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第十章 细胞增殖与调控.ppt

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,,第十章 细胞增殖与调控,本章教学内容,● 细胞周期及其物质时相变化 ● 细胞分裂主要事件 ● 细胞周期调控,细胞增殖(cell proliferation)意义,细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。,◆ 单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。 ◆ 多细胞生物由一个单细胞(受精卵)分裂发育而来, 细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。 ◆ 成体生物仍然需要细胞增殖,主要取代衰老死亡的细胞,维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。 ◆ 机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等,都要依赖细胞增殖。,细胞从一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂完成所经历的有序过程。其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。,,一、细胞周期概述,1、细胞周期,(1)概念,第一节 细胞周期及其主要物质时相变化,又称有丝分裂期(Mitosis),细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转,在间期细胞体积增大(生长),在M 期细胞先是核分裂,接着胞质分裂,完成一个细胞周期。,(2)细胞周期时相组成,间期(interphase):,M期(M phase):,G1、S、G2,1)不同细胞的细胞周期时间差异很大。 2)S+G2+M 的时间变化较小,细胞周期时间长短主要差别在G1期。 3)有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期。,(3)细胞周期时间,细胞分裂后,某些细胞会离开细胞周期,去执行某种生物学功能或进行细胞分化。当受到适当刺激后,会重返细胞周期,进行增殖。如结缔组织中的成纤维细胞,平时并不分裂,当该组织部位伤害,则会马上返回细胞周期。周期中,细胞转化为Go期细胞多发生在G1期。,G0期细胞和终末分化细胞的界限有时难以划分,有的细胞过去认为属于终末分化细胞,目前可能被认为是G0期细胞。,(4)根据增殖状况,细胞分三类,1)连续分裂细胞(cycling cell),2)休眠细胞(Go细胞),3)终末分化细胞,分化程度很高,终生不再分裂。如大量的横纹肌细胞、血液多型核白细胞等。,2、细胞周期不同时相的主要物质变化,◆ G1期 ◆ S 期 ◆ G2期 ◆ M 期,,G1 期,与DNA合成启动相关;开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等;染色质去凝集。,DNA复制与组蛋白合成同步,组成核小体串珠结构。,S期,DNA复制完成,在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。,G2期,M期即细胞分裂期,真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式,即有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。,M期,细胞周期各时相的主要物质变化,,,3、细胞周期同步化,使某一细胞群体中处于不同时期的细胞处于细胞周期的同一个时期,称为细胞周期同步化。,人工同步化,自然同步化,人工选择同步化,人工诱导同步化,,,,◆自然同步化,◆人工选择同步化,自然界存在的细胞周期同步过程,称为自然同步化。,人为地将处于不同时期的细胞分离开来,从而获得不同时期的细胞群体。,,有丝分裂选择法,密度梯度离心法,(1)有丝分裂选择法,处于对数生长期的单层培养细胞,细胞分裂活跃,大量处于分裂期的细胞变圆,从培养瓶(皿)壁上隆起,与培养瓶(皿)壁附着力减弱。轻轻震荡,处于分裂期的细胞即会从瓶(皿)壁上脱落,悬浮到培养液中,收集培养液,通过离心,即可获得一定数量的分裂期细胞。,细胞未经任何药物处理,细胞同步化效率高。,分离的细胞数量少。,优点,缺点,(2)密度梯度离心法,根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离。,方法简单省时,效率高,成本低。,对大多数种类的细胞并不适用。,优点,缺点,,◆人工诱导同步化,是指通过药物诱导,使细胞同步化在细胞周期中的某个特定时期。,(1)DNA合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法,(2)分裂中期阻断法,,又称:药物诱导同步化,,(1)DNA合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法,采用低毒或无毒的DNA合成抑制剂特异抑制DNA合成,而不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转,从而将被抑制的细胞抑制在DNA合成期。目前采用最多的是DNA合成抑制剂TdR和羟基脲(HU),将细胞群阻断于G1/S交界处。,同步化效率高,几乎适合于所有体外培养的细胞体系。,优点,缺点,诱导过程可造成细胞非均衡生长。,,(2)分裂中期阻断法,通过某些药物如秋水酰素、秋水酰胺和nocodale等抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成,将细胞阻断在细胞分裂中期。,优点,操作简便,效率高。,缺点,这些药物的毒性相对较大。,指某些特殊的细胞所具有的与标准的细胞周期相比有着鲜明特点的细胞周期。,◆ 爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期 ◆ 酵母细胞的细胞周期 ◆ 植物细胞的细胞周期 ◆ 细菌的细胞周期,4、特异细胞周期,● 细胞分裂快,无G1期, G2期
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