知识点汇总-细胞周期.doc

IV细胞周期知识点汇总:核心知识点〔约占考试总分值的60%〕：2 8 12 17 21 31 32 36 40普通知识点〔约占考试总分值的30%〕：1 5 6 7 9 10 11 14 19 20 22 24 26 27 29 30 35 42 44 49扩展知识点〔约占考试总分值的10%〕：3 4 13 15 16 18 23 25 28 33 34 37 38 39 41 43 45 46 47 481 细胞周期的定义及持续时间A定义： 细胞从一次分裂完成开场到下一次分裂完毕所经历的全过程B 持续时间：细胞周期的持续时间在不同的细胞种类里差异很大，这种差异主要是由于G1期持续时间的多变性造成的2 细胞周期的时期划分A 整个细胞周期分为分裂期〔M期〕和分裂间期〔间期〕B 间期分为G1期、S期和G2期C M期包括两个主要的分裂事件，分别是核分裂〔mitosis〕和胞质分裂〔cytokinesis〕D 核分裂分为五个时期：前期〔prophase〕、前中期〔prometaphase〕、中期〔metaphase〕、后期〔anaphase〕和末期〔telophase〕E 胞质分裂期相对独立，发生于核分裂后期，完成于核分裂末期完毕之后，是M期真正的终点。

3 间期的物质储藏A 间期是细胞周期中为M期做物质储藏的时期，该时期从外界摄取大量的营养物质，合成代谢旺盛B S期细胞合成DNA，是遗传物质的储藏时期C G1期和G2期细胞合成除DNA以外的其他蛋白和细胞构造组分，是非遗传物质的储藏时期4基于细胞周期的细胞分群A 周期中细胞〔cycling cell〕：细胞周期持续运转，细胞持续分裂如上皮组织的基底层细胞B G0期细胞/静止期细胞〔quiescent cell〕：在G1期细胞暂时脱离细胞周期进入G0期，停顿细胞分裂一旦受到信号指使，会快速返回细胞周期并分裂增殖如结缔组织的成纤维细胞C 终末分化细胞：分化程度很高，一旦特化定型后，终生不再分裂，只执行特定的功能如骨骼肌细胞5 细胞周期调控系统〔cell cycle control system〕及检验点〔checkpoints〕A 细胞周期调控系统：由一系列细胞周期调控蛋白组成的调节细胞周期运行的网络系统，能够承受上游调控信号和下游反响信号并触发或延迟细胞周期中*一特定事件的发生B 检验点：细胞周期的调控点，检验细胞从一个周期时相进入下一个周期时相的条件是否适合6 细胞周期调控系统的组成及运作模式A 细胞周期调控系统由三局部组成，分别是上游调控蛋白，核心调控蛋白和效应蛋白。

B 核心调控蛋白包括两类蛋白家族，分别是周期蛋白〔cyclin〕和周期蛋白依赖性蛋白激酶〔cyclin-dependent kinase，CDK〕C 周期蛋白不具备酶活性，其浓度随着细胞周期的运行而周期性的变化每一种周期蛋白都能与特定的CDK结合形成cyclin-CDK复合物〔cyclin-CDK ple*〕D CDK具有激酶构造域，然而游离的CDK蛋白不具备激酶活性，其激酶活性必须在cyclin-CDK复合物内才能被激活，因此虽然CDK的蛋白浓度在整个细胞周期内相对恒定，但其激酶活性仍然随着细胞周期的运行而周期性的变化一种cyclin-CDK复合物只在细胞周期内的*个特定时期表现活性，从而对细胞周期的不同时期进展调节E cyclin-CDK复合物的底物是一系列效应蛋白，这些效应蛋白在被cyclin-CDK磷酸化后直接参与细胞周期中各细胞事件的启动与运行F cyclin的浓度和cyclin-CDK的激酶活性的周期性变化依赖于上游调控蛋白的调控作用，这些调控作用主要有三种：CDK的磷酸化和去磷酸化，Cyclin的泛素化降解，CDK抑制因子对CDK酶活性的抑制作用7 哺乳动物细胞cyclin的主要种类及其周期性变化曲线A 哺乳动物细胞内的cyclin有很多种，其中较重要的cyclin有四种：cyclin A，cyclin B，cyclin D，cyclin E。

B 四种cyclin在细胞周期内的浓度变化曲线如下列图：C cyclin A的合成起始于G1期早期，浓度峰值维持在S期和G2期，降解发生在M期初始 D Cyclin B的合成起始于G1期晚期，浓度峰值维持在M期的前期和中期阶段，降解发生在M期的后期，降解速度极快E Cyclin D 在整个细胞周期中持续表达并维持在一个相对稳定的浓度水平上F Cyclin E的合成起始于G1期早期，浓度在G1期晚期到达浓度峰值后逐渐下降，到G2期晚期降至最低点，降解速度缓慢8 哺乳动物细胞CDK的主要种类及细胞周期中的几个关键性cyclin-CDK复合物A 哺乳动物细胞内的CDK有很多种，其中较重要的CDK有四种：CDK1，CDK2，CDK4，CDK6B 四种CDK与相应的cyclin结合形成了细胞周期调控中四种关键性的cyclin-CDK复合物，按照其起作用的主要时期命名为：G1-CDK ple*，G1/S-CDK ple*，S-CDK ple*，M-CDK ple*组成这些复合物的cyclin和CDK组分如下表：9 cyclin的分子构造特征A cyclin分子主要包含三种特征序列，分别是：周期蛋白框，破坏框和PEST序列。

B 周期蛋白框在所有cyclin分子中都存在，是cyclin与相应CDK的结合位点C 破坏框在局部cyclin分子中存在，如cyclin A 和cyclin B破坏框在APC介导的泛素化降解途径中起到关键性作用D PEST序列在局部cyclin分子中存在，如cyclin D和cyclin EPEST序列在SCF介导的泛素化降解途径中起到关键性作用10 CDK的分子构造特征A CDK分子主要包含两种特征序列，分别是：CDK激酶构造域和PSTAIRE序列B CDK激酶构造域在所有CDK分子中都存在，是决定CDK激酶活性的关键性构造域C PSTAIRE序列是CDK激酶构造域内一段高度保守的蛋白序列，目前被认为与cyclin和CDK的结合有关11 以cyclin为靶点的上游泛素化降解调控途径A 细胞内的cyclin浓度周期性变化由蛋白合成与降解共同控制，在浓度上升阶段蛋白合成起主要作用，在浓度降低阶段蛋白降解起主要作用蛋白合成是相应基因表达的结果，蛋白降解是通过上游调控蛋白对cyclin的泛素化来实现的B 细胞内以cyclin为靶点的泛素化降解途径有两条，分别是APC泛素化降解途径和SCF泛素化降解途径。

C APC泛素化降解途径主要发生在M期，通过APC降解的cyclin主要是cyclin A和cyclin B，起关键性作用的cyclin构造域是破坏框D SCF泛素化降解途径主要发生在间期，通过SCF降解的cyclin主要是cyclin D和cyclin E，起关键性作用的cyclin构造域是PEST序列E cyclin的泛素化降解会造成cyclin-CDK复合物的解体及其激酶活性的消失12 以CDK为靶点的上游磷酸化调控途径A 随着cyclin浓度的升高，相应的cyclin-CDK复合物浓度也随之升高，但这种复合物是无酶活性的，需要上游磷酸化调控来激活其激酶活性B 以CDK为靶点的上游磷酸化调控途径包含磷酸化和去磷酸化两个步骤，介导磷酸化的上游调控蛋白是抑制型CDK激酶〔inhibitory CDK kinase〕和激活型CDK激酶〔activating CDK kinase〕，介导去磷酸化的上游调控蛋白是激活型CDK磷酸酶〔activating CDK phosphatase〕C CDK分子上有三个氨基酸位点可被上游调控蛋白磷酸化其中两个是抑制型磷酸化位点，能够被抑制型CDK激酶磷酸化并能被激活型CDK磷酸酶去磷酸化；另一个是激活型磷酸化位点，能够被激活型CDK激酶磷酸化。

D两种类型的磷酸化位点中，抑制型磷酸化位点在对CDK激酶活性的调节过程中占主导地位E 抑制型CDK激酶和激活型CDK激酶在整个细胞周期内都以活性形式存在，当CDK与cyclin结合形成复合物之后立刻被两种类型的CDK激酶磷识别，使得三个磷酸化位点均被磷酸化由于两个抑制型磷酸化位点占主导地位，此时的cyclin-CDK复合物仍然不具备激酶活性F 在细胞周期进展到相应时刻，激活型CDK磷酸酶被活化，将CDK分子上的两个抑制型磷酸分子移除此时cyclin-CDK复合物的激酶活性被激活G 激活后的cyclin-CDK复合物在完成细胞周期调控任务后随着cyclin的降解而解体，酶活性消失H 对于CDK1分子和由其组成的M-CDK复合物，其对应的上游调控蛋白分别是：wee1〔抑制型CDK激酶〕，CAK〔激活型CDK激酶〕和cdc25c〔激活型CDK磷酸酶〕CDK1分子上的两个抑制型磷酸化位点分别是Thr14和Tyr15，一个激活型磷酸化位点是Thr161.13 CDK抑制因子〔CKI〕与细胞周期检验点〔checkpoints〕A 除上游磷酸化调控途径外，细胞内还存在一类对CDK活性起负调控作用的蛋白质，称为CDK抑制因子〔CKI〕。

B CKI在上游调控信号或下游反响信号的刺激下，与cyclin-CDK复合物直接结合并抑制其激酶活性C CKI对CDK激酶活性的调节作用在级别上高于上游磷酸化调控途径，主要功能是在细胞周期检验点中强行中止细胞周期的运行因此CKI也被称为细胞周期的分子闸〔molecular brake〕14 S期DNA复制的启动与调控A S期DNA复制的启动与调控共分为四个阶段，分别是：①复制起点的识别 ②复制前复合物的组装及执照因子发行 ③复制前复合物的解体 ④DNA复制启动B 复制起点的识别：细胞内存在一种多亚基复合物，称为复制起点识别复合物〔ORC〕ORC在整个细胞周期内都以活性形式存在并始终与DNA复制起点序列结合ORC是其他复制起始调控蛋白在复制起点募集的平台C 复制前复合物〔PRC〕的组装及执照因子发行：在M期晚期到G1期早期，cdc6结合到ORC上并以ORC为平台进一步募集一系列蛋白亚基在该位点组装成PRC，组成PRC的蛋白亚基中包含一类重要的蛋白——Mcm蛋白，也被称为执照因子，Mcm蛋白在ORC上的组装标志着DNA复制已经处于准备状态〔ready to fire〕6个Mcm蛋白分子在ORC上组装成的环形多聚物即为DNA复制时的解旋酶复合物〔红色字局部不在要求掌握的范围内〕D 复制前复合物的解体：在S期起始阶段，S-CDK复合物活化并磷酸化cdc6，cdc6的磷酸化进一步诱导该蛋白的迅速降解，从而导致PRC的解体。

E DNA复制启动：PRC解体后Mcm蛋白仍然停留在ORC上，并在S-CDK复合物的调控下与其他蛋白亚基共同构成DNA复制起始复合物，启动DNA复制反响F cdc6在PRC组装过程中充当“胶水〞的角色，cdc6不在的话PRC就无法组装由于S-CDK在整个S期均有活性，因此cdc6在S期内均处于低浓度状态，无法启动PRC在ORC上的组装，保证了在DNA合成过程中，每个复制起点只启动一次复制反响在M期晚期和G1期早期，由于S-CDK的失活，cdc6重新恢复到高浓度状态，启动了PRC再ORC上的组装，为下一轮DNA复制做准备15 Smc复合物与染色体构造组织A 不同水平的染色体高级构造的组织是依赖于不同的Smc〔structural maintenance of chromosome〕蛋白复合物来维持的B Smc蛋白复合物以二聚体的形式介导染色质分子的交联，交联过程需要ATP的参与C Smc蛋白复合物主要有两类，分别是黏连蛋。