医学细胞生物学细胞增殖.ppt

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1、医学细胞生物学细胞增殖现在学习的是第1页，共27页细胞增殖有十分精确的调控机制，如果异细胞增殖有十分精确的调控机制，如果异常就会产生疾病。常就会产生疾病。造造血血细细胞胞生生成成的的速速率率小小于于血血液液中中细细胞胞死死亡的速率，就会造成亡的速率，就会造成贫血贫血；机机体体局局部部细细胞胞无无休休止止的的分分裂裂就就会会产产生生肿肿瘤瘤；细细胞胞增增殖殖过过程程中中染染色色体体分分配配异异常常就就会会导导致染色体病。致染色体病。现在学习的是第2页，共27页细胞周期生长分裂细胞增殖具有周期性：现在学习的是第3页，共27页细胞分裂产生的子细胞首先要经历一个细胞分裂产生的子细胞首先要经历一个逐渐生

2、长的过程，在此期间蛋白质和核逐渐生长的过程，在此期间蛋白质和核酸大量生成，细胞体积重量不断增加，酸大量生成，细胞体积重量不断增加，当细胞生长到一定程度，细胞分裂将再当细胞生长到一定程度，细胞分裂将再次发生，细胞这种生长与分裂是呈现周次发生，细胞这种生长与分裂是呈现周期性的，所以称为细胞周期。具体地说，期性的，所以称为细胞周期。具体地说，细胞周期细胞周期是指细胞从一次分裂结束开始是指细胞从一次分裂结束开始生长，到下一次分裂终了所经历的过程。生长，到下一次分裂终了所经历的过程。现在学习的是第4页，共27页无丝分裂无丝分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂现在学习的是第5页，共27页一一、无丝分裂（直

3、接分裂）、无丝分裂（直接分裂）无丝分裂：无丝分裂：直接进行细胞核与细胞质的分裂方式。分裂过程中既无染色体、直接进行细胞核与细胞质的分裂方式。分裂过程中既无染色体、纺锤体的形成，也无核膜、核仁的解体。纺锤体的形成，也无核膜、核仁的解体。现在学习的是第6页，共27页有丝分裂器有丝分裂器:有丝分裂器有丝分裂器是由纺锤体、是由纺锤体、染色体和中染色体和中心体共同组心体共同组成的临时性成的临时性结构。结构。现在学习的是第7页，共27页间间 期期核核 膜膜核核 仁仁染色质染色质中心粒中心粒前前 期期中中 期期后后 期期末末 期期赤道板赤道板收缩环造成的分裂沟收缩环造成的分裂沟二、有丝分裂的过程二、有丝分裂

4、的过程现在学习的是第8页，共27页三三、减数分裂、减数分裂减数分裂：减数分裂：是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程中所进行的特殊分裂方式。是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程中所进行的特殊分裂方式。特点：特点：细胞连续分裂两次，细胞连续分裂两次，DNA只复制一次结果产生染色体数目减半的生殖只复制一次结果产生染色体数目减半的生殖细胞细胞减减数数分分裂裂第一次减数分裂第一次减数分裂第二次减数分裂第二次减数分裂前期前期中期中期后期后期末期末期前期前期中期中期后期后期末期末期细线期细线期偶线期偶线期粗线期粗线期双线期双线期终变期终变期现在学习的是第9页，共27页1.减数分裂减数分裂 I间期间期前期前期I(

5、细线期细线期)前期前期I(偶线期偶线期)1.同源染色体配对同源染色体配对 联会联会形成二价体形成二价体同源染色体：同源染色体：大小形态相同、结构相似，一条来自父亲一条来自母亲，上面载有等位基因的大小形态相同、结构相似，一条来自父亲一条来自母亲，上面载有等位基因的一对染色体。一对染色体。姐妹染色单体姐妹染色单体 1和和2的染色质的染色质姐妹染色单体姐妹染色单体 3和和4的染色质的染色质联会复合体联会复合体侧生组分侧生组分中央组分中央组分重组节重组节前期前期I(粗线期粗线期)重组小结出现，重组小结出现，非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间出现交叉。之间出现交叉。同源染色体同源染色体I的的2条姐妹条姐妹

6、染色单体染色单体同源染色体同源染色体II的的2条姐妹染色单体条姐妹染色单体同源染色体同源染色体I的的着丝点着丝点同源染色体同源染色体II的着丝点的着丝点四分体四分体前期前期I(双线期双线期)1.联会复合体消失联会复合体消失2.出现交叉端化出现交叉端化前期前期I(终变期终变期)减数分裂的过程减数分裂的过程1.同源染色体仅在同源染色体仅在端部相连。端部相连。2.核仁消失核仁消失现在学习的是第10页，共27页中期中期I后期后期I1.同源染色体分离同源染色体分离2.非同源染色体随机组合非同源染色体随机组合末期末期I2.减数分裂减数分裂 II间期间期前期前期 II中期中期 II后期后期 II1.姐妹染色

7、单体分离姐妹染色单体分离2.非姐妹染色单体随机组合。非姐妹染色单体随机组合。末期末期 II现在学习的是第11页，共27页细胞周期：细胞周期：细胞从一次有丝分裂结束开始，到下一次有细胞从一次有丝分裂结束开始，到下一次有丝分裂结束为止所经历的全过程。丝分裂结束为止所经历的全过程。细细胞胞周周期期间期间期丝裂期（丝裂期（M期）期）G1期期S期期G2期期前期前期中期中期后期后期末期末期细胞周期细胞周期G1期期G2期期S期期M期期现在学习的是第12页，共27页限制点（限制点（R点）：点）：处于处于G1期期的细胞的细胞对对于胞外信号特于胞外信号特别别敏感，敏感，如果胞外信号为抑制性的，则如果胞外信号为抑制

8、性的，则可限制正可限制正常细胞通过常细胞通过G1期期，而停止在特殊的时期，成为，而停止在特殊的时期，成为G0期期细胞这个控制细胞增殖的关键点，就是限制点。细胞这个控制细胞增殖的关键点，就是限制点。现在学习的是第13页，共27页细胞周期时间细胞周期时间不同组织细胞的周期时间有很大差别不同组织细胞的周期时间有很大差别:有的只需几十分钟，如早期胚胎细胞；有的只需几十分钟，如早期胚胎细胞；有有的的要要几几十十个个小小时时，如如某某些些上上皮皮细细胞胞和和离离体体培培养养细胞；细胞；有的要有的要1-21-2年（肝、肾实质细胞）甚至更长的时间。年（肝、肾实质细胞）甚至更长的时间。细胞周期时间：细胞周期时间

9、：(cycle time，TC)细胞增殖过程所经历的时间则称为细胞周期时间。现在学习的是第14页，共27页不同细胞的周期时相差别很大：不同细胞的周期时相差别很大：TC TG1 TS TG2 TM TC-TG1小鼠食道上皮 87 75 7.2 4.1 0.7 12小鼠腹壁上皮 151 139 6.2 5.3 0.5 12 人大肠粘膜 24 10 11.5 2 0.5 14 人宫颈癌 20 8 6.8 4.5 1.5 12人羊膜 19.4 9.8 6.8 2.2 0.6 9.6大鼠肝 47.5 28 16 1.8 1.7 15.5人肺成纤维细胞 16.8 6 6 4 0.8 10.8 细胞时相(小

10、时)现在学习的是第15页，共27页从表中可看出从表中可看出:不同细胞的不同细胞的T TC C差别很大差别很大T TC C与与 T TG1G1的变化一致的变化一致T TS S +T TG2 G2 +T TM M 值比较稳定值比较稳定,约约12-2412-24小时小时T TM M 较少较少,约约1 1小时左右小时左右现在学习的是第16页，共27页二、细胞周期各期时相变化二、细胞周期各期时相变化G1期期：上一次上一次有丝分裂完成到有丝分裂完成到间期间期DNA合成之前。合成之前。活跃的活跃的RNA合成和蛋白质的合成合成和蛋白质的合成多种蛋白的磷酸化多种蛋白的磷酸化细胞膜对物质的转运加强细胞膜对物质的转

11、运加强现在学习的是第17页，共27页S期：期：从从DNA合成开始到合成开始到DNA合成结束的全过程，是细胞增殖周期的关键阶段。合成结束的全过程，是细胞增殖周期的关键阶段。主要特点：主要特点：大量的大量的DNA复制、组蛋白和非组蛋白的合成，组蛋白的持续磷酸化。复制、组蛋白和非组蛋白的合成，组蛋白的持续磷酸化。染色质的组装染色质的组装 活化因子在活化因子在S期中期大量生成并达到高峰。（活化因子是期中期大量生成并达到高峰。（活化因子是 DNA合成时所需要的启动合成时所需要的启动信号。）信号。）G2期期:从从DNA复制完成到有丝分裂开始前的时期，为有丝分裂进行物质条件和复制完成到有丝分裂开始前的时期，

12、为有丝分裂进行物质条件和能量能量的准备的准备加速加速RNA和有丝分裂相关蛋白的合成和有丝分裂相关蛋白的合成合成有丝分裂调控的重要因子合成有丝分裂调控的重要因子成熟促进因子（成熟促进因子（MPF）现在学习的是第18页，共27页成熟促进因子（成熟促进因子（MPF）1971年，利用非洲爪蟾卵细胞质注射实验，发现在年，利用非洲爪蟾卵细胞质注射实验，发现在成熟的卵细胞的细胞质中，必然有一种物质可以诱成熟的卵细胞的细胞质中，必然有一种物质可以诱导卵细胞的成熟。他们把这种活性物质称为卵细胞导卵细胞的成熟。他们把这种活性物质称为卵细胞促成熟因子（促成熟因子（maturation promoting facto

13、r）或）或M期期促进因子（促进因子（M phase-promoting factor),用用 MPF表表示。它是在示。它是在G2期形成，促进期形成，促进M期启动的重要因子。期启动的重要因子。现在学习的是第19页，共27页三、细胞周期调控三、细胞周期调控真核细胞的细胞周期调控由一个复杂的真核细胞的细胞周期调控由一个复杂的蛋白调控网络系统构成，包括蛋白调控网络系统构成，包括生长因子生长因子、抑素抑素、细胞周期基因、细胞周期基因、细胞周期蛋白细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶等等。等等。现在学习的是第20页，共27页 细胞周期蛋白细胞周期蛋白周周期期蛋蛋白白（cycl

14、incyclin）随随着着细细胞胞周周期期的的进进程程发发生生有有规规律律的的合合成成和和降降解解的的一一类类蛋蛋白白，可可引引发发相相应应细细胞周期事件的发生，故称胞周期事件的发生，故称“细胞周期蛋白细胞周期蛋白”。细胞周期蛋白细胞周期蛋白和和周期蛋白依赖性蛋白激酶周期蛋白依赖性蛋白激酶是细胞周期调控系统的核心。是细胞周期调控系统的核心。现在学习的是第21页，共27页在不同的细胞周期时相，表达不同的周期蛋白。在不同的细胞周期时相，表达不同的周期蛋白。G1时时，周周期期蛋蛋白白D及及E表表达达增增加加，作作用用于于G G1 1的的中中、后后期，称之为期，称之为G1期周期蛋白期周期蛋白G1 S时

15、时，周周期期蛋蛋白白D和和E降降解解，而而周周期期蛋蛋白白A合合成增加，并作用于成增加，并作用于S S期，期，称之为称之为S期周期蛋白期周期蛋白G2 M时时，周周期期蛋蛋白白B于于S期期开开始始表表达达，在在G2到到高高峰峰，在在 G2 M发发挥挥作作用用，M期期主主要要事事件件的的引引发发及及过过渡渡也与此有关，被称为也与此有关，被称为M期周期蛋白期周期蛋白。现在学习的是第22页，共27页 周期蛋白依赖性激酶周期蛋白依赖性激酶可与特定阶段的周期蛋白可与特定阶段的周期蛋白结合进而表现出其蛋白激酶的活性，因而它结合进而表现出其蛋白激酶的活性，因而它们统称为们统称为周期蛋白依赖性蛋白激酶周期蛋白依

16、赖性蛋白激酶（cyclin dependent kinase 简称简称 cdk）。可将特定蛋白）。可将特定蛋白磷酸化，促进细胞周期运行，又称作细胞周磷酸化，促进细胞周期运行，又称作细胞周期引擎。期引擎。周期蛋白依赖性蛋白激酶周期蛋白依赖性蛋白激酶现在学习的是第23页，共27页 cdk共同特点：共同特点：一是它们都含有一段类似一是它们都含有一段类似的氨基酸序列，另一个是它们都可以与的氨基酸序列，另一个是它们都可以与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调节亚基，进而表现出蛋白激酶活性。节亚基，进而表现出蛋白激酶活性。现在学习的是第24页，共27页G1G1期：期：在生长

17、因子的刺激下，在生长因子的刺激下，cyclin Dcyclin D、E E表达，并与表达，并与CDK4CDK4、CDK6CDK6结合形成复合物，促进许多基因的转录结合形成复合物，促进许多基因的转录,促使细胞进入促使细胞进入S S期。期。S S期期:cyclinA:cyclinA与与CDK2CDK2结合，导致结合，导致预复制复合体预复制复合体被磷酸化，促被磷酸化，促使使DNADNA开始复制。开始复制。G2-MG2-M期期:cyclinB:cyclinB与与CDK1CDK1结合（结合（MPF)MPF)，使，使 G2 M，M期主期主要事件的引发及过渡也与此有关要事件的引发及过渡也与此有关。现在学习的

18、是第25页，共27页M期末期末CyclinB被降解，被降解，蛋白激酶失活，各种底物去蛋白激酶失活，各种底物去磷酸化，促进染色体的去凝集、核膜核仁重建，引导磷酸化，促进染色体的去凝集、核膜核仁重建，引导细胞进入细胞进入G1期。期。现在学习的是第26页，共27页生长因子生长因子对细胞增殖的影响对细胞增殖的影响生长因子生长因子：是与细胞增殖有关的信号物质，：是与细胞增殖有关的信号物质，能促进细胞增殖，又称有丝分裂原。能促进细胞增殖，又称有丝分裂原。生长因子没有种属特异性，但表现出一定生长因子没有种属特异性，但表现出一定的组织特异性，不同的细胞需要不同的生的组织特异性，不同的细胞需要不同的生长因子。长因子。现在学习的是第27页，共27页