医用细胞生物学重点章节知识点第十三章

1、 细胞周期的概念、时相的划分及各特点

1） 概念：连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。包括分裂间期和分裂期。

2） 分为G1、S、G2、M四个时相

G1期：RNA和蛋白质合成活跃（早期合成结构蛋白促进细胞生长，晚期合成DNA复制需要的酶）；蛋白质磷酸化；细胞膜对物质转运加强。

R点即限制点，G1细胞一旦通过此点就启动G1期向S期演进。通过该点的细胞即使缺少生长因子也会进入S期。是细胞生长调控系统与细胞周期调控系统的交汇点。

S期：进行DNA复制；组蛋白的合成及继续磷酸化；中心粒完成复制。

G2期：大量合成RNA、ATP和MPF，为M期做准备。中心粒开始向细胞两极移动。

M期：细胞分裂期，包括核分裂和胞质分裂，遗传物质平均分配。

2、 细胞周期调控系统组成  核心是cyclin、cdk

包括细胞周期调控系统的蛋白质组成：细胞周期蛋白（cyclin）、细胞周期蛋白依赖激酶（cdk）、cdk抑制因子（CKI）、降解CKI的酶复合物（如SCF和APC复合物）

    细胞周期检测点

3、 周期调控蛋白的主要种类、作用

1)cyclin   随细胞周期进程周期性出现消失，与cdk结合。

G1期周期蛋白：cyclinD   G1表达，S期降解，与CDK46组成复合体。

G1/S期周期蛋白：cyclinE    G1/S期高水平表达，与CDK2结合。

S期周期蛋白：cyclinA      G1表达，S期和G2期达高峰，与CDK2结合。

M期周期蛋白：cyclinB      S后期表达，M到顶峰，与CDK1结合。 

分子特点：

细胞周期蛋白框：存在共同的保守序列，介导cyclin与cdk形成复合物。

破坏框：cyclinA B快速降解

PEST序列：G1期cyclin分子无破坏框，通过PEST序列降解。

3） CDK

必须与cyclin结合才具有活性，可将丝氨酸苏氨酸磷酸化。有CDK1~8，其磷酸化作用也呈周期性变化。

4） CKI  与cyclin-CDK复合物结合改变CDK活性位点的空间位置。

5） 促进CKI降解的酶复合物

cyclinAB和CKI通过泛素化被降解。APC促进cyclinAB泛素化降解；SCF促进CKI泛素化降解。

4、 CDK的调控机制

CDK的激酶活性需要在cyclin和磷酸化双重作用下才能被完全激活。

1） CDK与cyclin结合   部分激活

2） 磷酸化：活性磷酸化 苏氨酸161位于T环，经CAK（即cyclinC/H）磷酸化活性增强。

        抑制磷酸化 酪氨酸15（Wee1激酶磷酸化；Cdc25去磷酸化）和苏氨酸14（myt激酶磷酸化）位于CDK与ATP结合区域。

5、 CDK1/MPF的活化机制

1） cyclinB+CDK1——cyclin/CDK

2） Wee1/myt1——抑制磷酸化酪氨酸15和苏氨酸14磷酸化被抑制

3） CAK——苏氨酸161磷酸化活化

4） Cdc25——去磷酸化苏氨酸14和酪氨酸15

5） MPF正反馈激活cdc25，抑制Wee1。

MPF即成熟促进因子，促进M期启动，包括cyclinB和cdk1。

6、 有丝分裂

1） 前期   主要特征染色质凝集，核仁缩小解体；分裂极确定；纺锤体形成。

染色质凝集：着丝粒两侧附着蛋白质动粒；组蛋白磷酸化。

分裂极确定：中心体（中心粒和无定形基质）S期完成复制，其周围分布的大量微管+中心体=星体。马达蛋白以星体微管为轨道，牵连两个子中心体移向细胞两级，它们最终到达的位置即细胞分裂极。

纺锤体形成：临时性细胞器，由星体微管、动粒微管（一端附着于染色体动粒上）和极微管排列构成。

2） 前中期   主要特征是核纤层解聚、核膜崩解；形成有丝分裂器；染色体列队。

有丝分裂器包括纺锤体和染色体。对中期以后染色体分离两极移动及平均分配由关键作用。

3） 中期    染色体最大凝集，排列在中央赤道板。

4） 后期     姐妹染色单体分离（粘连蛋白复合体被剪切导致受力不再平衡）移向细胞两级。

          后期A动粒微管去组装变短

          后期B极微管组装变长+星体微管向外拉力=子代染色体移向两极。

5） 末期     子代细胞核重新形成。动粒微管消失。核分裂完成

胞质分裂：中部质膜下方出现由肌动蛋白和肌球蛋白组成的收缩环。纺锤体解体剩余物质组成中体。收缩环形成分裂沟，加深至中体，细胞断裂。

7、 cyclin-cdk复合体对细胞周期的核心调控

1） cyclinD-CDK4/6,cyclinE-CDK2复合物顺序启动G1/S期转化

活化的CDK4/6磷酸化Rb蛋白，使其失活，释放出原先被结合抑制的转录因子E2F，从而启动S期相关基因转录。

cyclinE-CDK2复合体逐渐增多，活化的cdk2正反馈激活E2F以及其他转录因子，最终使细胞跨过R点。

2） cyclinA-CDK2启动S期DNA的复制并保证DNA只能复制一次。

cyclinDE的降解不可逆，故已经进入S起的细胞无法向G1期逆转。

预复制复合体包括起始点识别复合体（ORC）、调节蛋白cdc6和解旋酶mcm。位于复制起点。

cyclinA-CDK2保障DNA只能复制一次，原理是cyclinA-CDK2复合体可以将cdc6从预复制复合体上脱离。

3） cyclinB-CDK1启动G2/M期转换

MPF即成熟促进因子，促进M期启动，包括cyclinB和cdk1。

4)M期中cyclinB-CDK1的作用

MPF促进染色质凝集；促进核膜裂解；促进纺锤体形成；促进姐妹染色单体分离；

MPF失活促进有丝分裂末期进程。

 p53 基因产物为 p53 蛋白，后者使细胞周期则停滞在 G1 期， 无法进入 S 期。很多肿瘤中存在 p53基因突变， 使细胞获得异常增殖能力。