12-1细胞周期概述

2011-11-15

生命起源与地外生命

第十二章 细胞增殖及其调控

李京宝 副教授

[1**********] [email protected]

细胞生物学

第 12章 第 11章

生命基本特征

细胞周期增殖及其调控

细胞周期增殖及其调控

生命的基本特征

Cell Fate

daughter

‡化学成分的同一性; ‡严整有序的结构; ‡新陈代谢; ‡应激性和运动;

细胞生物学

‡稳态; ‡生长发育; ‡繁殖和遗传; ‡适应。

第 12章

daughter Mother

cell division

细胞生物学

cell death

第 12章

1

2011-11-15

细胞周期增殖及其调控

细胞周期增殖及其调控

细胞增殖 (cell proliferation)

细胞增殖是生命的重要特征之一:

‡单细胞生物:个体增加; ‡多细胞生物:生长和发育,后代产生; ‡衰老、凋亡细胞更新,组织创伤修复;

物质准备 + 细胞分裂

细胞生物学

第 12章

细胞生物学

第 12章

细胞周期增殖及其调控

细胞周期增殖及其调控

严密的调控

当前细胞增殖调控研究中的部分热点:

The cell cycle machineries: engine molecule

Cyclin-Cdk kinases and CKI (cyclin-dependent kinase inhibitor)

Checkpoints—Signal pathway p g p y The regulation of DNA replication initiation The cell-cycle control system:

It depends on cyclical proteolysis (The control of proteolysis by SCF and APC during the cell cycle) Cell cycle and Disease

细胞生物学

第 12章

细胞生物学

第 12章

2

2011-11-15

细胞周期增殖及其调控

第十二章 细胞增殖及其调控

第一节 细胞周期概述 李京宝 副教授

[1**********] [email protected]

NATURE|VOL 426 | 18/25 DECEMBER 2003 |www.nature.com/nature 759 细胞生物学

第 12章

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

细胞周期 细胞周期中的时相及其主要事件 细胞周期长短测定 细胞周期同步化 特殊的细胞周期

细胞周期

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

3

2011-11-15

细胞周期概述

细胞周期概述

细胞周期 ‡细胞周期(cell cycle);

分裂间期( 分裂间期 (interphase) ‡DNA复制;

物质准备

‡细胞生活周期(cell ll lif life cycle l ); ) ‡细胞繁殖周期(cell reproduction cycle) 从一次细胞分裂结束开始,经过物质 积累过程,直到下一次细胞结束为止。

细胞生物学

第 12章 第1节

‡其他细胞物质积累; ‡结构组装; ‡确保功能状态。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

有丝分裂期( 有丝分裂期 (mitosis) ‡染色体包装; ‡遗传物质的平均分配*; 遗传物质的平均分配* ‡…

*某些胞质成分不能平均分配,也不致命

分裂间期

有丝分裂期

细胞生物学

细胞分裂

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

4

2011-11-15

细胞周期概述

细胞周期概述

Standard cell cycle

细胞

周期长短差异

(DNA synthesis)

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

高等生物体细胞

‡ G1期差别显著; ‡ M期最为恒定:约30min; ‡ 总时间(S+G2+M)相对恒定。

按照分裂情况分类:

‡ 周期中细胞; ‡ 静止期细胞; 静止期细胞 ‡ 终末分化细胞。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

5

2011-11-15

细胞周期概述

细胞周期概述

按照分裂情况分类:

‡ 周期中细胞 (cycling cell) ; ‡ 静止期细胞; 静止期细胞 ‡ 终末分化细胞。

如:干细胞;

S

G2

按照分裂情况分类:

M S G1

G2

M

G1

‡ 周期中细胞 ;

G0

‡ 静止期细胞(quiescent i t cell, ll G0期细胞);

上皮组织基底层细胞;

‡ 终末分化细胞。

如:成纤维细胞; 肝细胞;

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

按照分裂情况分类:

‡ 周期中细胞; ‡ 静止期细胞; 静止期细胞 ‡ 终末分化细胞 (Terminally Differentiated cells )。

如:横纹肌细胞; 血液多型核白细胞 血液多型核白细胞;

细胞周期中各个 不同时相及其主要事件

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

6

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细胞周期概述

细胞周期概述

G2 S

M

G1 G1 S

细胞核重建与细胞生长 检验点/ 检验点 /限制点 基因组复制 G2期检验点 细胞分裂

第 12章 第1节

G1期

G1期是细胞DNA复制的准备期。 • RNA大量合成,包括mRNA、tRNA、rRNA; • 一些重要的结构蛋白及酶蛋白大量形成,如RNA聚合酶 、DNA合成酶等; • 脱氧核苷酸浓度增加,为DNA合成做好准备。

G1

G2

G1期专一的蛋白质——触发蛋白(trigger protein)的积累 帮助细胞通过R点(restriction point)进入S期。G1期之末是细 胞周期的一个关键时刻,细胞一旦通过这点,就可以进入下面 几个时期,G0期细胞不能通过这一点。

M

细胞生物学

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

G2期

S期

S期是 DNA 及与 DNA 合成有关的组蛋白和非组蛋白的合成时 期。 DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶都很活跃, S期 DNA 复制不同步 ,较早期GC合成较多,晚期AT合成较多。常染色质复制较早, 异染色质复制较晚,复制以多个复制子进行。 中心粒在S期完成复制。

G2期为细胞分裂做准备,新的RNA和蛋白质合成,MPF、 MF微管蛋白在此期合成,H1组蛋白磷酸化使染色质凝集。

M期

M 期为细胞分裂期, H1 组蛋白进一步磷酸化。蛋白质合 成显著降低,RNA合成被完全抑制。一些酶,如拓扑异构酶活 性增加,参与有丝分裂时细胞形态结构的建成和改组。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

7

2011-11-15

细胞周期概述

细胞周期概述

检验点(checkpoint checkpoint) )

‡ 限制点(restriction point,R点); ‡ 芽殖酵母中:起始点( 芽殖酵母中 起始点(start); ) ‡ 细胞周期中的特定时期(监控机制); ‡外因:营养供给和激素刺激 ‡内因:细胞分裂基因(cdc)调控相关

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

多处检验点 (checkpoints checkpoints) )

多处检验点 (checkpoints checkpoints) )

G1/S检验点:在酵母中称start点,在哺 乳动物中称R点(restriction point), 控制细胞由静止状态的G1进入 DNA合成期,相关的事件包括: DNA是否损伤?细胞外环境是否 适宜?细胞体积是否足够大? S期检验点:DNA复制是否完成? G2/M检验点:是决定细胞一分为二 的控制点,相关的事件包括: DNA是否损伤?细胞体积是否足 够大? 中-后期检验点(纺锤体组装检验 点):任何一个着丝点没有正确 连接到纺锤体上,都会抑制APC 的活性,引起细胞周期中断。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

8

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细胞周期概述

细胞周期概述

就人体而言:

细胞周期长短测定

‡ 来源不同; ‡ 体外培养; 体外培养 ‡ 外界环境。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分裂指数观察测定法 标记有丝分裂百分率法 (percentage labeled mitoses,PLM) 是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原 理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放 射自显影技术显示标记细胞,通过统计标记有丝分 裂细胞百分数的办法来测定细胞周期。

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分裂指数观察测定法

有关名词:

TG1 + TG2 + TS + TM = TC PLM:标记的有丝分裂细胞所占的比例(%); TdR:胸腺嘧啶核苷,是DNA的特异前体,能被S期细胞

摄入,而掺进DNA中。通常使用的是3H或者14C标记 的TDR。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

9

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细胞周期概述

细胞周期概述

PLM(%)

G2

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分裂指数观察测定法

M S G1

100

适用范围: 9 细胞种类构成简单; 9 细胞周期相对较短;

0

TG2

TM Ts Tc

Time(h)

9 周期运转均匀。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分

裂指数观察测定法 优点: 9 细胞周期总时间; 9 各时相时间; 9 结果分析直接。 缺点: Χ 放射风险; Χ 放射干扰; Χ 复杂细胞群体。

(二)流式细胞仪测定法

流式细胞仪 (flow cytometer)

流式细胞仪 工作原理

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

10

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细胞周期概述

细胞周期概述

(二)流式细胞仪测定法

DNA

(二)流式细胞仪测定法 ‡ 横轴: 每个细胞的DNA含量 ‡ 纵轴:

G1

S

G2

M

phase

细胞数量

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(二)流式细胞仪测定法

(二)流式细胞仪测定法

LG-HMF对MC3T3-E1细胞周期的影响

0g level

2g level

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

11

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细胞周期概述

细胞周期概述

(三)细胞群体倍增时间

细胞周期同步化

(四)缩时摄像技术

细胞生物学 细胞生物学

第 12章 第1节

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(一)自然同步化 细胞同步化 (synchronization)

是指在自然过程中发 生或经人为处理造成 的细胞周期同步化, 前者称自然同步化, 后者称为人工同步化。

3.增殖抑制解除后的同步分裂 如真菌的休眠孢子移入适宜环境后,它们一起发芽, 同步分裂。 1.多核体 如粘菌只进行核分裂,而不发生胞质分裂,形成多 核体。数量众多的核处于同一细胞质中,进行同步 化分裂,使细胞核达108,体积达5-6cm。疟原虫也 具有类似的情况。

Physarum polycephalum

2.某些水生动物的受精卵如海胆卵可以同时授精,最初 的3次细胞分裂是同步的,再如大量海参卵受精后,前9 次细胞分裂都是同步化进行的。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

12

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细胞周期概述

细胞周期概述

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---选择同步化 选择同步化

1)有丝分裂选择法:

有丝分裂细胞变圆隆起,与培养皿 的附着性低,此时轻轻振荡,M期 细胞脱离器壁 悬浮于培养液中 细胞脱离器壁,悬浮于培养液中, 收集培养液,再加入新鲜培养液, 优点:操作简单,同步化程度高, 细胞不受药物伤害, 缺点:获得的细胞数量较少。 (分裂细胞约占1%~2%)

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---诱导同步化 诱导同步化 DNA合成阻断法

药物: TdR、HU(hydroxyurea、羟基脲)

原理:S期抑制 操作:二次阻断法 优点:同步化程度高; 缺点:产生非均衡生长,个别细胞体积增大

2)细胞沉降分离法:

不同时期的细胞体积不同,而细胞 在给定离心场中沉降的速度与其半 径的平方成正比,因此可用离心的 方法分离。 优点:

可用于任何悬浮培养的细胞, 缺点:同步化程度较低。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---诱导同步化 诱导同步化 分裂中期阻断法

药物: 秋水仙素、秋水酰胺、nocodazole

原理:抑制微管聚合,阻断细胞在分裂中期 操作:轻微震荡分离 优点:操作便宜、效率高; 缺点:毒性大,可逆恢复性差

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---诱导同步化 诱导同步化 条件依赖性突变株

原理:细胞周期调控有关条件依赖性突变株 原理 胞周期调控有关条件依赖性突变株 操作:限定条件变化

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

13

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细胞周期概述

细胞周期概述

1.早期胚胎的细胞周期 1. 早期胚胎的细胞周期

特殊的细胞周期

‡ 大大短于体细胞周期; ‡ 周期调控因子和调节 机制与一般细胞一致:

Frog Xenopus laevis

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

2.酵母细胞的细胞周期 2. 酵母细胞的细胞周期

芽殖酵母

(S.cerevisiae)

3.植物细胞的细胞周期 3. 植物细胞的细胞周期

裂殖酵母(S.pombe)

‡ 不含中心体; ‡ 胞质分裂形式: 胞质分裂形式 细胞板形成;

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

14

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细胞周期概述

细胞周期概述

4.细菌的细胞周期 4. 细菌的细胞周期 ‡ 慢速生长; ‡ 快速生长;

细胞周期 细胞周期中的时相及其主要事件 细胞周期长短测定 细胞周期同步化 特殊的细胞周期

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞黏着及其分子基础

细胞周期概述

细胞周期各时期的主要变化? 细胞周期测定方法? 细胞同步化方法的优劣?

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

15

2011-11-15

生命起源与地外生命

第十二章 细胞增殖及其调控

李京宝 副教授

[1**********] [email protected]

细胞生物学

第 12章 第 11章

生命基本特征

细胞周期增殖及其调控

细胞周期增殖及其调控

生命的基本特征

Cell Fate

daughter

‡化学成分的同一性; ‡严整有序的结构; ‡新陈代谢; ‡应激性和运动;

细胞生物学

‡稳态; ‡生长发育; ‡繁殖和遗传; ‡适应。

第 12章

daughter Mother

cell division

细胞生物学

cell death

第 12章

1

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细胞周期增殖及其调控

细胞周期增殖及其调控

细胞增殖 (cell proliferation)

细胞增殖是生命的重要特征之一:

‡单细胞生物:个体增加; ‡多细胞生物:生长和发育,后代产生; ‡衰老、凋亡细胞更新,组织创伤修复;

物质准备 + 细胞分裂

细胞生物学

第 12章

细胞生物学

第 12章

细胞周期增殖及其调控

细胞周期增殖及其调控

严密的调控

当前细胞增殖调控研究中的部分热点:

The cell cycle machineries: engine molecule

Cyclin-Cdk kinases and CKI (cyclin-dependent kinase inhibitor)

Checkpoints—Signal pathway p g p y The regulation of DNA replication initiation The cell-cycle control system:

It depends on cyclical proteolysis (The control of proteolysis by SCF and APC during the cell cycle) Cell cycle and Disease

细胞生物学

第 12章

细胞生物学

第 12章

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第十二章 细胞增殖及其调控

第一节 细胞周期概述 李京宝 副教授

[1**********] [email protected]

NATURE|VOL 426 | 18/25 DECEMBER 2003 |www.nature.com/nature 759 细胞生物学

第 12章

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

细胞周期 细胞周期中的时相及其主要事件 细胞周期长短测定 细胞周期同步化 特殊的细胞周期

细胞周期

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

3

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细胞周期概述

细胞周期概述

细胞周期 ‡细胞周期(cell cycle);

分裂间期( 分裂间期 (interphase) ‡DNA复制;

物质准备

‡细胞生活周期(cell ll lif life cycle l ); ) ‡细胞繁殖周期(cell reproduction cycle) 从一次细胞分裂结束开始,经过物质 积累过程,直到下一次细胞结束为止。

细胞生物学

第 12章 第1节

‡其他细胞物质积累; ‡结构组装; ‡确保功能状态。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

有丝分裂期( 有丝分裂期 (mitosis) ‡染色体包装; ‡遗传物质的平均分配*; 遗传物质的平均分配* ‡…

*某些胞质成分不能平均分配,也不致命

分裂间期

有丝分裂期

细胞生物学

细胞分裂

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

4

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细胞周期概述

细胞周期概述

Standard cell cycle

细胞

周期长短差异

(DNA synthesis)

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

高等生物体细胞

‡ G1期差别显著; ‡ M期最为恒定:约30min; ‡ 总时间(S+G2+M)相对恒定。

按照分裂情况分类:

‡ 周期中细胞; ‡ 静止期细胞; 静止期细胞 ‡ 终末分化细胞。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

5

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细胞周期概述

细胞周期概述

按照分裂情况分类:

‡ 周期中细胞 (cycling cell) ; ‡ 静止期细胞; 静止期细胞 ‡ 终末分化细胞。

如:干细胞;

S

G2

按照分裂情况分类:

M S G1

G2

M

G1

‡ 周期中细胞 ;

G0

‡ 静止期细胞(quiescent i t cell, ll G0期细胞);

上皮组织基底层细胞;

‡ 终末分化细胞。

如:成纤维细胞; 肝细胞;

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

按照分裂情况分类:

‡ 周期中细胞; ‡ 静止期细胞; 静止期细胞 ‡ 终末分化细胞 (Terminally Differentiated cells )。

如:横纹肌细胞; 血液多型核白细胞 血液多型核白细胞;

细胞周期中各个 不同时相及其主要事件

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

6

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细胞周期概述

细胞周期概述

G2 S

M

G1 G1 S

细胞核重建与细胞生长 检验点/ 检验点 /限制点 基因组复制 G2期检验点 细胞分裂

第 12章 第1节

G1期

G1期是细胞DNA复制的准备期。 • RNA大量合成,包括mRNA、tRNA、rRNA; • 一些重要的结构蛋白及酶蛋白大量形成,如RNA聚合酶 、DNA合成酶等; • 脱氧核苷酸浓度增加,为DNA合成做好准备。

G1

G2

G1期专一的蛋白质——触发蛋白(trigger protein)的积累 帮助细胞通过R点(restriction point)进入S期。G1期之末是细 胞周期的一个关键时刻,细胞一旦通过这点,就可以进入下面 几个时期,G0期细胞不能通过这一点。

M

细胞生物学

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

G2期

S期

S期是 DNA 及与 DNA 合成有关的组蛋白和非组蛋白的合成时 期。 DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶都很活跃, S期 DNA 复制不同步 ,较早期GC合成较多,晚期AT合成较多。常染色质复制较早, 异染色质复制较晚,复制以多个复制子进行。 中心粒在S期完成复制。

G2期为细胞分裂做准备,新的RNA和蛋白质合成,MPF、 MF微管蛋白在此期合成,H1组蛋白磷酸化使染色质凝集。

M期

M 期为细胞分裂期, H1 组蛋白进一步磷酸化。蛋白质合 成显著降低,RNA合成被完全抑制。一些酶,如拓扑异构酶活 性增加,参与有丝分裂时细胞形态结构的建成和改组。

细胞生物学

第 12章 第1节

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细胞周期概述

细胞周期概述

检验点(checkpoint checkpoint) )

‡ 限制点(restriction point,R点); ‡ 芽殖酵母中:起始点( 芽殖酵母中 起始点(start); ) ‡ 细胞周期中的特定时期(监控机制); ‡外因:营养供给和激素刺激 ‡内因:细胞分裂基因(cdc)调控相关

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

多处检验点 (checkpoints checkpoints) )

多处检验点 (checkpoints checkpoints) )

G1/S检验点:在酵母中称start点,在哺 乳动物中称R点(restriction point), 控制细胞由静止状态的G1进入 DNA合成期,相关的事件包括: DNA是否损伤?细胞外环境是否 适宜?细胞体积是否足够大? S期检验点:DNA复制是否完成? G2/M检验点:是决定细胞一分为二 的控制点,相关的事件包括: DNA是否损伤?细胞体积是否足 够大? 中-后期检验点(纺锤体组装检验 点):任何一个着丝点没有正确 连接到纺锤体上,都会抑制APC 的活性,引起细胞周期中断。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

8

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细胞周期概述

细胞周期概述

就人体而言:

细胞周期长短测定

‡ 来源不同; ‡ 体外培养; 体外培养 ‡ 外界环境。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分裂指数观察测定法 标记有丝分裂百分率法 (percentage labeled mitoses,PLM) 是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原 理是对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放 射自显影技术显示标记细胞,通过统计标记有丝分 裂细胞百分数的办法来测定细胞周期。

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分裂指数观察测定法

有关名词:

TG1 + TG2 + TS + TM = TC PLM:标记的有丝分裂细胞所占的比例(%); TdR:胸腺嘧啶核苷,是DNA的特异前体,能被S期细胞

摄入,而掺进DNA中。通常使用的是3H或者14C标记 的TDR。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

9

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细胞周期概述

细胞周期概述

PLM(%)

G2

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分裂指数观察测定法

M S G1

100

适用范围: 9 细胞种类构成简单; 9 细胞周期相对较短;

0

TG2

TM Ts Tc

Time(h)

9 周期运转均匀。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(一)脉冲标记DNA (一)脉冲标记 DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 复制和细胞分

裂指数观察测定法 优点: 9 细胞周期总时间; 9 各时相时间; 9 结果分析直接。 缺点: Χ 放射风险; Χ 放射干扰; Χ 复杂细胞群体。

(二)流式细胞仪测定法

流式细胞仪 (flow cytometer)

流式细胞仪 工作原理

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

10

2011-11-15

细胞周期概述

细胞周期概述

(二)流式细胞仪测定法

DNA

(二)流式细胞仪测定法 ‡ 横轴: 每个细胞的DNA含量 ‡ 纵轴:

G1

S

G2

M

phase

细胞数量

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(二)流式细胞仪测定法

(二)流式细胞仪测定法

LG-HMF对MC3T3-E1细胞周期的影响

0g level

2g level

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

11

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细胞周期概述

细胞周期概述

(三)细胞群体倍增时间

细胞周期同步化

(四)缩时摄像技术

细胞生物学 细胞生物学

第 12章 第1节

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(一)自然同步化 细胞同步化 (synchronization)

是指在自然过程中发 生或经人为处理造成 的细胞周期同步化, 前者称自然同步化, 后者称为人工同步化。

3.增殖抑制解除后的同步分裂 如真菌的休眠孢子移入适宜环境后,它们一起发芽, 同步分裂。 1.多核体 如粘菌只进行核分裂,而不发生胞质分裂,形成多 核体。数量众多的核处于同一细胞质中,进行同步 化分裂,使细胞核达108,体积达5-6cm。疟原虫也 具有类似的情况。

Physarum polycephalum

2.某些水生动物的受精卵如海胆卵可以同时授精,最初 的3次细胞分裂是同步的,再如大量海参卵受精后,前9 次细胞分裂都是同步化进行的。

细胞生物学

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第 12章 第1节

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2011-11-15

细胞周期概述

细胞周期概述

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---选择同步化 选择同步化

1)有丝分裂选择法:

有丝分裂细胞变圆隆起,与培养皿 的附着性低,此时轻轻振荡,M期 细胞脱离器壁 悬浮于培养液中 细胞脱离器壁,悬浮于培养液中, 收集培养液,再加入新鲜培养液, 优点:操作简单,同步化程度高, 细胞不受药物伤害, 缺点:获得的细胞数量较少。 (分裂细胞约占1%~2%)

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---诱导同步化 诱导同步化 DNA合成阻断法

药物: TdR、HU(hydroxyurea、羟基脲)

原理:S期抑制 操作:二次阻断法 优点:同步化程度高; 缺点:产生非均衡生长,个别细胞体积增大

2)细胞沉降分离法:

不同时期的细胞体积不同,而细胞 在给定离心场中沉降的速度与其半 径的平方成正比,因此可用离心的 方法分离。 优点:

可用于任何悬浮培养的细胞, 缺点:同步化程度较低。

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---诱导同步化 诱导同步化 分裂中期阻断法

药物: 秋水仙素、秋水酰胺、nocodazole

原理:抑制微管聚合,阻断细胞在分裂中期 操作:轻微震荡分离 优点:操作便宜、效率高; 缺点:毒性大,可逆恢复性差

(二)人工同步化--(二)人工同步化 ---诱导同步化 诱导同步化 条件依赖性突变株

原理:细胞周期调控有关条件依赖性突变株 原理 胞周期调控有关条件依赖性突变株 操作:限定条件变化

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

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细胞周期概述

细胞周期概述

1.早期胚胎的细胞周期 1. 早期胚胎的细胞周期

特殊的细胞周期

‡ 大大短于体细胞周期; ‡ 周期调控因子和调节 机制与一般细胞一致:

Frog Xenopus laevis

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞周期概述

细胞周期概述

2.酵母细胞的细胞周期 2. 酵母细胞的细胞周期

芽殖酵母

(S.cerevisiae)

3.植物细胞的细胞周期 3. 植物细胞的细胞周期

裂殖酵母(S.pombe)

‡ 不含中心体; ‡ 胞质分裂形式: 胞质分裂形式 细胞板形成;

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

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细胞周期概述

细胞周期概述

4.细菌的细胞周期 4. 细菌的细胞周期 ‡ 慢速生长; ‡ 快速生长;

细胞周期 细胞周期中的时相及其主要事件 细胞周期长短测定 细胞周期同步化 特殊的细胞周期

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞黏着及其分子基础

细胞周期概述

细胞周期各时期的主要变化? 细胞周期测定方法? 细胞同步化方法的优劣?

细胞生物学

第 12章 第1节

细胞生物学

第 12章 第1节

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