细胞分裂期纺锤体的组装.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,细胞分裂期纺锤体的组装,二、纺锤体装配的主要途径,一、有丝分裂纺锤体的分子构成,主要内容,主要内容,三、染色体与微观结合的分子机制研究,四、激酶在纺锤体装配中的作用,五、纺锤体装配异常与肿瘤发生,一、有丝分裂纺锤体的分子构成,纺锤体（,spindle）,纺锤体结构组成,中心体,微管结构,染色体,相关蛋白,概念（,concept）：,由微管和微管蛋白组成的参与染色体向极移,动的纺锤式的结构主要组成部分,微管结构的主要组织中心,纺锤体装配中的,主要研究方法,在纺锤体装配中发挥重要功能,功能遗传学和蛋白质组学,纺锤体的形态结构,（一）微观是纺锤体动态结构的主要组成部分,微管(microtuble),纺锤体是一种微管构成的动态结构，其作用是在分裂细胞中牵引染色体到达分裂极微管,形成纺锤体,纺锤体微管从纺锤体两级发散出来，两级处的微管被称为微管负端，而从两级发散出来的微管的另一端被称为微管正端纺锤体微管主要分为三类：星体微管、极间微管、动力微管,微管的两个重要特点,：,高度动态性,微管结构的极性,受,微管结合蛋白（MAP）的调节,微管由微管蛋白异源二聚体头尾排列组成,结合在微管表面，向不同方向运输其底物的马达打不败,保证纺锤体微管组装和染色体分离的正常进行,列,Dynein蛋白,Knesin蛋白,（二）中心体是体细胞纺锤体微管的主要组织中心,纺锤体的分子构成,概念：中心体是动物细胞中的主要的微管组织中心。

它由一对相互垂直的中心粒（,centrioles）,及其周围的基质构成中心粒由微管构成，呈圆筒状结构,外围基质的主要成分是,微管蛋白中心体和外围的微管合成为星体，星体参与纺锤体的装配,中心体周期,（,centrosome cycle）：G1,期末复制；,G2,期移向细胞两极，并组织星体和纺锤体；细胞分裂结束，分布在两个子细胞中三）染色体在纺锤体装配中发挥重要的功能,染色体能够并稳定微管结构多种在纺锤体装配过程中发挥重要功能的蛋白质 定位在染色体上每条染色单体都具有一个动力结构动粒：是位于着丝粒两侧由蛋白质构成的三层盘状或球状结构和纺锤体相连，与染色体的向极移动有关动粒的结构,：内层（着丝粒染色质）,中层（细纤维横跨）,外层（微管）,（四）纺锤体的主要研究方法功能遗传学和蛋白质组学,遗传学：通过筛选出有丝分裂明显缺陷的基因突变体，研究,该基因所表达的蛋白质在有丝分裂期中的作用蛋白质组学：以蛋白质的生化特点为基础，筛选一些具有特定定位的蛋白纺锤体装配机制的研究的新阶段：液相色谱、蛋白质质谱等试验方法,二、纺锤体装配的主要途径,中心体在S期进行复制,，,前期初两对染色体移向两极开始组装纺锤体。

纺锤体的组装过程,（一）经典模型：寻找和捕捉模型,纺锤体装配的两种模型,：,（二）纺锤体自我装配模型,（,三）Ran在纺锤体装配中发挥重要作用,Ran在纺锤体装配中发挥重要作用,第三节 染色体与微管结合的分子机制研究,（一）动力和微观结合的分子机制,动粒的组装及动粒捕获微管,前期末，动粒开始在着丝粒处组装，中期组装成熟,动力和微观间的结合缺陷原因,Ndc80蛋白复合体,蛋白质,Spc25,Spc24,NUf2,Ndc80/Hecl,一是染色体动力结构装配的异常,二是动力和微管结合过程异常,在动力和微管结合过程中发挥重要作用,在各个物种中均比较保守,微管正端结合蛋白（+TIPs）是,动力和微管结合过程中发挥作用的另一种重要蛋白列CLASP）,CLASP能够调节动力微管的动态变化，从而促进动力和微管的结合）,实验发现,作用于,CLASP,这个过程对染色体的正常分离有重要意义,被定位于,动粒,CENP-F类蛋白HCP-1和HCP-2,可以直接与微管结合 是调控微粒和微管结合的重要蛋白,（二）微管动粒的纠错机制,染色体正确分离的步骤,双击纺锤体形成,有动粒微管调控一系列复杂的染色体运动并最终将染色体排列到赤道板上,染色体通过动粒连接到纺锤体上,染色单体的动粒必须与源自两级中心体的纺锤体微管分别结合,还可能存在微管和动力结合的形式：,一条染色体上的两个动粒都和来自一个纺锤体级的微管动粒结合,一条染色体上的其中一个动粒和两个纺锤体级发散出的动粒微管均有结合,细胞中确保纺锤体微管和动粒结合过程中正确进行的两种机制,一检验点机制,二修正机制,AuroraB对于,微管和动粒结合错误的纠错机制,NEK激酶,爪蛙、芽殖酵母,AuroraB和MCAK在动力和微管纠错机制中的作用,四、激酶在纺锤体装配中的作用,PIk1在纺锤体装配过程中的功能研究进展,MTOC （严格控制中心粒的数目以及它的成熟和分离是染色体正常分离的先决条件）,P1k1,2.Aurora A激酶在纺锤体装配中的作用,由两部分组成：一部分位于中心体外机制；,一部分 位于纺锤体微管。

作用（1）G2期开始，Aurora A定位到中心体外基质上，并且被LIM蛋白Ajuba激活，进而促进中心体的成熟,（2）通过定位于微管上的Aurora A体现出来注：纺锤体装配过程中，蛋白质的修饰也同样发挥重要作用,蛋白质的磷酸化是最重要的修饰（其关键作用的CDK激酶）,五、纺锤体装配异常与肿瘤发生,纺锤体的装配异常与肿瘤的发生有着密切的联系,若细胞细胞有丝分裂不能正常装配，在正常情况下将导致纺锤体装配检验点的激活，从而使细胞阻滞在有丝分裂期,在纺锤体装配发生异常的情况下，细胞能够继续分裂，但可导致自细胞非整数倍的出现从而出发肿瘤的发生中心体功能异常将导致纺锤体的不正常装配，可诱发肿瘤发生,染色体动粒蛋白在对于防止肿瘤发生也具有重要意义,染色体动粒蛋白根据功能分类：,纺锤体装配检验点相关蛋白,Mad1 Mad2 Bube BubR1,动粒和微管结合相关蛋白,Hec1,对于降低纺锤体的异常以及减少肿瘤发生的概率都有重要意义,当纺锤体检验点发生问题，肿瘤发生概率将大大增加,原因,1.纺锤体装配过程中，动粒和微管结合失去了监控和修复机制,2.当发生纺锤体装配异常，细胞将不能在纺锤体装配检验点的作用下诱导凋亡,小 结,细胞有丝分裂期的纺锤体的组成与功能,纺锤体装配的两种模型,姐妹染色单体的精确分离需要一条染色体的两个动粒分别被来自两级的纺锤体微管所捕捉,纺锤体装配异常与肿瘤的发生有着密切的俄关系,。