第六章 细胞分裂与细胞周期:本章内容:(一)细胞分裂:无丝分裂 (amitosis),有丝分裂 (mitosis),减数分裂 (meosis)的基本概念;有丝分裂、减数分裂的分期及各期的结构特征。(二)细胞周期(cell cycle)6.1细胞分裂中的断骨之痛:细胞分裂(cell division)是活细胞繁殖其种类的过程,是一个细胞分裂为两个细胞的过程。在自然界中真核细胞分裂方式包括:无丝分裂(amitosis)、有丝分裂(mitosis)及减数分裂(meiosis)。有丝分裂是真核细胞分裂的基本形式。减数分裂是在进行有性生殖的生物中导致生殖母细胞中染色体数目减半的分裂过程。它是有丝分裂的一种变形,由相继的两次分裂组成。有丝分裂是一个复杂而精确调控的过程,涉及到细胞形态的变化:核膜破裂、染色体分离以及胞质分裂。核纤层蛋白的磷酸化引发核膜破裂。核纤层普遍存在于高等真核细胞中,是内层核被膜下纤维蛋白片层,其纤维直径为10毫微米左右,纤维纵横排列整齐呈纤维网络状。在间期细胞中,核纤层为核膜提供了支架的作用,核纤层的可逆性解聚调节了核膜的崩解和重建,当细胞进行有丝分裂时,核纤层蛋白被磷酸化,引起核纤层可逆解聚,核膜崩解,在分裂末期时,核纤层蛋白去磷酸化,它直接介导了核膜围绕染色体之重建。早在60年代就知道核纤层具有纤维网状结构,但对其分子基础并不清楚。近年来发现核纤层与中间纤维有许多共同点:(1)两者均形成10nm纤维。(2)两者均能抵抗高盐和非离子去垢剂的抽提。(3)某些抗中间纤维蛋白的抗体能与核纤层发生交叉反应,说明中间纤维蛋白与核纤层蛋白分子存在相同的抗原决定簇。(4)两者在结构上有密切联系,核纤层成为核骨架与中间纤维之间的桥梁。纺锤丝的出现致使染色体的平均分离。纺锤丝是光学显微镜下所见到的有丝分裂期组成纺锤体的丝状结构之总称。动物细胞的纺锤丝由中心体释放。植物细胞的纺锤丝由细胞两极发出。在经过固定的细胞中,可看到纺锤体内有许多丝状结构。在用戊二醛固定的细胞的电子显微镜下观察到的纺锤体是由直径约20纳米的微管所组成,着丝粒丝是由成束的微管组成。在光学显微镜下所能看到的固定细胞中的许多"纺锤丝"是微管次生聚合图像。纺锤丝(spindle)的真正身份是微管 :星体微管(astral microtubules) 、极间微管(polar microtubules)和动粒微管(kinetochoremicrotubules)。收缩环(contractile ring)是指有丝分裂的动物细胞质膜下皮层由微丝与肌球蛋白-2形成的腰带环状束。有丝分裂末期,两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。研究表明,收缩环是由大量
6.2成熟促进因子:成熟促进因子,也称为细胞分裂促进因子(mitosis-promoting factor),或M期促进因子(M phase-promoting factor),英文简写为MPF,是首先在非洲爪蟾卵母细胞中发现的细胞周期调控因子。现已证明,MPF是细胞周期蛋白B(cyclinB)和细胞周期蛋白依赖激酶1(CDK1)的复合物,其中CDK激酶1是催化亚基和CyclinB是调节亚基。活化的MPF通过磷酸化有丝分裂期间所需的多种蛋白质来促进细胞从G2期进入M期,是调控细胞周期的重要因子。已证实MPF能使组蛋白H1上与有丝分裂有关的特殊位点,在细胞分裂的早、中期发生磷酸化,因而被认为可能参与了有丝分裂的启动与染色质的凝集;核纤层蛋白是MPF的另一个催化底物,核纤层蛋白在有丝分裂期处于高度磷酸化状态,到有丝分裂结束则发生去磷酸化,均与MPF的特异性的催化作用有关,而这一过程被认为是引起核纤层结构解体、核膜破裂的直接原因。MPF的作用还涉及到某些DNA结合蛋白,通过对这些蛋白的磷酸化,来降低其在M期与DNA的结合能力,以促进染色质的凝聚。本知识点的学习中可拓展学习的内容包括:MPF发现的两个经典实验(1970年的染色体早熟凝集实验和1971年的显微注射实验);MPF的活性调节;2002年诺贝尔生理学或医学奖。
6.3抑癌基因:抑癌基因(tumor suppressor genes),也称肿瘤抑制基因,或俗称抗癌基因,是一类存在于正常细胞内可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因。抑癌基因在控制细胞生长、增殖及分化过程中起着十分重要的负调节作用,它与原癌基因相互制约,维持正负调节信号的相对稳定。当这类基因在发生突变、缺失或失活时可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。迄今科学家已从细胞中分离鉴定出大约100余种抑癌基因,最常见的如Rb、P53、APC、nm23等基因。Rb基因(视网膜母细胞瘤基因)是第一个分离获得的抑癌基因。Rb基因的部分缺失,可引起视网膜母细胞瘤(成视网膜细胞瘤)及结肠癌等多种癌症。关于视网膜母细胞瘤推荐线下阅读《妞妞》,作者周国平。另一个著名的肿瘤抑制基因是P53,P53可在DNA损伤被监测时,启动P21的表达阻断周期,并有启动损伤修复和在损伤无法修复时启动凋亡的作用,对细胞周期的正常运行至关重要。关于P53的相关阅读推荐:明星抑癌基因p53如何抑癌?;EMBO:抑癌基因p53的新功能;Cell子刊揭示p53的全新机制。
[单选题]目前认为核被膜破裂是由于核纤层蛋白(   )的结果。
水解
磷酸化
去磷酸化
羟基化
答案:磷酸化
[多选题]下列不是MPF的作用底物的是:
Cdc25
核纤层蛋白
组蛋白
CAK[单选题]下列关于p53的作用描述错误的是:
当DNA大范围损伤时,p53可诱导细胞走向凋亡
p53蛋白可激活p21基因转录,产物p21蛋白可抑制Cdk 的活性
可启动对受损DNA进行修复
p53蛋白可直接抑制Rb蛋白的活性阻断周期[单选题]细胞分裂后期,纺锤体变长的动力来源?
动力微管、极间微管和星体微管
动力微管和星体微管
极间微管和星体微管
极间微管和动力微管[判断题]在细胞分裂前期,中等纤维参与核膜破裂。

[判断题]细胞分裂末期缢缩环处肌动蛋白、肌球蛋白大量聚集,形成的环状结构。

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