文档介绍：第十二章:细胞周期与细胞分裂?细胞增殖是生命的基本特征,种族繁衍、个体发育、机体修复等都离不开细胞增殖。–初生婴儿有1012个细胞,成人1014个,约200种类型。–成人体内每秒钟有数百万新细胞产生,以补偿衰老和死亡的细胞。–一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次,并保持这一速度,则两天即可超过地球的重量。细胞周期(cell cycles)?由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程,叫细胞周期(图12-1)。在这一过程中, 细胞的遗传物质复制并均等地分配给两个子细胞。? 细胞周期时相及类型?细胞周期是一个相当复杂的过程, 不同类型的细胞周期持续的时间不完全相同, 而且,细胞的分裂状态也各有异。■细胞周期的时相,分为4个期:G1期(gap1),指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间。S期(synthesis phase),指DNA复制的时期。G2期(gap2),指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间。M期又称D期(mitosis or division),细胞分裂开始到结束。图12-1 细胞周期及染色体行为?不同生物的细胞周期时间不同, 同一系统中不同细胞,其细胞周期的时间也有很大的差异。表12-1是几种细胞的细胞周期的比较。?■细胞周期和细胞类群?在正常的情况下, 一个完整的细胞周期应包括四个时期, 细胞沿着G1→S→G2→M期的路线运转,但在多细胞机体中, 细胞的分裂行为有所差异。根据细胞的分裂行为, 可将真核生物细胞分为三类:?●持续分裂细胞,又称周期性细胞, 即在细胞周期中连续运转的细胞。此类细胞的分裂周期非常正常, 有丝分裂的活性很高。?●终端分化细胞, 即永久性失去了分裂能力的细胞,这些细胞都是高度特化的细胞, 如哺乳动物的红细胞、肌细胞等。?●G0细胞,又称休眠细胞,暂时脱离细胞周期,但在某些条件的诱导下重新进入细胞周期。如肝细胞, 外科手术切除部分肝组成后可以诱导进入细胞分裂。?根据细胞分裂行为,可将细胞分为几种类型?各有什么特点?~1年人的肝细胞~20小时培养的哺乳动物成纤维细胞~~3小时酵母细胞30分钟早期的蛙胚细胞细胞周期时间细胞类型表12-1 细胞周期的研究方法?为了研究细胞周期的不同阶段的生化特性必须获得细胞周期一致性的细胞, 这就是细胞的同步化(synchronization)。?细胞同步化分为自然同步化和人工同步化。?自然同步化是自然界存在的现象, 人工同步化是利用细胞培养的方法, 用各种理化因素处理获得的同步化生长的细胞。常用的细胞人工同步化的方法分为选择同步化、诱导同步化或两者的结合。?■诱导同步法(induction synchrony)?控制培养条件, 将非同步培养中的所有或大部分细胞暂时性地阻止在细胞周期的某个阶段, 最终使所有细胞达到同步化生长。常用的手段有改变温度、添加代谢抑制剂等将细胞阻止在细胞周期的某一阶段。?●胸腺嘧啶阻断技术(thymidine block technique) 高浓度的胸腺嘧啶能够阻断DNA合成所需的核苷酸的合成, 因此将细胞群体培养在具有高浓度的胸腺嘧啶的培养液,可获得同步化的细胞。?●中期阻断法某些药物,如秋水仙素可抑制微管的聚合, 因而抑制有丝分裂器的形成, 将细胞阻断在有丝分裂的中期。■选择同步法(selection synchrony)?用物理方法将处于细胞周期中同一阶段的细胞从非同步的群体中分离出来。选择同步化可克服同步化过程中对细胞的毒性影响。常用的方法有:?●有丝分裂选择法是根据细胞在细胞周期的不同阶段的生理变化设计的一种方法。此法的优点是不受药物的影响, 同步化程度高, 不足之处是分离的细胞少, 手续繁琐。?●细胞沉降分离法此法主要用于悬浮培养的细胞,也可用于贴壁生长的细胞, 但获得的细胞的同步化程度有限, 因同一时相的细胞大小并非都是一致的。细胞周期时间的测定?●标记有丝分裂百分率法(percentage labeled mitoses,PLM):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。?从更换培养液开始到开始出现标记有丝分裂器开始的这一段时间即为TG2。?从开始出现有丝分裂标记细胞到PLM达到最大时这段时间即为TM。?从开始出现有丝分裂标记细胞到PLM由最高值开始下降的这段时间即为TS。?两次开始出现有丝分裂细胞的时间间隔即为TC。?TG1=TC-TG2-TS-TM。●流式细胞分选仪测定法原理:G1和G2/M期含有固定的DNA量,分别为1C和2C。S期细胞位于两者之间。应用流式细胞分选仪测定细胞周期,可以通过监测细胞DNA含量在不同时期的变化从而确定细胞周期时间的长