《細(xì)胞周期zhongj》PPT課件

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1、細(xì)胞周期（循環(huán)）09口腔七年制王斌獲獎(jiǎng)人員左邊第一位是LelandHartwell第二位是PaulNurse第三位是TimHunt2001的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了3位研究細(xì)胞周期并取得卓越成就的科學(xué)家，他們的工作使我們對(duì)細(xì)胞增殖及其與癌癥的關(guān)系有了更深刻的理解，從而為我們找到治愈癌癥之路指明方向。但是，他們的工作究竟有多重要，而有那么多的科學(xué)家在這一領(lǐng)域中工作，為什么獨(dú)獨(dú)是這3位而不是其它人得到這個(gè)全世界科學(xué)家都?jí)裘乱郧蟮倪@個(gè)榮譽(yù)呢？我們就來(lái)看看他們到底都做了些什么？一、細(xì)胞周期所謂細(xì)胞周期（cellcycle）是指連續(xù)分裂細(xì)胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個(gè)過(guò)程。在這

2、個(gè)過(guò)程中，細(xì)胞遺傳物質(zhì)復(fù)制并加倍，且在分裂結(jié)束時(shí)平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。細(xì)胞周期又可以分為間期（interphase）和有絲分裂期(Mphase)。從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂開(kāi)始的時(shí)期就是間期。這一時(shí)期，在光學(xué)顯微鏡下看不到細(xì)胞有明顯的變化，但此時(shí)期的細(xì)胞內(nèi)卻正在進(jìn)行一系列的生化活動(dòng)，主要的活動(dòng)圍繞制造完全相同的又一套遺傳物質(zhì)展開(kāi)。這一期以DNA合成為標(biāo)志，又分為G1期，S期和G2期。而在光學(xué)顯微鏡下可以看到的只是M期，經(jīng)過(guò)分裂期，加倍的染色體和其他細(xì)胞組分被平均分配到兩個(gè)完全一樣的子細(xì)胞中。換句話，通過(guò)分裂，形成了一個(gè)新細(xì)胞。G1期又稱為DNA合成前期，此期DNA的合成還沒(méi)有開(kāi)

3、始，但是這一時(shí)期中所進(jìn)行的RNA和蛋白質(zhì)合成卻是DNA復(fù)制所必須的，而且，S期中DNA合成的啟動(dòng)也在這一時(shí)期受到調(diào)控。因此這一時(shí)期可以看作為DNA合成的準(zhǔn)備時(shí)期。S期中，DNA進(jìn)行合成，同時(shí)，染色體形成所必需的組蛋白，非組蛋白等物質(zhì)也在此期合成。G2期主要合成一些與有絲分裂中新細(xì)胞形成所必需的物質(zhì)，如作為細(xì)胞骨架重要成分的微管蛋白等。M期中，細(xì)胞染色體形成并發(fā)生細(xì)胞分裂，新細(xì)胞在此期形成。細(xì)胞周期示意圖事實(shí)上早在1841年，時(shí)任職于柏林大學(xué)的波蘭神經(jīng)內(nèi)科學(xué)家和生物學(xué)家羅伯特.里麥克（RobertRemak，1815-1865）就報(bào)道了細(xì)胞分裂現(xiàn)象，并得出結(jié)論，細(xì)胞分裂是細(xì)胞增殖的方式也是機(jī)

4、體生長(zhǎng)發(fā)育的“根本動(dòng)力”；更有意義的是，他在此時(shí)就已經(jīng)認(rèn)為腫瘤組織中細(xì)胞的形成機(jī)制“幾乎與正常動(dòng)物組織相同”。不過(guò)，由于受觀察手段得的限制，人們還不可能了解到有絲分裂間期中發(fā)生的生化事件，而又由于在顯微鏡下染色體的變化是如此規(guī)律，因此，認(rèn)為細(xì)胞的增殖活動(dòng)主要發(fā)生在形態(tài)變化明顯的有絲分裂期就不難理解了。直到1953年，Howard和Pelc才發(fā)現(xiàn)蠶豆根尖細(xì)胞分裂中遺傳物質(zhì)DNA的復(fù)制發(fā)生于靜止期中的一個(gè)時(shí)期，這一時(shí)期與有絲分裂期在時(shí)間上存在前后兩個(gè)間隙。由此，他們第一次明確的提出了細(xì)胞周期的概念，并將細(xì)胞周期劃分為上述的4個(gè)時(shí)期，其中的S期即是DNA合成的時(shí)期。細(xì)胞在細(xì)胞周期中續(xù)慣的經(jīng)過(guò)G1

5、→S→G2→M而完成增殖。1957年，3THdR放射自顯影技術(shù)引入細(xì)胞周期的研究后，證明在動(dòng)植物細(xì)胞中細(xì)胞周期存在普遍性，從而使對(duì)細(xì)胞增殖的研究引入到一個(gè)全新的時(shí)期，因此，細(xì)胞周期概念的提出成為20世紀(jì)細(xì)胞生物學(xué)的一個(gè)劃時(shí)代成就。二、細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期能夠嚴(yán)格按照G1→S→G2→M的順序運(yùn)轉(zhuǎn)是與相關(guān)調(diào)控基因的有序表達(dá)分不開(kāi)的。LelandHartwell在20世紀(jì)70年代提出了“細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)”（cellcyclecheckpoint）概念。這是作用于細(xì)胞周期轉(zhuǎn)換過(guò)程的關(guān)鍵調(diào)控通路，從分子水平看就是一類調(diào)控基因及其表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞是否以及如何分裂所進(jìn)行的精細(xì)調(diào)節(jié)。這些基因產(chǎn)物接受兩種不同

6、的信號(hào)，并作出反應(yīng)。一類信號(hào)是所謂“細(xì)胞內(nèi)在信息”，這類信息反映細(xì)胞周期是否按照正確順序進(jìn)行，即細(xì)胞周期中的下一個(gè)時(shí)期是否在前一時(shí)期結(jié)束后才開(kāi)始，換句話說(shuō)，只有在完成前期所有的準(zhǔn)備工作后，細(xì)胞分裂才可以開(kāi)始，并且所有前期準(zhǔn)備工作也只有在嚴(yán)格按部就班的情況下才可以完成。另一類信號(hào)稱為“細(xì)胞外在信息”，是指對(duì)細(xì)胞分裂與否至為重要的環(huán)境信號(hào)，只有當(dāng)細(xì)胞所處的環(huán)境需要更多細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞的分裂才是適的，不和時(shí)宜的細(xì)胞分裂帶來(lái)的就是腫瘤，因此細(xì)胞必須通過(guò)檢驗(yàn)點(diǎn)機(jī)制識(shí)別這些信號(hào)，以避免不恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)入細(xì)胞周期。Hartwell不僅提出了假設(shè)，他還通過(guò)對(duì)突變酵母細(xì)胞——在細(xì)胞周期研究中成功的引入并構(gòu)建酵母這一重

7、要的模型也是Hartwell的首創(chuàng)——的研究，證實(shí)了此類檢驗(yàn)點(diǎn)的存在，其中尤值一提的是他對(duì)酵母細(xì)胞DNA合成開(kāi)始前啟動(dòng)點(diǎn)（start）的研究，通過(guò)這一研究他進(jìn)一步提出了細(xì)胞分裂基因的概念，即cdc(celldivisioncycle)基因。此后，他與其同事并相繼發(fā)現(xiàn)一系列此類基因，并進(jìn)而指出，這些基因的表達(dá)受制于細(xì)胞中有關(guān)蛋白質(zhì)和酶，通過(guò)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間和位點(diǎn)出現(xiàn)這些調(diào)節(jié)蛋白和酶，使cdc基因激活，從而保證細(xì)胞周期中的關(guān)鍵件