细胞周期检查点的分子机制

细胞在长期的进化过程中发展出了一套保证细胞周期中ＤＮＡ复制和染色体分配质量的检查机制,通常被称为细胞周期检查点（ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ）。当细胞周期进程中出现异常事件,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行,待细胞修复或排除了故障后,细胞周期才能恢复运转。根据“质量控制”的内容,可将细胞周期检查点分为三种。第一种负责查看ＤＮＡ有无损伤,称为ＤＮＡ损伤检查点;第二种负责ＤＮＡ复制的进度,称为ＤＮＡ复制检查点;第三类是管理染色体的正确分配与否,称为纺锤体组装检查点。本文围绕检查点工作的这三个方面对其分子机制作一个简单的论述。     

细胞周期中DNA复制的控制

细胞周期中ＤＮＡ复制的控制陆长德（中国科学院上海生物化学研究所２０００３１）真核细胞ＤＮＡ复制发生在细胞周期的Ｓ期,细胞ＤＮＡ复制的控制从狭义上看发生在ＤＮＡ复制的起始上;从广义上看,也发生在参与ＤＮＡ复制的酶和蛋白质因子的基因表达调控上。关于这些调控机制虽然远还没搞清,但也取得了一些进展,与近来细胞生物学,以及肿瘤研究的一些进展结合起来,可以说已初露端倪。进一步研究真核细胞ＤＮＡ复制的控制进一步研究真核细胞DNA复制的控制无疑对于搞清细胞周期在G1\S 期的控制机制具有重要意义。 要意义。     

生理条件下的S期检查点

细胞周期检查点在细胞遭遇DNA损伤因子的攻击或遇到营养缺乏等不利因素作用时,能够暂时阻止或减慢细胞周期的进程,是细胞在长期进化中发展起来的抵御DNA损伤的重要机制.不仅如此,最近的研究表明,在正常生理条件下,存在一种S期检查点,对DNA复制的速度进行调控.从分子水平而言,这种调控作用可能是通过一系列细胞周期调控蛋白如ATR、9-1-1复合体、Chk1、Cdc25A和CDK2等的作用来实现的.这种调节作用对细胞至关重要,它使DNA复制速度不致于过快,从而减少复制过程中发生错误的几率,维护基因组的稳定性.     

真核DNA复制机制的研究进展

人们对原核细胞ＤＮＡ复制机制早已有较深入的了解 ,但对真核细胞ＤＮＡ复制机制的认识 ,直到 90年代中期才比较清楚。ＳＶ40ＤＮＡ复制系统是研究真核染色体ＤＮＡ复制的理想体系。在ＳＶ40ＤＮＡ复制系统中由病毒编码的唯一的复制因子是Ｔ抗原 ,其余的复制因子全依赖于宿主细胞。利用纯化的蛋白质或人细胞抽提物在体外重新构建ＳＶ40ＤＮＡ复制体系 ,可以细致、深入地研究真核ＤＮＡ复制的起始、延伸和滞后链的成熟。1 .在ＤＮＡ复制的起始至延伸阶段发生ＤＮＡ聚合酶α/δ转换哺乳动物细胞有 5种ＤＮＡ聚合酶 (α、β、γ、δ、ε、)。由…     

DNA及其蛋白质复合体的电镜观察及研究应用

对生物大分子形状的正确了解有助于对其功能的解析。事实上,借助于电子显微镜观察法,使我们在对构成细胞各组分功能的探讨和研究方面收益匪浅。自从生物这家们认识到ＤＮＡ在细胞行使其功能中的重要性以来,电子显微镜便成为一种最重要的技术手段而被用于分析ＤＮＡ的结构,研究ＤＮＡ的复制、重组和转录机制。近年来,这一领域的研究技术又有了非常大的改进,使人们已经能够借助于电子显微镜,观察介入ＤＮＡ复制、重组和转录等过程中的ＤＮＡ－蛋白质复合体的活体状态。今后,在对生物大分子的活体行为进行探讨时,电子显微镜技术将发挥越来越重要的作用。     

肺炎链球菌CcrZ蛋白在细胞周期调控中的作用

为了维持基因组稳定性,细胞在增殖过程中不仅需要对细胞周期各事件(DNA复制、DNA分离和细胞分裂)进行单独调控,还要将这些事件彼此协调起来。在细菌中, DNA复制起始和细胞分裂分别由复制起始蛋白DnaA和细胞分裂体(divisome)蛋白FtsZ负责,然而这两个过程的协调机制少有报道。最近在肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)中发现一种细胞周期时空调节子CcrZ,其具有三个功能:(1)激活DnaA依赖的复制起始;(2)参与后期细胞分裂体的组装;(3)通过将Z环(Z-ring)适时定位在细胞中央以使DNA复制和细胞分裂相协调。基于CcrZ的结构和保守性,该文综述了以CcrZ为代表的多种蛋白调控DNA复制起始、Z环组装和定位的机制,并展望了多细胞周期事件协调子在相关领域的应用前景。     

正常啮齿类动物的胶质细胞不出现复制性衰老

过去认为体外连续培养的细胞在有限次数的细胞分裂增殖后 ,虽能维持基本代谢过程 ,但丧失了ＤＮＡ合成及分裂的能力 ,最终导致细胞增殖能力的丧失 ,称复制性衰老 (ｒｅｐｌｉｃａｔｉｖｅｓｅｎｅｓｃｅｎｃｅ)。它也被认为是限制体细胞过度增殖的重要内在调控机制。某些细胞具有无限增殖的能力 ,称永生化 (ｉｍｍｏｒａｌｉｚａｔｉｏｎ)细胞 ,它们的细胞周期检查点 (ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ)通常消失。新近用大鼠雪旺细胞 (ｓｃｈｗａｎｎｃｅｌｌｓ)———一种来源于外周神经系统的神经胶质细胞 ,做体外细胞培养试验发现 :如果设法保留细胞…     

真核生物DNA复制与细胞周期的关系

真核生物ＤＮＡ的复制与染色质结构变化及细胞周期进程密切相关,伴有组蛋白代谢变化和核小体的解聚与重组装。细胞周期蛋白ｐ３４＾ｃｄｃ２激酶在Ｓ期的活性变化对真核生物ＤＮＡ复制有调节作用。     

应用反义技术研究DNA聚合酶ε在HeLa细胞DNA复制中的功能

我们应用以义技术,结合Ｌｉｐｏｆｅｃｔｉｎ导入和ＧＰＴ筛选方法,研究了ＤＮＡ聚合酶ε在ＨｅＬａ细胞ＤＮＡ复制过程中的功能,针对ＤＮＡ聚合酶ε和α的反义寡核苷酸都能够专一地抑制ＨｅＬａ细胞的ＤＮＡ合成。首镒直接证明了ＤＮＡ聚合酶ε在哺乳动物细胞的ＤＮＡ复制过程中具有重要作用。．     

检查点:细胞周期的质量监督

细胞周期的最主要任务是将其基因组ＤＮＡ在ＤＮＡ合成期（Ｓ期）完整地复制成两份拷贝,而后在分裂期（Ｍ期）将这两份拷贝正确无误地分配给两个子代细胞。如果在这一过程中产生错误,又得不到及时纠正,那么将导致基因组的不稳定和变异。对单细胞生物,其后果是导致细胞...     

DNA拓扑异构酶的分型

ＤＮＡ拓扑异构酶的分型郑晓飞孙志贤（军事医学科学院放射医学研究所,北京１００８５０）关键词ＤＮＡ拓扑异构酶ＤＮＡ拓扑异构酶是真核细胞和原核细胞中的基本酶。ＤＮＡ拓扑异构酶在细胞生命过程中起着重要作用,如在ＤＮＡ复制、修复、转录、重组中解开在复制和重组...     

病毒感染对细胞周期调控影响的研究进展

大量研究表明,病毒感染细胞时,病毒编码的蛋白或DNA可以扰乱细胞周期通路:促进细胞向S期转化或者使细胞静息于G2/M期。在细胞内,细胞周期的调控机制十分复杂,其包含了由DNA损伤导致的细胞通路活化及其他方式。关于病毒对细胞周期的调控方式及细胞周期的改变对于病毒感染的研究已取得一定进展。对于病毒的此类研究可以揭示细胞活动中的关键调控因子及细胞周期检查点的具体分子机理。对病毒调控宿主细胞周期以达到自身最大化复制的机理进行综述。     

跨损伤合成的ＤＮＡ聚合酶：—一类新的ＤＮＡ聚合酶

细胞虽然拥有多种修复途径,但有些ＤＮＡ损伤仍不可避免地会逃避修复而在基因组上保留下来,细胞跨损伤ＤＮＡ的合成的分子机制一直是ＤＡＮ修复中的主要的未解决问题之一,最近通过对一类结构相关性UmuC/DimB蛋白质超家族成员的研究发现它们具有ＤＮＡ聚合酶功能,这类新发现的ＤＮＡ聚合酶不同于经典的复制性ＤＮＡ聚合酶,它们能以易误／突变（error-prone/mutagenic)或无误（error-free)方式进行跨损伤（translesion)ＤＮＡ合成,并且从细胞到人在进化上功能保守。     

真核细胞DNA复制叉稳定性维持机制的研究进展

DNA复制是细胞最基本的生命活动之一,是生物体生存和繁殖的基础。从原核生物到真核生物,DNA复制过程基本保守,分为复制起始和延伸两个阶段。复制叉是DNA复制的基本结构,它容易遭受多种内源或外源的DNA复制压力影响而停顿,导致基因组不稳定,引起细胞凋亡、癌变或细胞死亡等严重后果。为了维持复制叉的稳定,细胞进化出了一系列机制,其中最重要机制之一便是S期细胞周期检验点。就影响DNA复制叉稳定的内外因素、S期细胞周期检验点与复制叉稳定性的关系以及复制叉稳定性与相关疾病的发生、治疗等问题进行简要综述。     

DNA双链断裂损伤反应及它的医学意义

DNA损伤应激反应是维持基因组稳定性的基石.细胞在长期进化中形成了由损伤监视、周期调控、损伤修复、凋亡诱导等在内的自稳平衡机制.一方面,借助感应、识别并启动精细而复杂的修复机制修复损伤;另一方面,通过DNA损伤应激活化的细胞周期检查点机制,延迟或阻断细胞周期进程,为损伤修复提供时间,使细胞能安全进入新一轮细胞周期;损伤无法修复时则诱导细胞凋亡.DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)是真核基因组后果最严重的损伤类型之一,其修复不利,同肿瘤等人类疾病的发生发展密切相关.新进展揭示:DSBs损伤反应信号分子ATM-Chk2-p53、H2AX等的组成性活化,是肿瘤形成早期所激活的细胞内可诱导的抗癌屏障,其信号网络的精确、精细调控在基因组稳定性维持中发挥重要作用.此外,HIV病毒整合进入宿主细胞基因组的过程也依赖于宿主细胞中ATM介导的DSBs损伤反应信号转导;ATM特异性的小分子抑制剂在抗HIV感染中显示重要的功能意义.文中重点讨论调控DSBs损伤应激反应信号网络的主要研究进展,及其在肿瘤发生、发展及抗HIV感染中的新医学意义.     

细胞周期研究进展

细胞周期研究进展陆长德（中国科学院上海生物化学研究所２０００３１）真核细胞的细胞周期包括Ｓ,Ｍ两个主要事件及Ｇ１,Ｇ２两个间隔期。每个细胞期都有它的特殊的功能,各细胞期之间都有转折点。经过一个细胞周期,细胞的遗传物质ＤＮＡ被正确地复制并分配到两个子细...     

细胞周期的失控与疾病

细胞周期的运行失控可导致各种疾病。细胞周期的超常快速进行或在ＤＮＡ复制不或有损伤时继续推进,将导致癌变。多种癌瘤常伴随细胞周期蛋白的过量表达;相反地、衰老细胞中细胞周期蛋白表达常减少。生长因子、癌基因及抑癌基因的失常,最终均归结到细胞周期的失控。     

染色体外DNA在酵母细胞衰老中的作用

细胞衰老的影响因素甚多,机制复杂。近年来已发现酵母染色体外ＤＮＡ在细胞衰老中具有重要作用,并认为细胞的衰老受控于一种特定的染色体外ＤＮＡ复制的次数,具有精确的时间控制机制［１、２］。１．染色体外ＤＮＡ与衰老的关系酵母染色体外存在大小不等的ｒＤＮＡ环,称为染色体外ｒＤＮＡ环（ｅｘｔｒａｃｈｒｏｍｏ－ｓｏｍａｌｒＤＮＡｃｉｒｃｌｅ,ＥＲＣ）。已发现衰老的酵母细胞中含有丰富的ＥＲＣ,而年轻酵母细胞中的ＥＲＣ则很少。芽殖酵母中含有人类Ｗｅｒｎｅｒ氏综合征（一种早老症）ＷＲＮ基因的同源序列——ＳＧＳ１基因…     

DNA连接酶的结构与功能

在ＤＮＡ合成中 ,合成方向为 5′→ 3′ ,即一条链上是连续复制的 ,而另一条链的复制是不连续的 ,必须先合成岗崎片段 (真核细胞的岗崎片段为 10 0ｂｐ ,原核细胞的为 10 0 0ｂｐ)。ＤＮＡ连接酶的作用就是催化岗崎片段的连接以完成ＤＮＡ的合成。另外 ,ＤＮＡ连接酶在ＤＮＡ修复过程中也起重要作用 ,如在切除修复中 ,切除损伤的ＤＮＡ片段 ,以未受损伤的链作为模板合成一条新的ＤＮＡ链后 ,ＤＮＡ连接酶将新合成的ＤＮＡ链与原来的ＤＮＡ链之间的缺口封闭完成ＤＮＡ的修复。ＤＮＡ链未封闭的缺口对细胞具有潜在的危险性 ,所以 ,ＤＮＡ连接…     

《DNA复制：调节机制》

《ＤＮＡ复制：调节机制》《ＤＮＡ复制：调节机制》（ＤＮＡｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ：ｔｈｅｒｅｓｕｌａｔｏｒｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ）由Ｐ．Ｈｕｇｈｅｓ等人编著,１９９２年斯普林格出版社出版,４２２页。该书有下列章节：１．细胞ＤＮＡ复制。ＤＮＡ复制的细胞周...