有丝分裂的进入：姊妹染色单体的压缩和解散第59页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、染色体的压缩与解散有丝分裂的进入需启动两个平行发生的主要过程。姊妹染色单体分离作的准备：染色体压缩有丝分裂纺锤体的组装当S期完成时，DNA和蛋白杂乱纠结，DNA易断裂。间期染色体的巨大长度使在胞质分裂时被切断。Howtodealthis？第60页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、染色体的压缩与解散姊妹染色单体被系统压缩成结实的杆状结构，这样就不可能相互缠绕，并且足够短以确保染色质臂在胞质分裂前安全进入未来的子细胞中。相互缠绕的姊妹染色单体也通过姊妹染色单体解散过程而重新组织成可以在后期很容易被拉开的不同单位。解散依赖于姊妹染色单体DNA的解联锁以及将姊妹染色单体绑定在一起的黏合复合物的部分重排或丢失。姊妹染色单体的压缩和解散通常在有丝分裂前半段平行发生。第61页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三一、染色体的压缩与解散早前期：两个姊妹染色单体压缩形成不明显的长杆状染色体前中期和中期：压缩与解体持续并行发生，染色单体紧密而清晰。在这些过程中，大部分黏合复合物从姊妹染色单体臂上脱落后期姊妹染色单体的分离主要依赖于着丝粒处黏合的丧失第62页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、压缩素复合物启动染色体

压缩和解散压缩素(condensin)，五个亚单位构成的蛋白复合物，它在结构及功能上与黏合复合物相关。压缩素亚单位Smc2和Smc4是SMC家族的成员，能在臂末端与球状ATP酶结构域形成Y-型异源二聚体。压缩素的结构完整性及功能依赖于三个非SMC亚基，分为称为CAP-D2，CAP-G，CAP-H。第63页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、压缩素复合物启动染色体

压缩和解散动物细胞有两个压缩素复合物，称为压缩素I和II，它们含有相同的SMC异源二聚体（Smc1-Smc3），但非SMC亚基不同。压缩素I包含上述的三个非SMC亚基：CAP-D2，CAP-G，CAP-H而压缩素II含有与之相关的非SMC亚基：CAP-D3，CAP-G2，CAP-H2第64页，讲稿共72页，2023年5月2日，星期三二、压缩素复合物启动染色体

压缩和解散CAP-H是kleisin家族蛋白的远源相关成员，该家