第六章细胞周期与肿瘤目前从多方面对肿瘤
细胞周期与肿瘤的关系及治疗

细胞周期与肿瘤的关系及治疗细胞周期是指细胞从出生到分裂再到死亡的一系列过程,包括G1期、S期、G2期和M期。
细胞周期的正常调控对于维持正常的生长和发育非常重要,但是异常的细胞周期会导致增殖失控和肿瘤的形成。
细胞周期的调控主要通过蛋白激酶来实现。
其中,CDK蛋白激酶和Cyclin蛋白有着非常重要的作用。
当Cyclin与CDK结合后,可以激活CDK从而促进细胞周期的不同阶段。
另外,还有几个关键的细胞周期调控因子,包括Fern、Wee1和Cdc25等。
当细胞通过正常调控进入G1期时,它需要验证自己是否处于合适的生长条件下。
如果细胞准备好了,就会进入S期,在这个阶段DNA会复制,准备下一步的细胞分裂。
下一个阶段是G2期,为将要进行的丝分裂做准备。
最后,通过M期完成细胞分裂。
通常情况下,健康的细胞按照正常的细胞周期来进行分裂。
然而,在某些情况下,细胞的正常调控出现了故障。
比如,细胞周期的重要调控因子突变了,导致细胞进入异常的增殖模式。
在这种情况下,细胞会忽略自我调控机制并不断分裂,而不受类似于“停止经营、整改并重新上线”的规则。
这就是体现了对肿瘤细胞增殖失控的本质。
癌细胞的基本特征之一就是无限增殖潜能,其增殖和死亡的比率歪斜使得癌细胞可无限延续,通过互补变异积聚的进化优势让其免疫于外来的威胁与轻微的内部压力。
细胞增殖承担了终极的生存任务,它是遗传信息的载体,意味着所有生命的力量都在于生长。
但如果复制错误,这种策略就会丧失自我控制机制,失去固有的抵抗力,成为带有恶性功能的癌细胞。
目前,治疗肿瘤的方法大致有两种,一类是通过干预细胞周期使癌细胞细胞凋亡;第二类是通过直接作用于细胞膜结构进而抑制肿瘤细胞的生存和繁衍。
其中,第一种方法主要涉及到细胞周期相关蛋白和激酶的调控。
与正常细胞相比,癌细胞往往具有更多的CDK激酶和Cyclin蛋白。
于是,通过利用特定的分子靶向这些蛋白,就能干预细胞周期并最终使肿瘤细胞凋亡。
另一种方法是通过作用于细胞膜结构来抑制肿瘤细胞的生存和繁衍。
细胞周期与肿瘤发展

细胞周期与肿瘤发展细胞周期是指细胞在生命周期中经历的不同阶段,包括G1期(细胞生长期)、S期(DNA合成期)、G2期(前期)和M期(有丝分裂期)。
这个周期的调控对于维持细胞的正常功能和生长至关重要。
然而,当细胞周期的调控出现异常,会导致肿瘤的发展。
本文将介绍细胞周期的各个阶段及其与肿瘤发展的关系。
1. G1期(细胞生长期)G1期是细胞周期的第一个阶段,也是细胞生长的阶段。
在G1期,细胞准备进行DNA的复制,同时还会合成所需的蛋白质和其他生物分子。
正常情况下,细胞会在G1期检查自身是否具备进行DNA复制的条件,如果不具备,则进入休眠状态或死亡。
然而,在肿瘤细胞中,G1期的调控机制常常失去控制,使其继续生长和复制DNA,导致肿瘤的发展。
2. S期(DNA合成期)S期是细胞周期的第二个阶段,也是DNA合成的阶段。
在S期,细胞会复制其基因组的DNA。
这个过程是高度精确和复杂的,确保每个子细胞得到准确的DNA复制。
如果在复制过程中发生错误,可能导致基因突变和DNA损伤的积累,增加了肿瘤的风险。
3. G2期(前期)G2期是细胞周期的第三个阶段,也是前期的阶段。
在G2期,细胞进行准备工作,以确保细胞准备好进行有丝分裂。
这包括检查DNA是否有损伤,以及准备所需的细胞器和蛋白质。
如果细胞在G2期发现DNA有损伤或其他异常,它会积极修复或通过凋亡来保证基因组的完整性。
然而,一些肿瘤细胞会失去这种检查机制,导致DNA损伤的积累和不受控制的细胞分裂。
4. M期(有丝分裂期)M期是细胞周期的最后一个阶段,也是有丝分裂的阶段。
在M期,细胞分裂成两个子细胞。
这个过程包括核分裂和细胞质分裂。
正常情况下,细胞会严格按照一定的步骤进行有丝分裂,以确保每个子细胞都具有相同的染色体组成。
然而,在肿瘤细胞中,有丝分裂过程常常异常,导致染色体不均匀分离,产生染色体异常和遗传变异。
细胞周期与肿瘤发展密切相关。
当细胞周期的调控失去平衡时,肿瘤细胞可能无法通过自我修复机制来消除异常和损伤,导致异常细胞的积累。
细胞周期调控及肿瘤治疗

细胞周期调控及肿瘤治疗人类体内细胞相当复杂,涉及到的分子机制和生化反应也是非常多样且错综复杂。
其中,细胞周期调控是细胞生长、增殖和分裂的关键环节。
对于人类健康和疾病的研究,对细胞周期调控的研究是很重要的。
肿瘤形成本质上是由于细胞周期失控造成的,因此了解细胞周期调控对于肿瘤治疗也是至关重要的。
细胞周期的分期细胞周期主要包括四个时期(phase):G1期、S期、G2期和M期。
G1期是指细胞从上一个M期结束到DNA复制开始之间的时间期间。
S期是指细胞的DNA复制期,细胞的染色体复制成为四倍体,每个染色体复制为两个同样的染色体。
G2期是指DNA 复制结束到M期开始之间,细胞准备进入有丝分裂过程前的时间点。
M期是指细胞有丝分裂期。
不同的细胞周期分期是由不同的调控机制和分子机制驱动的。
为了控制整个细胞周期过程,细胞内部有许多复杂的信号传递机制来实现这一目的。
细胞周期的调控细胞周期调控的最主要机制是细胞周期蛋白(cyclin)家族及其依赖性激酶(CDK)参与的有序激酶级联反应。
这些蛋白分子通过调节不同的酶活性来实现周期分期。
其中,cyclin有多种不同的类型,每个类型的cyclin都有不同的表达时期和作用机制。
每个cyclin都与相应的CDK结合形成活性复合物,在形成和活化的同时也需要有一些抑制因子,如p21和p27等。
除了调控蛋白外,有一些生长因子和细胞因子也能够通过信号转导机制影响细胞周期,例如表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)、胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)和转化生长因子(transforming growth factor,TGF)。
这些生长因子能够增加cyclin的表达,并激活相应的CDK,从而促进细胞周期的进程。
同时,还有其他的分子机制参与到细胞周期调控,例如细胞膜与细胞外基质的相互作用以及细胞内的细胞骨架的动态重构等。
细胞周期调控和肿瘤发生的关系

细胞周期调控和肿瘤发生的关系肿瘤是人们常见的疾病之一,它常常给患者带来生命威胁,因此研究肿瘤的发生机制变得越来越重要。
而肿瘤的发生与细胞周期的调控密切相关。
本文将从细胞周期的调控角度来探讨肿瘤的发生机制。
一、细胞周期简介细胞是人体的基本构成单元,其自我繁殖是细胞周期的核心内容。
细胞周期可以划分为两个主要的时期:间期和有丝分裂期,其中间期又可以进一步划分为G1、S和G2期。
在间期,细胞进行细胞增长和生长,同时为避免DNA损害的积累,还进行着DNA的修复和检查。
而在有丝分裂期,细胞开始进行有丝分裂过程,其中包括减数分裂和有丝分裂,确保DNA分散到两个新的细胞中。
二、细胞周期调控细胞周期调控是指细胞在细胞周期中各个时期内的各种生化反应和基因表达的调节,以确保细胞处于正确的阶段和完成相应的任务。
细胞周期调控主要包括细胞因子的作用以及细胞周期调控蛋白的调控作用。
细胞周期调控的关键控制步骤为细胞周期检查点,主要分为两个:G1/S检查点和G2/M检查点。
在这两个检查点中,细胞周期调控蛋白对细胞周期的进程进行控制,并对必要的调整进行响应。
三、细胞周期调控与肿瘤发生的关系在正常情况下,细胞周期调控蛋白可以有效地调节细胞周期,从而防止DNA损伤的积累和细胞的异常增生。
而当细胞周期调控发生异常,细胞便会发生不正常的增殖和分化,从而导致癌症的发生。
具体来说,有些基因或蛋白质如果失活或过度表达可能会导致肿瘤的发生。
比如,细胞周期调控蛋白CDK、cyclin D和E2F等过度表达常常出现在许多人的癌症中。
另外,一些肿瘤抑制基因,如p53、p16、Rb等的失活也与多种癌症的发生密切相关。
四、小结肿瘤的发生与细胞周期调控密切相关,细胞周期的调控失衡可以促进肿瘤的发生。
调控蛋白和基因在细胞周期调控中起着至关重要的作用。
了解肿瘤的发生机制和细胞周期的调控有助于深入研究和治疗肿瘤疾病。
细胞周期调控和肿瘤发生的关系研究

细胞周期调控和肿瘤发生的关系研究通过多年的研究,科学家们逐渐揭开了细胞周期调控和肿瘤发生的关系。
细胞周期是指从细胞分裂到下一次细胞分裂的过程,分为G1、S、G2和M四个阶段,其中通过DNA复制的S期是最重要的阶段之一。
而肿瘤是指由于细胞长期暴露于致癌物质等刺激因素下,导致细胞不断增殖而形成的疾病。
那么,为什么细胞周期的调控会与肿瘤发生有关呢?首先,我们需要了解细胞周期调控的基本机制。
细胞周期调控主要由细胞周期蛋白激酶(CDK)和Cyclin等多种蛋白质复合物共同完成。
CDK是一种酶,需要结合Cyclin才能活化,不同的Cyclin对应不同的细胞周期阶段。
例如,G1/S期转换时需要Cyclin D/CDK4活性化,S期则需要Cyclin E/CDK2活性化。
此外,细胞周期调控还受到多种激酶、磷酸酶、抑制因子等多种调控因素的影响。
而肿瘤发生的机制涉及多种因素,其中细胞周期的异常调控是一个非常重要的因素之一。
有研究表明,肿瘤细胞往往会表现出细胞周期不正常的现象,比如不受外界刺激而不断分裂、细胞周期的阻滞失效等。
这些都是由于细胞周期调控机制的紊乱所导致的。
细胞周期的异常调控是肿瘤发生的根本原因之一。
常见的肿瘤抑制基因和肿瘤促进基因在细胞周期调控中都扮演着非常重要的角色。
肿瘤抑制基因能够抑制细胞分裂,并参与G1期和G2期的调节,如P53和P21基因。
而肿瘤促进基因则可以刺激细胞分裂,促进细胞周期的转换,如标记S期和G2期的CyclinA。
在很多情况下,肿瘤细胞往往会出现这些基因的缺陷或突变,影响正常的细胞周期调控机制,进而导致肿瘤的发生。
例如,P53基因的缺失或突变会导致细胞周期的紊乱及细胞凋亡的抑制,从而导致肿瘤发生。
因此,研究细胞周期机制、肿瘤基因突变等方面,对于肿瘤的预防和治疗具有非常重要的意义。
近年来,不断涌现的新技术(如基因编辑技术、单细胞测序技术等)让我们更加深入地了解了细胞周期调控和肿瘤发生的机制。
1-6第六章细胞周期与肿瘤

精选完整ppt课件
29
在人体细胞增殖中,在G1期存在相似
的调控机制。在G1期较晚时,也有一个决
定点,称为“限制点”(restriction point),
与酵母的START功能类似,不同的是,人
类细胞是否通过“限制点”,进入细胞周
期,主要受与细胞增殖有关的细胞外生长
因子的调控,而不是营养素。只要有相应
15
• 4、M期
为细胞有丝分裂期。在此期细胞 中,染色体凝集后发生姊妹染色单体 的分离,核膜核仁破裂后再重建,胞 质中有纺锤体收缩环出现,随着两个 子核的形成,胞质也一分为二,由此 完成细胞分裂。
精选完整ppt课件
16
细胞分裂周期及主要调控机制
第二节 细胞周期机制的核心-CDK调控机制
• 一、CDK调控中心
质量明显增加。S期所需的DNA复制相 关的酶系,如DNA聚合酶,G1期向S期 转变相关的蛋白质如触发蛋白、钙调 蛋白、细胞周期蛋白等均在此期合成。
精选完整ppt课件
8
触发蛋白是一种不稳定蛋白,它对细 胞从G1期进入S期是必须的。只有当其含量 积累到临界值,细胞周期才能朝DNA合成 方向进行。
钙调蛋白是真核细胞内重要的钙受体,
• 细胞周期素与CDKs结合后,CDKs才具有
活性,它们两者的结合使细胞周期有序进
行。具体结合方式精如选完整下ppt课:件
20
• (1) CDK2、 CDK4与cyclin-E结合,而 CDK2、 CDK4、 CDK5、 CDK6 与 cyclin-D结合是G1期运行的必备条件。
• (2) CDK2与cyclin-E结合是S期启动的 必要条件。
它调节细胞内钙的水平,钙调蛋白的含量, 在G1晚期可达峰值,用抗钙调蛋白药物处 理细胞,可延缓其从G1期到S期的进程。 G1期蛋白质量的增加,可能与蛋白质合成 增强有关,而另一原因则可能使其降解的 减弱。
细胞周期与肿瘤治疗

细胞周期与肿瘤治疗随着人类对细胞的深入了解,细胞周期成为科学界研究的一个重要课题。
细胞周期是指从细胞分裂开始到下一次分裂所经过的一系列生物学过程。
正常的细胞周期包括G1期、S期、G2期和M期四个阶段。
细胞周期的正常调控和失控对人类生命健康具有极其重要的影响,也与肿瘤的发生发展密切相关。
细胞周期由大量调节蛋白激酶和细胞周期素控制,这些分子之间相互作用构成了一个复杂的调控网络。
如果细胞周期素的作用被破坏,细胞的生长、分裂和分化就会出现异常。
而这些异常就是肿瘤发生的原因之一。
肿瘤细胞的特点是快速增殖、无自限性生长和转移性等。
实际上,癌症就是由具有这些特性的恶性肿瘤细胞引起的一类疾病。
肿瘤细胞的增殖速度与其细胞周期紊乱密切相关。
肿瘤细胞周期的细节与正常细胞的周期有所不同,但可以通常可以划分为三个阶段,即G1期、S期和G2期以及M期前的准备期G0期。
其中G1期是癌细胞最明显的异常之一。
正常细胞在G1期会受到多种限制,只有细胞达到一定大小,并经过了足够检查才能进入S期。
但在肿瘤细胞中,G1期的各种补充限制被忽视了,导致细胞周期的加速和失去正常控制,从而促进了细胞不断增殖的特性。
治疗肿瘤的方法多种多样,其中细胞周期治疗是一种重要的策略。
该治疗的根据是癌细胞的周期分歧,根据不同细胞周期时期的不同行为特点选择特定的药物进行治疗。
常用的细胞周期治疗包括细胞周期非特异性治疗和细胞周期特异性治疗。
前者是指以放疗和化疗为主要治疗手段,通过影响癌细胞的DNA合成和修复,干扰其细胞周期来达到杀灭癌细胞的目的。
后者是利用针对特定分子的抑制剂或者调节剂对肿瘤细胞的生长和分裂进行有针对性的干预。
细胞周期特异性治疗个体化程度较高,但由于其针对性比较强,药物带来的不良反应也相对较少。
细胞周期治疗的临床治疗效果高度依赖于患者的临床病情和治疗方案的选择。
与传统的化疗手段相比,细胞周期特异性治疗的作用机制更为清晰,药物对健康组织的损害也更小,这些都使得细胞周期治疗发展前景广阔。
细胞周期和肿瘤发展的关系研究

细胞周期和肿瘤发展的关系研究细胞是构成生物体的最基本单位,细胞的正常生长和分裂是维持生物体正常功能的前提,而细胞周期则是细胞生长和分裂的重要环节。
然而,当细胞周期出现异常时,很容易导致肿瘤的产生和发展。
因此,研究细胞周期对肿瘤发展的影响非常重要。
所谓细胞周期,指的是一个细胞从出生到再次分裂所经历的一系列生长和分裂过程。
细胞周期可以分为四个阶段:G1期(生长期1期)、S期(DNA合成期)、G2期(生长期2期)和M期(有丝分裂期)。
在正常情况下,细胞呈现出一种细胞周期正常调节机制,使得细胞在合适的时间进入S期进行DNA复制,M期用于有丝分裂,G1和G2期进行生长和修复。
这样细胞的生长和分裂才能顺利进行。
然而,在某些情况下,细胞的正常生长和分裂调节机制出现了异常,导致细胞周期发生了变化。
例如,细胞的转录因子、细胞周期蛋白、信号分子等的基因突变、表达失调等都会导致细胞周期异常。
这样的情况下,有些细胞可能停滞在G1期,不进入S期,导致细胞生长停滞不前;有些细胞可能一直处于S期,过多的DNA复制会导致染色体不稳定;还有一些细胞可能长时间处于M 期,持续分裂从而形成肿瘤。
研究表明,肿瘤细胞具有一些共同的特征,比如异常增殖、增强的侵袭性和突变等。
这些肿瘤细胞变异的原因很大程度上与细胞周期异常有关。
例如,细胞周期到达M期时,细胞分裂过程中会发生有丝分裂不平衡、重述结果不正常等情况,这些都是肿瘤细胞容易发生的异常现象。
再比如,肿瘤细胞会因为失去某些细胞周期调节因子或者偏向某个细胞周期阶段而导致细胞周期不正常,从而产生异常生长和分裂。
因此,为了探究细胞周期和肿瘤发展之间的关系,科学家们研究了许多与细胞周期相关的基因、蛋白质和信号分子,尝试找到肿瘤发展过程中的突变点。
目前已经发现的一些影响细胞周期的关键调节分子,可以被归为两大家族,即CDK(cyclin-dependent kinase)和CDK抑制剂。
他们分别是细胞周期蛋白相关的激酶和抑制激酶,协调物质的合成和活性,促进有效的细胞周期变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第四节
细胞周期的界面机制
• 一、 细胞周期与DNA修复 所有的真核细胞中都高度保守者这一 整套完整的精密机制,承担着 DNA 损伤、 错误地发现,并将其信号传递给相应的机 制,,去阻滞细胞周期的运行,并同时进 行 DNA 损伤的修复。然后视修复情况,细 胞基因的突变。决定继续分裂或死亡,执 行一系列细胞的重要生命活动。
第一节
ห้องสมุดไป่ตู้
历史回顾
• 一、生命复制之谜的揭开 1.1858年建立细胞理论: 生命的基本形式是细胞,机体由细胞 构成,细胞的生长复制形成了生物体的生 长繁衍,细胞的异常或死亡导致机体的疾 病或死亡 细胞生长中有两种形式: 有丝分裂期和细胞间期
1951年发现了细胞分裂周期: G1 S G2 M G0 随着成熟刺激因子(maturation promoting factor,MPF), 细胞周期素 (cyclin),细胞周期素依赖性蛋白激 酶的发现使对细胞周期及与肿瘤的发 生发展关系的研究有了很大进展
三、肿瘤与细胞周期研究的重大突破 (一)肿瘤是多步骤发生多基因突变的进行 性疾病:二次打击学说,肿瘤的发生发展 是一个细胞克隆进化的过程 (二)肿瘤是一类细胞周期疾病 各种基因的功效会聚到细胞周期机制 形成肿瘤
• 细胞各时相的动态变化
• 1、G1期 RNA 在此期大量合成,导致蛋白 质量明显增加。S期所需的DNA复制相 关的酶系,如DNA聚合酶,G1期向S期 转变相关的蛋白质如触发蛋白、钙调 蛋白、细胞周期蛋白等均在此期合成。
• (1) CDK2、 CDK4与cyclin-E结合,而 CDK2、 CDK4、 CDK5、 CDK6 与 cyclin-D结合是G1期运行的必备条件。 • (2) CDK2与cyclin-E结合是S期启动的 必要条件。 • (3) CDK2与cyclin-A的结合是G2期启 动和进行的必要条件。 • (4) CDC2(CDC1)与cyclin-B1的结合是 M期事件启动和进行的必要条件
• 四、Thr14/Tyr15磷酸化和去磷酸化。 CDC2的激活过程是Thr160/161磷酸化 和Thr14/Tyr15磷酸化过程,CDC2激活后去 激活大蛋白激酶或抑制磷酸酶使Weel灭活 最终是细胞进入有丝分裂 • 五、细胞周期依赖性蛋白激酶抑制物: (CKI) CKI 主 要 有 两 大 家 族 , 一 类 是 p21(CIP1/WAF1/CAP20/SDI1) 和 p27(KIP1), 它们主要与CDK2、 CDK4的抑制有关;另 一类是p16INK4和 p15INK4B,主要与CDK4 、 CDK6的抑制密切相关。
• 3、G2期 为细胞分裂准备期,细胞中合成一些与 M 期结构功能相关的蛋白质,与核膜破裂, 染色体凝集相关的成熟促进因子在此期合 成。 微管蛋白G2期合成达高峰,为M期纺 锤体微管的形成提供了丰富的来源。 已经复制的中心粒在 G2 期逐渐长大, 并开始向细胞两极分离。
• 4、M期 为细胞有丝分裂期。在此期细胞 中,染色体凝集后发生姊妹染色单体 的分离,核膜核仁破裂后再重建,胞 质中有纺锤体收缩环出现,随着两个 子核的形成,胞质也一分为二,由此 完成细胞分裂。
生命是如何生长,生存,繁衍和死亡? 在每一个生命个体中都存在一个精密的程 序,或生物钟。生物钟决定着细胞是否、 何时生长、分裂、或死亡。这就是细胞周 期调控机制,它在相关基因的控制下,依 据一定的规则和节奏运行着,调控细胞的 生长、分裂和死亡。在胚胎细胞,细胞周 期保持快速运行,在一些成年细胞中其运 行慢得多,而在神经元细胞细胞周期几乎 完全不运行。在生长过程中的细胞,如果 细胞周期不能运行,结果是死亡。而在成 熟细胞,细胞周期不正确的运行,结果则 是肿瘤的发生。
• 3.人类主要的CDK有7种:CDK1-7 • 4.人类主要的cyclin有8类11种: cyclin-A, cyclin-B(B1:B2), cyclinC, cyclinD(D1,D2,D3), cyclin-E, cyclin-F, cyclin-G, cyclin-H.
• 细胞周期素与CDKs结合后,CDKs才具有 活性,它们两者的结合使细胞周期有序进 行。具体结合方式如下:
第六章
细胞周期与肿瘤
目前从多方面对肿瘤进行了深入研究 (流行病学、病因学、遗传),肿瘤是多 因素,多步骤,多阶段的。但是肿瘤的恶 性增生从生物学角度看,主要表现在两个 方面:一是肿瘤细胞的不灭性,即细胞凋 亡障碍;二是细胞增殖失控,程序发生紊 乱,只是增殖超常加快。这两方面均已成 为肿瘤发生发展研究的热点。
• 三、Thr160/161磷酸化: CDK的激活,除了必须与相应的 cyclin结合 外,还需要在其保守的苏氨酸残基上进行磷酸化。 在人类细胞的 CDC2,这一关键性的磷酸化是在 161位的苏氨酸残基(Thr161),CDK2则在 160位的苏氨酸残基(Thr160) CDK7 与 cyclinH 结合后, 不仅可以使 CDC2 和CDK2磷酸化,还能使较远的的CDK家族成员 CDK4磷酸化。所以一种CAK能使细胞周期调控 中心的所有重要的CDK-cyclin底物磷酸化而激活。 这种CAK导致的某一种CDK-cyclin底物磷酸化, 与cyclin的时相性起伏相平行。
在人体细胞增殖中,在G1期存在相似 的调控机制。在G1期较晚时,也有一个决 定点,称为“限制点”(restriction point), 与酵母的START功能类似,不同的是,人 类细胞是否通过“限制点”,进入细胞周 期,主要受与细胞增殖有关的细胞外生长 因子的调控,而不是营养素。只要有相应 的生长因子存在,细胞就能通过R点进入S 期,完成整个细胞周期。回到G0/1期。相 反,如果细胞在G1期就缺乏相应的生长因 子,细胞周期的运行将停止在R点,此时细 胞进入“安静状态,称之为G0期。
Cyclin的功能调控主要依靠其蛋白 水平的细胞周期特异性起伏。Cyclin蛋 白质水平的细胞周期时相性起伏与它 们的m RNA起伏也有密切关系,但机 制不清楚。
Cyclin蛋白质还含有特别的 区间,能将相应的CDK引到特定 的底物或亚细胞部位,因此, cyclin蛋白质除了激活相应的 CDK外,还有加强CDK对特定的 物的作用。这一功能可能是因为 cyclin与特定的物质之间的正反 应所致。
细胞分裂周期图
二、肿瘤发生、发展与生命复制研究的会合 通过研究发现了1.存在于正常细胞内 的原癌基因发生错误转变为癌基因2.一些基 因失活后正常细胞转变为癌细胞—抑癌基 因。经过70年代的癌基因时代,80年代的 抑癌基因时代90年代的多基因时代或癌基 因蛋白网络时代,提出了一系列的理论: 肿瘤多步骤里论、DNA修复理论、细胞凋 亡理论,进一步阐明细胞周期核心机制、 细胞周期启动机制、细胞周期检测点机制
作用机制:未完全清楚,大多数 CKI 是 通 过 直 接 与 Thr160/161 磷 酸 化 后 的 CDKcyclin复合物密切结合,直接抑制其蛋白激 酶活性。 现较为肯定的是p21,其调控水平在基 因转录的层面,当DNA损伤和细胞衰老时, 具有转录因子作用的p53增高,抑制其蛋白 激酶活性,阻滞细胞周期的进行。
细胞分裂周期及主要调控机制
第二节 细胞周期机制的核心-CDK调控机制 • 一、CDK调控中心 细胞周期机制的核心,是一组蛋白激 酶,它们各自在细胞周期内特定的时间激 活,通过对相应的底物磷酸化,驱使细胞 完成细胞周期。这些蛋白激酶的细胞周期 特异性或时相性激活,依赖于一类细胞周 期特异性或时相性表达、累及与分解的蛋 白质,称为细胞周期素,而前者被称为细 胞周期依赖性蛋白激酶。这一核心调控机 制来源于科学家对酵母、非洲爪蟾卵、果 蝇和人类细胞的研究,由于其亿万年进化 后仍被高度保守下来。
二、细胞周期素(cyclins)是调控CDK活性 的主要成分 起初人们定义 cyclin 时,是根据其蛋白 质水平在细胞周期内呈时相性起伏的特征。 现在看来,正确的定义,应根据该蛋白质 结构上是否存在能与 CDK 催化亚单位结合、 激活的特异性区域。所有的cyclin 蛋白分子 结构上,都有一个由100多个氨基酸组 成的相对保守的区域,人们称为细胞周期 盒。 Cyclin box 的主要功能是与 cyclin 结合 并激活之,如果该区域突变,cyclin与CDK 的结合能力和激活功能同时丧失。
• 1.Wee1/CDC25(Wee1基因): 真核生物的基因,编码酪氨酸蛋白激 酶,通过对P34CDC进行磷酸化而抑制细胞分 裂周期。
• 2.CDC25 gene(细胞周期基因25): 酿酒酵母中编码 NEF 因子的基因,能 激活酵母RAS蛋白以及Ha-Ras蛋白。NEF因 子是一种病毒调节蛋白。
连接信号转导与细胞周期有两条途径, 一是cyclin-D/CDK4,二是 cyclinE/CDK2。二者都是G1期进行的 限速步骤,即cyclinD或cyclinE的过度 表达,均能缩短G1期时间或加速G1期 进行
• 二、细胞周期的监控机制 • (一) DNA损伤检测点 抑癌基因p53在人类细胞周期G1期检测 点起着关键性作用。还存在G2期检测点。 • (二) 时相次序监测点 有MPF(有丝分裂促进因子),可以诱导 所有细胞周期时相的细胞核发生染色体凝 集。 SPF(S 期促进因子 ) ,只能诱发 G1 期细 胞进入S期而不能使G2期细胞进入M期。
蛋白质的磷酸化作用在G1期开始增 加,,这将有利于G1晚期染色体结构 成分的重排。非组蛋白、一些蛋白激 酶在G1期也可发生磷酸化,已知大多 数蛋白激酶磷酸化发生于其丝氨酸或 苏氨酸、酪氨酸部位。
• 2、S期 S期是细胞进行大量DNA复制的阶段, 组蛋白及非组蛋白也在此期大量合成,最 后完成染色体的复制
• (1)、DNA复制需要多种酶的参与 包括 DNA 聚合酶、 DNA 连接酶、胸腺 嘧啶核苷酸激酶、核苷酸还原酶等。随着 细胞由G1期进入S期,这些酶的含量或活性 可显著增高
• (2)、DNA复制具有严格的时间顺序 通常, GC 含量较高的 DNA 序列在早 S 期复制,晚S期复制的主要为AT含量高的 DNA 序列;就染色体而言,常染色质的复 制较异染色质要早,典型的例子如人女性 的细胞中,当其它染色体都被复制完以后, 才开始进行纯化的X染色体复制。