大學(xué)生物課件谷風(fēng)詳析

第一節(jié) 減數(shù)分裂第二節(jié) 細(xì)胞周期調(diào)控1特制分析一、減數(shù)分裂概念與過程二、減數(shù)分裂的意義三、減數(shù)分裂各時(shí)相及其主要事件四、脊椎動(dòng)物配子發(fā)生過程2特制分析一、細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用二、細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)(Cell Cycle Checkpoint)三、MPF3特制分析概念：減數(shù)分裂是細(xì)胞僅進(jìn)行一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的有絲分裂減數(shù)分裂過程4特制分析確保世代間遺傳的穩(wěn)定性；增加變異機(jī)會(huì)，確保生物的多樣性，增強(qiáng)生物適應(yīng)環(huán)境變化的能力。減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ)，是生物遺傳、生物進(jìn)化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)保證。5特制分析間期中S期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)第一次減數(shù)分裂 前期I分為細(xì)線期，偶線期，粗線期，雙線期，終變期等五個(gè)階段 中期I同源染色體配對(duì)排列在中期板上 后期I時(shí),同源染色體分開 未期I后細(xì)胞可分為兩種類型第二次減數(shù)分裂6特制分析 也分為前、中、后、末四個(gè)時(shí)期。前期歷時(shí)很短，染色體呈線狀。隨著紡錘體出現(xiàn)，核被膜破裂，其后中期、后期和末期通常很快相繼進(jìn)行。7特制分析 與有絲分裂不同的是每個(gè)染色體只有1個(gè)拷貝，而不是兩個(gè)同源的。在末期，核被膜形成圍繞4個(gè)單倍體的核，形成四個(gè)單倍體細(xì)胞。完成整個(gè)減數(shù)分裂過程。 8特制分析9特制分析染色質(zhì)凝集，但是兩條染色單體的臂并不分離；在細(xì)纖維樣的染色體上，出現(xiàn)顆粒狀的染色粒染色體端粒通過接觸斑與核膜相連10特制分析偶 線 期 同 源 染 色 體 配 對(duì) 形 成 聯(lián) 會(huì) 復(fù) 合 體(Synaptonemal Complex, SC)同源染色體配對(duì)的過程稱為聯(lián)會(huì)；合成在S期未合成的0.3%的DNA（偶線期DNA，即zDNA）11特制分析發(fā)生等位基因之間部分DNA片段的交換和重組合成一小部分DNA，稱為P-DNA，這些DNA編碼一些與DNA點(diǎn)切和修復(fù)相關(guān)的酶類。合成減數(shù)分裂期專有的組蛋白，并將體細(xì)胞類型的組蛋白置換下來。12特制分析同源染色體相互分離，僅有幾入相互聯(lián)系同源染色體間遺傳物質(zhì)重組,產(chǎn)生新的基因組合；同源染色體或多或少地發(fā)生去凝集，RNA轉(zhuǎn)錄活躍；13特制分析染色體凝集成棒狀結(jié)構(gòu)；交叉向染色體臂的端部移行，這個(gè)過程稱為端化。14特制分析減數(shù)分裂前S期與有絲分裂前S期長(zhǎng)度比較減數(shù)分裂前S期 有絲分裂前S期蠑螈10天12小時(shí)小鼠14小時(shí)5-6小時(shí)小麥12小時(shí)3.8小時(shí)酵母1小時(shí)0.5小時(shí)15特制分析1、正調(diào)控： 在適當(dāng)時(shí)候激活細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)相的相關(guān)酶和蛋白,確保細(xì)胞周期向下一個(gè)階段進(jìn)行。2、負(fù)調(diào)控： 當(dāng)細(xì)胞周期中出現(xiàn)異常時(shí)，負(fù)調(diào)控機(jī)制使細(xì)胞停滯在某個(gè)特定的時(shí)期，這種調(diào)節(jié)機(jī)制可確保每一時(shí)相事件的全部完成。3、對(duì)外界環(huán)境因子起反應(yīng)、對(duì)外界環(huán)境因子起反應(yīng)(如多細(xì)胞生物對(duì)增殖信如多細(xì)胞生物對(duì)增殖信號(hào)的反應(yīng)號(hào)的反應(yīng))16特制分析細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)是細(xì)胞周期調(diào)控的一種機(jī)制,主要是確保周期每一時(shí)相事件的有序、全部完成并與外界環(huán)境因 素相聯(lián)系細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)及其作用17特制分析1、MPF 發(fā)現(xiàn)過程中的重要事件2、周期蛋白3、CDK4、2001年Nobel Prize M&P18特制分析L. Hartwell，發(fā)現(xiàn)芽殖酵母中控制細(xì)胞周期的cdc28基因，并于1988年提出檢測(cè)點(diǎn)的概念P. Nurse，發(fā)現(xiàn)裂殖酵母中控制細(xì)胞周期的cdc2基因，并提出了CDK的概念Tim Hunt，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期蛋白cyclin19特制分析人們從不同生物中分離克隆出了數(shù)十種周期蛋白，這些周期蛋白不細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的時(shí)期有所不同。G1期表達(dá)并起作用的稱為G1期周期蛋白，主要有E和D；M期表達(dá)并起作用的稱為M期周期蛋白，主要有B和A。各種周期蛋白之間的共性：1、含有一段保守序列，稱為周期蛋白框，這一序列是它和催化亞基結(jié)合的位點(diǎn)；2、A和B在N端具有破壞框，其余分子在C端具有PEST序列，這些均與周期蛋白的降解相關(guān)。20特制分析21特制分析 人們從不同物種成功分離到了十多個(gè)cdc相關(guān)基因，它們編碼的產(chǎn)物共同之處在于：含有一段類似的AA序列都可以與周期蛋白結(jié)合并將周期蛋白作為其調(diào)節(jié)亞單位，進(jìn)而表現(xiàn)出蛋白激酶的活性。 這些蛋白被稱為周期蛋白依賴性蛋白激酶（cyclin-dependent kinase），簡(jiǎn)稱CDK。由于cdc2是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的cdc蛋白，因此被命名為CDK1。22特制分析Johnson和Rao進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其發(fā)現(xiàn)Mausi利用爪蟾卵母細(xì)胞進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及MPF的提出Hartwell等人利用芽殖酵母進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其發(fā)現(xiàn)P. Nurse等人利用裂殖酵母進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其發(fā)現(xiàn)Tim Hunt利用海膽卵細(xì)胞進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其發(fā)現(xiàn)結(jié)論23特制分析實(shí)驗(yàn)是利用溫度敏感的芽殖酵母為材料來進(jìn)行的。在正常溫度下這些突變體可以正常分裂增殖，但是當(dāng)溫度升高時(shí)就不能進(jìn)行正常的分裂，這是由于在這些溫變突變體內(nèi)缺少某個(gè)特定的基因而引起的。這些基因是與細(xì)胞分裂和細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)的基因，稱為cdc（cell diversion cycle）基因。在芽殖酵母中分離得到的cdc基因是cdc 28，它的表達(dá)產(chǎn)物為p34cdc28，它是一種蛋白激酶。cdc 28突變可使細(xì)胞停在G1/S交界處或G2/M交界處。24特制分析25特制分析對(duì)間期的細(xì)胞進(jìn)行同步化后進(jìn)行細(xì)胞融合 G1+S S+G2 G1+G2結(jié)論：在S期的細(xì)胞質(zhì)中存在有刺激G1期細(xì)胞進(jìn)入S期的某種因子，定名為SPF。將處于間期不同時(shí)期的細(xì)胞與M期細(xì)胞進(jìn)行融合，觀察到特異的提前凝集染色體PCC結(jié)論：在M期細(xì)胞中存在有誘導(dǎo)染色體凝集的因子，稱為M期促分裂因子。26特制分析他進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)和Hartwell的實(shí)驗(yàn)相似，只是實(shí)驗(yàn)材料換成了裂殖酵母的溫度敏感的突變株。他從中分離得到了第一個(gè)cdc 基因- cdc 2。它的表達(dá)產(chǎn)物為p34cdc2。cdc 2基因的突變可使細(xì)胞停在G2/M交界處。P34 cdc 2 （或 P34 cdc 28）必須與p56 cdc 13結(jié)合后才表現(xiàn)出激酶的活性。27特制分析他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在海膽的卵細(xì)胞中存在兩種特殊類型的蛋白質(zhì)，這兩種蛋白質(zhì)的含量隨細(xì)胞周期的進(jìn)程變化而變化，這種蛋白質(zhì)被命名為細(xì)胞周期蛋白（cyclin）。28特制分析29特制分析 MPF的p32亞基與酵母中的p34cdc2為同源產(chǎn)物，而MPF中的p45與p56 cdc 13和周期蛋白B是同源物。 p32= p34cdc2=CDK（催化亞基） MPF p45=cyclin= p56 cdc 13 （調(diào)節(jié)亞基）30特制分析MPF是一種使多種底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；由M期Cyclin-Cdk ( Cyclin-dependent protein kinase)形成的復(fù)合物。MPF=(CDK1=p34cdc2)+cyclinB31特制分析細(xì)胞類型細(xì)胞周期時(shí)間兩棲類早期胚胎細(xì)胞30分鐘酵母細(xì)胞1.5-3小時(shí)小腸上皮細(xì)胞約12小時(shí)體外培養(yǎng)的哺乳類上皮細(xì)胞約20小時(shí)人類肝細(xì)胞約1年32特制分析Experimental demonstration of the coordinated Synthesis of DNA and hitones.33特制分析34特制分析35特制分析36特制分析37特制分析38特制分析39特制分析40特制分析41特制分析42特制分析43特制分析