第八讲 细胞生命现象

《医学细胞生物学》中对细胞增值与调控的整理，主要包括：Part I细胞增值、PartⅡ细胞周期、思考。

第八讲 细胞生命现象

• Part Ⅰ 细胞增值
  • 细胞增值包括细胞分裂cell division和增长
    • 重点内容
      • 有丝分裂/减数分裂 的过程和意义
      • 细胞周期的定义
      • 与生物大分子合成过程相联系
      • 调控（部分重要）
  • 一、 无丝分裂 amitosis
    • 专指真核生物，与原核生物的二分裂要作出区分。
    • 可能具有重大意义，如多倍体肠上皮细胞(polyploidy)无丝分裂成肠干细胞ISC Intestinal stem cell
  • 二、 有丝分裂 mitosis
    • mit是指线的意思，sis是分裂，因此mitosis是有丝分裂。前面加上表示否定的a表示无丝分裂amitosis
    • 特点：遗传物质均等分配
    • 过程
      • 前期 prophase
        • 细胞核
          • 染色体逐渐形成
          • 核膜崩解
          • 核仁消失
        • 细胞质
          • 两个中心体分开、移动，分裂极确定
          • 有丝分裂器开始形成
      • 前中期 prometaphase
        • 指的是染色体向赤道板迁移过程中的状态
        • 染色体剧烈运动，纺锤体微管试图捕获染色体，并将其排列在赤道板上
      • 中期 metaphase
        • 1. 纺锤体形成；
        • 2. 染色体排列在赤道板上;
      • 后期 anaphase
        • 1. 着丝粒纵裂，姊妹染色单体分离并移向两极；
        • 2. 细胞拉长；
        • 3. 膜下出现 “微丝收缩环”
      • 末期 telophase
        • 1. 子染色体到达两极，开始解螺旋；
        • 2. 纺锤丝、星射线解体；
        • 3. 核膜、核仁再现；
      • （胞质分裂 cytokineses 收缩环/分裂沟）
        • 微丝收缩环contractile ring收缩，细胞横缢成两个细胞。
    • mitotic apparatus 有丝分裂器
      • 维持染色体的平衡、运动和染色单体均等分配到子细胞。
      • 星体
      • 纺锤体
        • 对细胞分裂和染色体分离有重要作用
        • 星体微管 astral microtubule
        • 动粒微管 kinetochore mocrotubule
        • 重叠微管 overlap microtubule
        • • 从这张图不难看出，三种微管的出现之命名实际上是根据从中心体放射出的微管的最终形态规定的， 动粒微管：是与染色体主缢痕的动粒相连接的，一个染色体将连上两条，分别来自不同中心体 重叠微管：没有成功捕获染色体，只得与来自另一个中心体的微管相互重叠 星体微管：没有向染色体方向延伸的微管 当然，纺锤体是否与动粒连接一定是需要经过检查的，因此这里有一个纺锤体附着检查点，保证姐妹染色单体分开之前染色体与纺锤体正确附着。 后期分开时的滑动力依靠重叠微管重叠部分动力蛋白产生，星体微管与细胞皮质连接处有驱动蛋白提供辅助
  • 三、 减数分裂 meiosis
    • 1. 过程及特点*
      • 過程
        • 間期
        • 減數分裂Ⅰ
          • 前期Ⅰ
            • 細綫期 lepotene stage
            • 偶綫期 zygotene stage
              • 聯會 synapsis：同源染色体两两配对
                • 同源染色體：形态、大小及结构都相同的一对染色体，它们一条来自父方，一条来自母方。
                • 二价体(bivalents)
                  • 同源染色体联会后，配对结构中含2条染色体，称为二价体。
                • 四分體 tetrad
                  • 每条染色体，又各含2条染色单体，所以共有4条染色单体紧密结合在一起，被称为“四分体(tetrad)”。其中的染色体称为“二分体”。
                • 聯會複合體
                  • 組成
                    • 酸性蛋白
                    • RNA
                    • 少量DNA
                  • 分佈：染色體縱軸分佈
            • 粗綫期 pachytene stage
              • 同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換
                • 為了保證正確性，需要有“重組結”對錯配的DNA進行修復
                • 意義：是產生遺傳變異的原因之一
            • 雙綫期 diplotene stage
              • 配對的同源染色體開始去聯會
            • 終變期
              • 端化現象：非姐妹染色单体之间的交叉移向染色体末端
          • 中期Ⅰ
          • 後期Ⅰ
          • 末期Ⅰ
        • 間期
        • 減數分裂Ⅱ
          • 前期Ⅱ
          • 中期Ⅱ
          • 後期Ⅱ
          • 末期Ⅱ
      • 特徵
        • 1、是生殖细胞形成过程中的一种分裂方式。全过程包括两次连续的分裂过程，但DNA只复制一次；
        • 2、减数分裂I特别长，前期I有同源染色体联会以及遗传物质的交换；
        • 3、形成的四个子细胞具有不同的遗传物质，染色体数目减半。
    • 2. 意义*
      • 1、维持物种世代间染色体数目的相对恒定，即遗传性的相对稳定(n→2n)。
      • 2、使生物种的生殖细胞遗传基础多样性、变异性的一种机制
        • 非姐妹染色单体间发生交换
        • 非同源染色体自由组合
        • 精子与卵之间的随机组合
    • 3. 與mitosis異同*
• Part Ⅱ 细胞周期
  • 一、 概念
    • 从mitosis结束到结束
  • 二、 阶段
    • G1：为ＤＮＡ合成做准备【体积↑，核质比↓】
      • 早期：合成功能性蛋白，复制细胞器
      • 晚期：相关蛋白合成，包括组蛋白
      • Ｇ１后细胞去处
        • 继续增值
        • 不再增值（如心肌细胞，神经细胞）【不育细胞】
        • Ｇ０细胞【暂不增值细胞】（如肝细胞，骨骼肌细胞）
          • 骨骼肌变大变粗的机制：肌性细胞--->肌性细胞+分裂细胞（增值后与肌性细胞融合）--->肌性细胞变大，核数量增加
    • S期：DNA合成
      • 常染色质先复制，随后异染色质
    • G2期：为细胞分裂做准备
      • 微管蛋白合成
      • MPF(Mature Promotive Factor)成熟促进因子合成 【本质：Cyclin，Cdk [Cyclin-depended kinase]】
  • 三、 调控
    • 调控系统组成
      • Cdk-cyclin complex
      • checkpoint
    • 示意
• 思考
  • cell cycle, G0 cell
  • 形态与生化活动
  • G1 cell命运