当前课程知识点：普通生物学 >  第一章 细胞生物学基础 >  第五节 细胞的分裂与分化 >  1.5.2 细胞周期调控的分子机制

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1.5.2 细胞周期调控的分子机制在线视频

1.5.2 细胞周期调控的分子机制

下一节:1.5.3 有丝分裂

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1.5.2 细胞周期调控的分子机制课程教案、知识点、字幕

细胞增殖对于生物体的生长

和发育至关重要

所以必须保证它的有序性

要想保证这种有序性

细胞内必然存在一种

精密的监控系统

就像工厂生产的这个产品

需要经过多个工序检验一样

细胞周期也存在多个检验点

只有检验合格

细胞周期才能从一个时相

进入到另外一个时相

如果这个检控系统失灵

细胞周期就会出现紊乱

细胞会死亡或者发生癌变

细胞周期的监控系统

它是由几个检验点组成的

现在就让我们来看一看这几个检验点

并分析它们是如何调控细胞周期的

我们已经知道

细胞周期可以划分为4个时期

G1期 S期 G2期和M期

这几个时期都存在检验点

比如说G1期是细胞的主要生长期

G1期的检验点主要检测的是什么呢

主要检测细胞的体积

看它的大小是否合适

营养物质的合成是否足够

DNA是否有损伤

如果存在DNA损伤

需要修复以后才可以进入

复制期 也就是S期

G2期是为有丝分裂做准备的时期

这个时期检验点是检测

DNA是否成功复制了

细胞是否长到合适的大小

只有当所有有利于细胞分裂的因素都满足了

细胞才能够顺利地由G2期向M期转化

M期是细胞的有丝分裂期

这一时期也有检验点

比如说 纺锤体组装检验点

它检验的是纺锤体是否完成组装了

染色体是否与纺锤体微管连接好

只有检验合格了

才能够进入有丝分裂后期

保证姊妹染色单体

准确地分配到两个子细胞中

总之细胞周期的检控系统

它的监控的主要目的是什么呢

是为了保证基因和基因组的稳定性

这个细胞周期不同时相之间的转变

都需要一个引擎分子来启动

这个引擎分子是什么呢

细胞周期这些检验点的物质基础是什么呢

要想解答这些问题

还需要从MPF的发现讲起

1971年两位科学家

以非洲爪蟾卵细胞为实验材料

将处于M期的卵细胞的细胞质

注入了卵母细胞中

卵母细胞随即进入细胞分裂

并产生了纺锤体

但是如果注入的是间期细胞的细胞质

那么卵母细胞就不会进入分裂期

由此他们推测

在成熟的卵细胞的细胞质中

存在一种成熟促进因子简称MPF

1988年又有科学家以非洲爪蟾为材料

分离获得了MPF并证明MPF

是由两种蛋白p32和p45组成的

这两种蛋白结合形成的复合物

具有蛋白激酶的活性

可以使多种蛋白质底物磷酸化

因而证明MPF是一种蛋白激酶

1983年 Evans等科学家发现

在海胆的卵细胞存在两种特殊的蛋白

他们把这种蛋白命名为细胞周期蛋白

现在已经知道这个MPF

就是细胞周期蛋白与

依赖细胞周期蛋白的激酶形成的复合物

其中细胞周期蛋白为调节亚单位

CdK为催化亚基

CdK只有与调节亚基结合之后才会被激活

之前发现的p45是Cyclin B为调节亚基

p32为催化亚基就是CdK

二者结合之后就具有了蛋白激酶的活性

下面我们就来介绍细胞周期蛋白

以及依赖于细胞周期蛋白的激酶也就是Cdk

自从1983年发现细胞周期蛋白以来

已经从各种生物体中

克隆分离了数十种周期蛋白

周期蛋白有什么特点呢

他们在细胞周期的不同时期表达

所执行的功能也是多种多样的

例如 G1期蛋白它只在G1期表达

并且在G1期向S期转化的过程中执行调节功能

如Cycline C D E

有些周期蛋白在间期就表达

但是在M期才发挥调节功能

所以被称为M期周期蛋白

如Cycline A B等

此外 周期蛋白的积累

还能够调节Cdk的活性 例如

在非洲爪蟾的胚胎细胞的细胞周期中

在有丝分裂期

M期周期蛋白的浓度达到了最高

M-Cdk的活性也是最高的

这说明高浓度的周期蛋白

提高了Cdk的活性

而M-Cdk复合物又启动了细胞周期

从G2期向M期的转换

所以 周期蛋白的调控作用

是通过激活Cdk来实现的

不同的周期蛋白结合的CdK也不相同

刚才我们已经讲过Cdk是一种

依赖于细胞周期蛋白的激酶

它本身是不具有活性的

只有与周期蛋白结合之后才能够被激活

并催化靶蛋白磷酸化发挥调控作用

不同的细胞周期蛋白与Cyclin-CdK复合物

可以触发细胞周期的不同事件

这张图显示了细胞周期蛋白

与Cdk复合物的浓度变化

与细胞周期蛋白浓度变化之间的关系

S期与M期的周期蛋白与相应的CdK结合

形成了有活性的复合物S-Cdk和M-Cdk

它们共同调控真核细胞周期的进程

组成了细胞周期的控制系统

例如S-Cdk决定了细胞能否进入S期

M-CdK决定了细胞是否能够进入M期

具体的调控过程可以用这张图来进行说明

例如S期周期蛋白与CdK结合

这样就启动了细胞进入S期

开始DNA的复制

随后S期周期蛋白就降解

另外一组蛋白是M期周期蛋白

及其CdK的复合物

二者结合之后激酶被激活

细胞就进入了M期

开始进行细胞分裂

M期蛋白也随后降解

所以说细胞周期调控的本质就是

不同的CdK与不同的周期蛋白结合

从而触发了细胞周期的不同事件

细胞周期控制系统

是依赖于Cdk的周期性激活

在细胞周期中各时相的有序更迭

和整个周期的运行过程中

Cdk发挥了核心性的调控作用

被称为周期引擎分子

CdK通过调节靶蛋白磷酸化

而调控细胞周期的运行

当然了 CdK的活性受多种因素的综合调节

周期蛋白与CdK结合

只是调控其活性的一个先决条件

普通生物学课程列表：

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的？

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

1.5.2 细胞周期调控的分子机制笔记与讨论

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