简述细胞周期各时相的主要事件及其核心调控机制。
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正确答案: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分裂结束为止称为一个细胞周期。细胞周期可大致分为G1期、S期、G2期和M期。 G1期。上次细胞分裂之后子代细胞生成标志着G1期的开始。新生成的子代细胞进入细胞生长期开始合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂肪等但不合成DNA。G1晚期有一个特定阶段称为G1检验点如果细胞能够通过这个检验点则进入S期开始合成DNA。检验点被认为是G1晚期的一个基本事件细胞只有在内在和外在因素共同作用下才能完成这一基本事件顺利通过G1期进入S期。影响这一事件的外在因素主要包括营养供应和相关的激素刺激等;内在因素则主要是一些与细胞分裂周期基因调控过程相关的因素。检验点不仅存在于G1期也存在于其他时期如S期检验点、G2期检验点、纺锤体装配检验点等。 S期即DNA合成期。经过G1期细胞为DNA复制的启动做好了各方面的准备。进入S期后立即开始合成DNA。真核细胞新合成的DNA立即与组蛋白结合共同组成核小体串珠结构新的组蛋白也是在S期合成的。 G2期DNA复制完成以后细胞便进入了G2期。此时细胞核内的DNA含量已经增加了一倍其他结构物质和相关的亚细胞结构也已做好了进入M期的必要准备。细胞能否顺利进入M期要受到G2期检验点的控制。该检验点主要检查。DNA是否完成复制细胞是否已经生长到合适大小环境因素是否利于细胞分裂等只有当所有有利于细胞分裂的因素得到满足以后细胞才能顺利由G2期进入M期。 M期即细胞分裂期。 分裂前期。细胞染色质开始浓缩并进一步螺旋化折叠和包装逐渐变短变粗。在前期较晚的时候着丝粒处装配动力蛋白复合体等。分裂前中期核膜破裂标志着前中期的开始染色体进一步凝缩变短变粗形成X形结构动粒逐渐成熟同时纺锤体开始装配。随之星体微管逐渐向细胞核侵入有的星体微管迅速捕获染色体另一些星体微管也进入细胞核形成极性微管但由于染色体两侧动粒微管不等长在细胞内排列杂乱无章。 分裂中期。所有染色体排列在赤道板上许多极性微管在赤道板处也开始相互搭桥形成貌似微管的结构每一动粒上结合微管多达几十根。染色体列队是有丝分裂过程中的重要事件之一是启动染色体分裂并向两个子细胞中平均分配的先决条件。染色体列队中有很多种蛋白参与最主要的要数Mad和Bub这两者可以使动粒敏化促进动粒与微管接触只有等染色体被微管捕捉并排列到赤道板上Mad2和Bubl从动粒上消失后期才能开始启动。牵拉假说认为:染色体向赤道板上运动是由于动粒微管牵拉的结果。动粒微管越长拉力越大当来自两极的动粒微管的拉力相等时染色体即被稳定在赤道板上。外推假说认为:染色体距中心体越近星体对染色体的外推越强当来自两极的推力达到平衡时染色体即被稳定在赤道板上。这两种假说并不排斥有时可能同时作用或有其他机制共同参与最终染色体排列在赤道板上。 在染色体排列在赤道板上之前Mad2可以与后期促进因子复合体(APC)结合抑制APC活性阻止细胞周期向下一个阶段发展。当动粒与微管连接后CENP-E分子的结构和位置发生变化这些变化影响到Bub1的活性进而影响到Mad2的稳定性和与其他有关物质的结合最终导致Mad2对APC抑制作用的解除。 分裂后期。中期染色体的两条染色单体相互分离形成子代染色体并分别向两极运动标志着后期的开始。染色体向两极的运动依靠纺锤体微管的作用。 分裂末期。染色单体到达两极并开始去浓缩核膜开始重建核仁也开始重新装配。胞质分裂开始于细胞分裂后期完成于分裂末期。开始时在细胞赤道板周围表面下形成缢缩环称为分裂沟。肌动蛋白和肌球蛋白参与了分裂沟的形成和整个胞质分裂过程。另外纺锤体、微管也参与了分裂沟的形成。
从一次细胞分裂结束开始,经过物质积累过程,直到下一次细胞分裂结束为止,称为一个细胞周期。细胞周期可大致分为G1期、S期、G2期和M期。G1期。上次细胞分裂之后,子代细胞生成,标志着G1期的开始。新生成的子代细胞进入细胞生长期,开始合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂肪等,但不合成DNA。G1晚期有一个特定阶段,称为G1检验点,如果细胞能够通过这个检验点则进入S期,开始合成DNA。检验点被认为是G1晚期的一个基本事件,细胞只有在内在和外在因素共同作用下才能完成这一基本事件,顺利通过G1期进入S期。影响这一事件的外在因素主要包括营养供应和相关的激素刺激等;内在因素则主要是一些与细胞分裂周期基因调控过程相关的因素。检验点不仅存在于G1期,也存在于其他时期,如S期检验点、G2期检验点、纺锤体装配检验点等。S期,即DNA合成期。经过G1期,细胞为DNA复制的启动做好了各方面的准备。进入S期后,立即开始合成DNA。真核细胞新合成的DNA立即与组蛋白结合,共同组成核小体串珠结构,新的组蛋白也是在S期合成的。G2期,DNA复制完成以后,细胞便进入了G2期。此时细胞核内的DNA含量已经增加了一倍,其他结构物质和相关的亚细胞结构也已做好了进入M期的必要准备。细胞能否顺利进入M期,要受到G2期检验点的控制。该检验点主要检查。DNA是否完成复制,细胞是否已经生长到合适大小,环境因素是否利于细胞分裂等,只有当所有有利于细胞分裂的因素得到满足以后,细胞才能顺利由G2期进入M期。M期即细胞分裂期。分裂前期。细胞染色质开始浓缩,并进一步螺旋化,折叠和包装,逐渐变短变粗。在前期较晚的时候,着丝粒处装配动力蛋白复合体等。分裂前中期,核膜破裂标志着前中期的开始,染色体进一步凝缩变短变粗,形成X形结构,动粒逐渐成熟,同时纺锤体开始装配。随之,星体微管逐渐向细胞核侵入,有的星体微管迅速捕获染色体,另一些星体微管也进入细胞核,形成极性微管,但由于染色体两侧动粒微管不等长,在细胞内排列杂乱无章。分裂中期。所有染色体排列在赤道板上,许多极性微管在赤道板处也开始相互搭桥,形成貌似微管的结构,每一动粒上结合微管多达几十根。染色体列队是有丝分裂过程中的重要事件之一,是启动染色体分裂并向两个子细胞中平均分配的先决条件。染色体列队中有很多种蛋白参与,最主要的要数Mad和Bub,这两者可以使动粒敏化,促进动粒与微管接触,只有等染色体被微管捕捉并排列到赤道板上,Mad2和Bubl从动粒上消失,后期才能开始启动。牵拉假说认为:染色体向赤道板上运动,是由于动粒微管牵拉的结果。动粒微管越长,拉力越大,当来自两极的动粒微管的拉力相等时,染色体即被稳定在赤道板上。外推假说认为:染色体距中心体越近,星体对染色体的外推越强,当来自两极的推力达到平衡时,染色体即被稳定在赤道板上。这两种假说并不排斥,有时可能同时作用,或有其他机制共同参与,最终染色体排列在赤道板上。在染色体排列在赤道板上之前,Mad2可以与后期促进因子复合体(APC)结合,抑制APC活性,阻止细胞周期向下一个阶段发展。当动粒与微管连接后,CENP-E分子的结构和位置发生变化,这些变化影响到Bub1的活性,进而影响到Mad2的稳定性和与其他有关物质的结合,最终导致Mad2对APC抑制作用的解除。分裂后期。中期染色体的两条染色单体相互分离,形成子代染色体,并分别向两极运动,标志着后期的开始。染色体向两极的运动依靠纺锤体微管的作用。分裂末期。染色单体到达两极,并开始去浓缩,核膜开始重建,核仁也开始重新装配。胞质分裂开始于细胞分裂后期,完成于分裂末期。开始时在细胞赤道板周围表面下形成缢缩环,称为分裂沟。肌动蛋白和肌球蛋白参与了分裂沟的形成和整个胞质分裂过程。另外,纺锤体、微管也参与了分裂沟的形成。
