分子生物學(xué)細胞周期研究生(已修改)
2025-01-25 08:04 本頁面
【正文】 Chapter 7 Cell Cycle Section 1 Introduction 細胞周期（ cell cycle） 就是指細胞生長與分裂的周期，即細胞在一次分裂結(jié)束開始生長，到下一次分裂完成所經(jīng)歷的過程。 1. Phases of Cell Cycle 細胞周期一般包含下列四個階段： ① G1期：從有絲分裂完成到 DNA復(fù)制之前的一段時期； ② S期：為 DNA復(fù)制的時期； ③ G2期：從 DNA復(fù)制完成到有絲分裂開始的一段時期； ④ M期：從細胞分裂開始到結(jié)束的時期。 Phases of Cell Cycle G0 2. Characteristics of Cell Cycle Phases ① G1期： ? 細胞周期的大部分時相處于 G1期，動物細胞一般為 6~12小時。該期主要的生化活動是合成 RNA和蛋白質(zhì)。 ② S期： ? 此期一般持續(xù) 6~8小時，其長短主要由基因組的復(fù)雜度決定。該期主要的生化活動是復(fù)制 DNA。 ③ G2期： ? 是最短的時相。該期主要的生化活動是合成一些與有絲分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)。 ④ M期： ? 該期很短，一般持續(xù) ~2小時。該期生化合成停止，細胞形態(tài)發(fā)生改變，一個母細胞分裂成 2個子代細胞。 3. Checking Points of Cell Cycle 真核細胞的分裂增殖必須經(jīng)過兩個關(guān)鍵的調(diào)控點：即 DNA合成開始時的 G1→S 期的轉(zhuǎn)換 和有絲分裂開始時的 G2→M 期的轉(zhuǎn)換 。 細胞必須在順利經(jīng)過這兩個調(diào)控關(guān)鍵點之后，才可能完成細胞的分裂增殖，即細胞周期。 除此之外，細胞由 G0→G 1期的轉(zhuǎn)換 ，也涉及另外一個調(diào)控點。 細胞周期中各關(guān)鍵點的轉(zhuǎn)換，是通過各種調(diào)控因子相互作用，構(gòu)成級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 這一調(diào)控系統(tǒng)的核心就是 周期素依賴的蛋白激酶（ cyclindependent protein kinase，CDK） 家族。正是該家族成員的順序激活和對關(guān)鍵底物的磷酸化促進細胞周期的有序進程，啟動并完成 G1→S 期和 G2→M 期的轉(zhuǎn)換。 Section 2 Regulation of Cell Cycle 1. Growth Factors and their Receptors 生長因子，如 EGF、 PDGF、 TGF、 FGF、NGF、 IL2等，與相應(yīng)的靶細胞膜受體結(jié)合后，即可通過細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)節(jié)相關(guān)結(jié)構(gòu)基因的表達，啟動細胞增殖過程。 2. Structure and Function of Cyclin 周期素都是 CDK的調(diào)節(jié)亞基，分別在細胞周期的不同時期積累，激活 CDK，使其具有催化關(guān)鍵底物的磷酸化修飾并調(diào)節(jié)其活性。 在高等真核細胞中，周期素至少分為 A、 B、 C、D、 E、 F、 G等幾大類。 周期素的家族成員 五大類周期素中都含有由 100～ 150個氨基酸殘基組成的保守區(qū)，稱為 周期素盒（ cyclin box） ，是與 CDK相互作用的活性區(qū)域。 此外，還可含有 降解盒（ destruction box）或 PEST序列（脯 谷 絲 蘇） ，可通過定時降解或快速轉(zhuǎn)換來調(diào)節(jié)周期素的水平。 按周期素表達及作用的細胞周期階段的不同，可將其分為 G1期 （ D、 E）和 M期 （ A、 B）兩大類。 The Expressional Levels of Cyclins during Cell Cycle The Relationship of Cyclin Expressional Levels with DNA Replication 是指在 G1期或 G1→S 期轉(zhuǎn)換點發(fā)揮作用，并能啟動細胞周期，促進 DNA合成的周期素。 G1期周期素主要包括周期素 C、 D、 E等，這些周期素通常在細胞周期的 G1期時活性升高，而在 S期以后則逐漸降至較低的水平。 Cyclins during G1 Phase ① 周期素 C： ? 周期素 C的 C端存在一個 PEST序列，其細胞內(nèi)的水平在 G1期中點達高峰。 ② 周期素 D： ? 周期素 D至少有 D D D3三種亞型。 ? 周期素 D的 C端存在一個 PEST序列； N端含有一個與 DNA腫瘤病毒轉(zhuǎn)化蛋白共同的順序 LeuXCysXGlu ，是周期素 D與p110Rb等蛋白結(jié)合所必需。 不同亞型周期素 D在細胞內(nèi)的表達模式不同，但主要是在 G1期處于較高的表達水平。 ③ 周期素 E： ? 有 E1和 E2兩種亞型，其細胞內(nèi)的水平在G1/S調(diào)控點達峰值。 ?是指在 G2→M 期轉(zhuǎn)換處發(fā)揮作用，誘導(dǎo)細胞分裂的周期素，包括周期素 A和 B兩類。 ?這 類 蛋 白 在 其 N 端 含 有 一 個 降 解 盒（ destruction box） ， 在 M期通過泛素（ ubiquitin） 途徑降解 。 Cyclins during M Phase ① 周期素 A： ? 包括三種亞型： AA2和 A3。 ? 在細胞周期的 DNA合成之前出現(xiàn)，并不斷增加，與啟動 DNA復(fù)制有關(guān)，主要在 S期發(fā)揮作用。 Cyclin A3 ② 周期素 B： ? 周期素 B在人類有兩種亞型， B1和 B2。 ? 周期素 B水平的變化主要由其降解速率來調(diào)控。 ? 周期素 B在 S晚期出現(xiàn)，在細胞進入 M期之前，其水平呈線性增高，當(dāng)達到一定閾值時，促使 CDK激活；當(dāng)細胞進入 M期后，周期素 B降解速率增加，水平驟然下降，CDK失活。 3. Structure and Function of CDK 人們對 CDK的認識，最初是通過研究培養(yǎng)細胞和酵母細胞而得到的。 目前已經(jīng)確定的 CDK有：裂殖酵母中 CdC2；釀酒酵母中的 CdC2 PHO8 KIN28以及人類細胞中 CDK1～ 10 。 Types and Characters of CDK CDK Family in Human CDK的分子量一般為 35～ 40kD，不同 CDK的氨基酸組成有 40%以上的同源性。 典型的 CDK催化亞基的活性中心約由 300個氨基酸殘基組成，當(dāng)處于單體
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