纺锤体组装检验点:染色体稳定性的守护神

有丝分裂是真核生物进行细胞增殖的基本方式,其根本目的是准确无误地将复制好的染色体平均分配到两个子细胞中。在细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检验点的作用是产生"等待"信号,直至所有的染色体都排列到赤道板上并建立正确的双极定向,以确保染色体的均等分配。在高等动物中,细胞的纺锤体组装检验点功能行使异常,染色体分离将出现错误,导致子代细胞的染色体数量不稳定,进而诱发肿瘤或导致其他疾病的发生。纺锤体组装检验点一直以来都是细胞生物学家研究的热点,然而其作用的分子基础和调控因素还不是十分明了,该文将对近年来关于纺锤体检验点的研究进展进行总结和探讨。     

纺锤体组装检控点

细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检控点监控着染色体在赤道板的队列和向纺锤体两极的分离,确保动粒-微管的黏附和有丝分裂器的完整,使所有的染色体都置于赤道板并双极定向后才进入后期,保证遗传物质均等地分配给两个子代细胞。纺锤体组装检控点缺陷将导致非整倍体的出现,并与一些肿瘤的发生密切相关。现就近年来纺锤体组装检控点蛋白以及纺锤体组装检控点功能缺陷与肿瘤的关系方面的研究进展作一简要综述。     

"细胞分裂"课件的设计及分析

1　教材分析本章主要讲述细胞分裂的方式、特点和过程。细胞分裂的方式主要有三种:有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。本章着重讲述有丝分裂的过程。主要说明有丝分裂的细胞周期、有丝分裂的几个不同分裂时期及各个时期染色体变化。在细胞周期的间期主要完成组成染色体的ＤＮＡ分子的复制和有关蛋白质的合成。这些知识与学习后面有关遗传物质基础知识有紧密联系,有丝分裂的过程和分裂期特点与讲述减数分裂知识有直接关系。所以真核细胞有丝分裂的细胞周期和有丝分裂过程既是重点又是难点。2　课件设计21　导言复习提问:真核细胞的细胞结构分为…     

真核细胞染色体DNA复制起始及复制叉稳定性维持的机制

在真核生物中,DNA复制在染色体上特定的多位点起始．当细胞处在晚M及G1期,多个复制起始蛋白依次结合到DNA复制源,组装形成复制前复合体．pre．RC在Gl-S的转折期得到激活,随后,多个直接参与DNA复制又形成的蛋白结合到DNA复制源,启动DNA的复制,形成两个双向的DNA复制又．在染色体上,移动的DNA复制又经常会碰到复制障碍（二级DNA结构、一些蛋白的结合位点、损伤的碱基等）而暂停下来,此时,需要细胞周期检验点的调控来稳定复制叉,否则,会导致复制又垮塌及基因组不稳定．本文就真核细胞染色体DNA复制起始的机制,以及复制又稳定性的维持机制进行简要综述．     

细胞周期检控点

细胞周期是高度有组织的时序调控过程,受到DNA损伤检控点、DNA复制检控点和纺锤体检控点等细胞周期检控点的精确调控。细胞周期检控点的作用主要是调节细胞周期的时序转换,以确保DNA复制、染色体分离等细胞重要生命活动的高度精确性,并对DNA损伤、DNA复制受阻、纺锤体组装和染色体分离异常等细胞损伤及时做出反应,以防止突变和遗传不稳定的发生。细胞周期检控点的功能缺陷,将导致细胞基因组的不稳定,与细胞癌变密切相关。因此细胞周期检控点对于维持细胞遗传信息的稳定性和完整性以及防止细胞癌变和遗传疾病的发生起着至关重要的作用。     

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。     

CDC20在细胞分裂周期中的作用

CDC20是细胞周期相关蛋白之一。在细胞分裂周期中,CDC20是纺锤体组装检查点的靶向物和有丝分裂后期促进复合体的正调控因子,在引导细胞周期中某些蛋白质的泛素化降解和确保染色体正常分离的过程中起着重要的作用。     

细胞周期分子机制的成功探索——2001年诺贝尔生理及医学奖部分工作介绍

细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个序贯过程.在这一过程中,细胞的遗传物质(DNA)经过复制平均分配到两个子细胞中.细胞周期中每一事件都是有规律、精确地发生,并且在时间与空间上受到严格调控.细胞周期中最关键的三类调控因子是：cdc基因、周期蛋白依赖性激酶(CDKs)及细胞周期蛋白(cyclin).这些调控因子的发现对肿瘤学及发育生物学的发展都有重要的理论和实践意义.     

酵母纺锤体极体复制缺陷与染色体不稳定性的发生

纺锤体极体作为酵母细胞的微管组织中心,在功能上等同于高等真核细胞的中心体,它在细胞周期中的准确复制是两极纺锤体组装和染色体正确分离的前提。纺锤体极体复制缺陷会导致异倍体和多倍体的形成,造成染色体不稳定性的发生。以酿酒酵母细胞为模型,研究纺锤体极体复制过程相关蛋白质的突变,有助于揭示酵母细胞中染色体不稳定性发生的分子机制,并为动物细胞中心体复制的研究提供良好的借鉴。     

癌症高表达蛋白——Hecl在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hecl)通过与调控G2／M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hecl与Nuf2的复合物,在G2／M期与动粒相结合,Hecl的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hecl具有召集Mpsl和Mad1／Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APC^cdc20途径。但是Hecl、Mpsl、Madl三者之间的相互作用仍未明了。Hecl还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hecl是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2／M期完成的。     

GTPase Ran及其生物学作用

GTPaseRan能连接并水解GTP,是许多代谢途径的重要调节物。GTPaseRan在真核细胞中一系列的生物过程,如DNA复制、RNA的转录和加工(或修饰)、核质转运、有丝分裂和减数分裂的开始和结束的控制、及其问纺锤体的组装、染色体的正确分配、核膜破裂和重组中,都起重要的作用。     

M期启动调节的普遍机制

细胞周期内发生的事件是细胞正常繁殖所必需的。对于所有的细胞周期来说,有两个事件是主要的:S期和M期。前者是染色体复制时期,后者是复制了的染色体分离并进入两个子细胞的时期。本文讨论细胞周期中M期启动的调控。据现在所知,所有的真核细胞存在一个共同的调控机制,其中心是蛋白激酶P34~(cdc2),它在有丝分裂及减数分裂的M期都被活化。在活化时,该激酶的磷酸化状态需要发生改变,并要和周期素(cyclin)相互作用。周期素是一类在细胞周期过程中水平发生变化的蛋白质。P34~(cdc2)被认为可以     

实验先行教学方案在“有丝分裂”一节课中的应用

实验先行的实验教学方案,改变以往先讲述有丝分裂的过程然后再进行实验观察,在"有丝分裂"一节课的教学中,在学生先进行观察植物细胞有丝分裂的基础之上再进行授课。学生要对所观察到的细胞分裂相进行分类、排序,推理染色体的行为变化过程。授课过程中自然生成细胞周期、着丝点、染色体复制、姐妹染色单体、纺锤丝(体)、赤道板、细胞板的概念。整节课都是在任务驱动下学生主动探究,培养学生科学探究及理性思维的素养。     

双子叶植物细胞周期微管骨架的时相变化的免疫荧光显微研究

本工作用两个循环的组装－去组装超速离心法提取和纯化猪脑微管蛋白,制备兔抗微管蛋白血清,并首次用免疫荧光显微术,对双子叶植物绿豆根尖细胞周期微管骨架各时相的排布进行了检测和分析。讨论了微管周期和染色体周期的细胞有丝分裂行为。     

癌症高表达蛋白--Hec1在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hec1)通过与调控G2/M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hec1与Nuf2的复合物,在G2/M期与动粒相结合,Hec1的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hec1具有召集Mps1和Mad1/Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APCCdc20途径。但是Hec1、Mps1、Mad1三者之间的相互作用仍未明了。Hec1还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hec1是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2/M期完成的。     

论有丝分裂的动力学

对真核细胞有丝分裂的动力学提出一个新的模型,称为动粒马达-中央区马达模型.这个模型认为有丝分裂中动粒马达和中央区马达两类马达蛋白分子对染色体运动起重要作用.用这个模型对有丝分裂中染色体前中期会聚、中期振荡和子染色体后期分离等运动过程进行统一的描述.     

谈如何引导学生综合复习细胞分裂

近几年来 ,笔者在期末复习和会考总复习教学中 ,引导学生综合复习有丝分裂和减数分裂的知识 ,取得了较好的效果。1　复习有丝分裂的知识1.1　归纳有丝分裂各个时期的主要特点、染色体数目、DNA含量、染色单体数目变化规律 (学生填表 )比较项目特点染色体 DNA染色单体分裂间期　　组成染色体的 DNA的复制和有关蛋白质的合成2 N 2 a→ 4a无→ 4N分裂期前期中期后期末期1)出现染色体2 )核膜解体3 )核仁消失4)出现纺锤丝、形成纺锤体1)染色体的着丝点排列在赤道板上2 )最佳观察时期　　着丝点一分为二、姐妹染色单体分开变成染色体移向两极…     

染色体高层结构研究

真核细胞染色体的构筑和功能可以说是生物学中一系列没有解决的最重要的问题之一.诸如染色体中DNA序列组织,非活性染色质结构,基因活化表达时染色体结构的变化;在分化组织中活化基因的决定、维持和调控,细胞周期运行过程中染色体结构的调节,DNA复制过程中染色质的去组装和重组装机理,中期染色体结构等问题,都待于探讨研究.近年来由于分子生物学技术、生物化学技术和染色体制备技术的进展,染色体显带技术和染色体电镜技术及各物理、化学手段的应用,使得染色体的生物学研究取得了一定的进展.     

高等哺乳动物LEM结构域蛋白家族的研究进展

在高等动物细胞开放式有丝分裂过程中,细胞核膜会发生高度有序的周期性去组装和装配的动态变化。近年的研究结果表明是LEM家族蛋白成员通过与BAF因子相互作用介导了内核膜、核纤层蛋白以及染色体之间的相互作用。LEM蛋白、核纤层蛋白以及BAF因子直接相互作用形成的三元复合体在结构与功能上是相互依赖的,在此结构与功能上组成的网络体系是形成细胞核的一些基本生物学过程的重要条件。该复合体在调控有丝分裂M期后期和末期染色体的正常分离、有丝分裂后核膜的重组装,细胞分裂间期细胞核及核膜形态维持,调控DNA复制和DNA损伤修复,调节基因表达和信号通路以及逆转录病毒感染等方面发挥着重要的生物学功能。并且LEM蛋白相关基因的异常对核纤层疾病和肿瘤的发生发展具有重要的影响。文章主要针对LEM蛋白家族成员的结构以及功能研究进展进行了详细的综述。     

“有丝分裂”单元复习的教学组织

有丝分裂是个体克隆和细胞克隆的细胞学基础。以植物组织培养和单克隆抗体的制备为背景,沿着“染色体-DNA-基因-遗传信息”路径,重新剖析有丝分裂过程,揭示了DNA半保留复制与染色体复制之间的关系。