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演講人:日期:細(xì)胞的增殖(二)CATALOGUE目錄01有絲分裂核心機(jī)制02細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)03異常分裂病理關(guān)聯(lián)04實(shí)驗(yàn)觀察方法05分裂模式對(duì)比分析06研究前沿進(jìn)展01有絲分裂核心機(jī)制染色質(zhì)凝聚與紡錘體形成染色質(zhì)凝聚在細(xì)胞分裂前期,染色質(zhì)逐漸縮短變粗,形成可見(jiàn)的染色體,這一過(guò)程稱(chēng)為染色質(zhì)凝聚。01紡錘體形成在有絲分裂過(guò)程中,微管從細(xì)胞兩極發(fā)出,形成紡錘體結(jié)構(gòu),其主要功能是牽引染色體分離。02紡錘絲的作用紡錘絲通過(guò)與染色體上的動(dòng)粒相連,將染色體拉向細(xì)胞兩極,實(shí)現(xiàn)染色體的分離。03姐妹染色體分離原理分離機(jī)制姐妹染色體的分離依賴(lài)于紡錘絲的牽引力以及染色體上的動(dòng)粒結(jié)構(gòu)。03在有絲分裂后期,姐妹染色體在紡錘絲的牽引下分別移向細(xì)胞兩極。02分離時(shí)機(jī)姐妹染色體來(lái)源在有絲分裂間期,DNA復(fù)制后形成的兩條完全相同的染色單體被稱(chēng)為姐妹染色體。01核膜重組與細(xì)胞質(zhì)分裂細(xì)胞質(zhì)分裂的調(diào)控細(xì)胞質(zhì)分裂過(guò)程受到多種蛋白質(zhì)的調(diào)控,以確保細(xì)胞分裂的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。細(xì)胞質(zhì)分裂細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞中部逐漸收縮并分裂成兩部分,最終形成兩個(gè)子細(xì)胞。核膜重組在有絲分裂末期,核膜重新形成,核仁也逐漸重建,形成兩個(gè)新的細(xì)胞核。02細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)Cyclin-CDK復(fù)合物作用機(jī)制在G1期發(fā)揮作用,促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入S期,主要調(diào)控細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1)的表達(dá)和降解。CyclinD-CDK4/6主要在G1期末和S期初期發(fā)揮作用,與CyclinD-CDK4/6相似,但作用更為短暫和快速。CyclinE-CDK2在S期和G2期發(fā)揮作用,促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入M期,CyclinB在M期達(dá)到峰值并快速降解。CyclinA/B-CDK1通過(guò)CDK抑制因子(CKI)的調(diào)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)Cyclin-CDK復(fù)合物活性的精確調(diào)節(jié),從而控制細(xì)胞周期進(jìn)程。Cyclin-CDK復(fù)合物活性調(diào)控細(xì)胞周期檢查點(diǎn)控制節(jié)點(diǎn)G1/S檢查點(diǎn)控制細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期,主要檢測(cè)細(xì)胞是否具備足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生長(zhǎng)因子和生存條件。G2/M檢查點(diǎn)控制細(xì)胞從G2期進(jìn)入M期,主要檢測(cè)DNA復(fù)制是否完成以及細(xì)胞是否準(zhǔn)備好進(jìn)行分裂。中期檢查點(diǎn)(紡錘體檢查點(diǎn))確保染色體正確分離和紡錘體的形成,防止染色體異常和遺傳不穩(wěn)定。后期促進(jìn)復(fù)合體(APC)檢查點(diǎn)在M期后期發(fā)揮作用,確保姐妹染色單體分離和細(xì)胞分裂的正確完成。生長(zhǎng)因子信號(hào)傳導(dǎo)路徑位于細(xì)胞膜上,與生長(zhǎng)因子結(jié)合后啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo)通路,包括酪氨酸激酶受體和細(xì)胞因子受體等。生長(zhǎng)因子受體包括RAS、RAF、MAPK等,通過(guò)磷酸化等修飾方式將信號(hào)逐級(jí)傳遞至細(xì)胞核內(nèi)。包括負(fù)反饋調(diào)節(jié)、交叉調(diào)節(jié)等多種機(jī)制,確保生長(zhǎng)因子信號(hào)的精確調(diào)控和細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的維持。信號(hào)傳導(dǎo)分子信號(hào)傳導(dǎo)最終影響轉(zhuǎn)錄因子的活性,如MYC、FOS等,從而調(diào)控下游靶基因的表達(dá),影響細(xì)胞增殖、分化、凋亡等過(guò)程。轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控01020403生長(zhǎng)因子信號(hào)通路調(diào)控機(jī)制03異常分裂病理關(guān)聯(lián)染色體非整倍體成因染色體復(fù)制錯(cuò)誤細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中,染色體復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤,導(dǎo)致子細(xì)胞中染色體數(shù)目異常。01染色體分離錯(cuò)誤在有絲分裂后期,姐妹染色單體分離異常,導(dǎo)致子細(xì)胞中染色體數(shù)目不均。02細(xì)胞融合異常細(xì)胞在分裂過(guò)程中,若兩個(gè)細(xì)胞未能完全分離,可能導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。03腫瘤細(xì)胞增殖失控特征侵襲和轉(zhuǎn)移能力腫瘤細(xì)胞具有侵襲和轉(zhuǎn)移能力,能夠侵入周?chē)M織并擴(kuò)散至其他部位。03腫瘤細(xì)胞能夠逃避凋亡機(jī)制,使細(xì)胞壽命延長(zhǎng),從而導(dǎo)致腫瘤的形成。02逃避凋亡機(jī)制自主增殖能力腫瘤細(xì)胞具有自主增殖能力,可以在無(wú)外界生長(zhǎng)信號(hào)的情況下持續(xù)分裂。01凋亡抵抗機(jī)制表現(xiàn)凋亡途徑受阻腫瘤細(xì)胞內(nèi)凋亡途徑受阻,如線粒體功能障礙、凋亡酶失活等,使細(xì)胞凋亡受阻。凋亡相關(guān)基因突變凋亡相關(guān)基因發(fā)生突變,導(dǎo)致凋亡信號(hào)傳導(dǎo)受阻,細(xì)胞無(wú)法正常凋亡。凋亡抑制因子增多腫瘤細(xì)胞內(nèi)凋亡抑制因子增多,使細(xì)胞對(duì)凋亡信號(hào)不敏感。04實(shí)驗(yàn)觀察方法熒光標(biāo)記追蹤技術(shù)熒光染料標(biāo)記利用熒光染料與細(xì)胞成分結(jié)合,通過(guò)激發(fā)熒光來(lái)觀察細(xì)胞增殖情況。熒光共振能量轉(zhuǎn)移利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù),通過(guò)熒光信號(hào)的傳遞來(lái)觀察細(xì)胞增殖。熒光蛋白表達(dá)將熒光蛋白基因?qū)爰?xì)胞,通過(guò)熒光蛋白的表達(dá)來(lái)追蹤細(xì)胞分裂過(guò)程。流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)周期細(xì)胞周期分析通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)測(cè)定細(xì)胞DNA含量,分析細(xì)胞所處的周期階段。01細(xì)胞增殖速率檢測(cè)利用流式細(xì)胞術(shù)測(cè)定細(xì)胞增殖速率,評(píng)估細(xì)胞增殖能力。02細(xì)胞凋亡檢測(cè)通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞凋亡情況,了解細(xì)胞死亡與增殖的平衡。03顯微延時(shí)攝影應(yīng)用通過(guò)顯微延時(shí)攝影技術(shù),實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞分裂過(guò)程,捕捉細(xì)胞分裂的瞬間。實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞分裂利用顯微延時(shí)攝影技術(shù),記錄細(xì)胞在培養(yǎng)基質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,分析細(xì)胞遷移特性。細(xì)胞運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤通過(guò)顯微延時(shí)攝影技術(shù),觀察細(xì)胞在不同生長(zhǎng)條件下的形態(tài)變化,了解細(xì)胞生長(zhǎng)特性。細(xì)胞形態(tài)變化觀察05分裂模式對(duì)比分析動(dòng)植物細(xì)胞分裂差異動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)中心體參與形成紡錘體,而植物細(xì)胞則通過(guò)細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體。分裂過(guò)程

0104

03

02

動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)分裂為兩部分的方式主要是細(xì)胞膜從中部向內(nèi)凹陷,而植物細(xì)胞在赤道板位置形成細(xì)胞板,進(jìn)而形成新的細(xì)胞壁將細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)。細(xì)胞質(zhì)分裂動(dòng)物細(xì)胞主要進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂,植物細(xì)胞則進(jìn)行有絲分裂、無(wú)絲分裂和減數(shù)分裂。分裂方式動(dòng)物細(xì)胞分裂后子細(xì)胞大小一般相同,而植物細(xì)胞分裂后子細(xì)胞大小常有一定差異。分裂結(jié)果原核生物二分裂特點(diǎn)原核生物二分裂前會(huì)進(jìn)行DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成。遺傳物質(zhì)復(fù)制原核生物二分裂時(shí),DNA分子附著在細(xì)胞膜上并復(fù)制,隨著細(xì)胞的分裂,復(fù)制后的DNA分子平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。原核生物二分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞具有相同的遺傳物質(zhì)和相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)。細(xì)胞分裂原核生物二分裂的復(fù)制過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,沒(méi)有核膜和核仁的參與,也沒(méi)有染色體復(fù)制和紡錘絲的形成。復(fù)制過(guò)程01020403子細(xì)胞特點(diǎn)減數(shù)分裂關(guān)鍵區(qū)別減數(shù)分裂前染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。染色體復(fù)制減數(shù)分裂分為兩個(gè)階段,即減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂,兩個(gè)階段都有同源染色體的配對(duì)和分離。分裂過(guò)程減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目減半,最終形成的子細(xì)胞(配子)染色體數(shù)目為體細(xì)胞的一半。染色體數(shù)目變化減數(shù)分裂的結(jié)果是形成單倍體的配子,為性生殖提供了遺傳基礎(chǔ),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的重組和變異,增強(qiáng)了生物的適應(yīng)性和多樣性。結(jié)果與意義06研究前沿進(jìn)展細(xì)胞周期重編程技術(shù)周期蛋白調(diào)控通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白的表達(dá)和功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞周期的精細(xì)調(diào)控,從而控制細(xì)胞的增殖。細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)調(diào)控針對(duì)細(xì)胞周期的關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)控,如G1/S期和G2/M期轉(zhuǎn)換,通過(guò)激活或抑制相應(yīng)的檢測(cè)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞增殖的調(diào)控。細(xì)胞周期重編程的應(yīng)用細(xì)胞周期重編程技術(shù)在腫瘤治療、組織工程、再生醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景,通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期,可實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞增殖的精確控制。靶向周期蛋白抑制劑周期蛋白依賴(lài)性激酶抑制劑針對(duì)周期蛋白依賴(lài)性激酶(CDK)的抑制劑,能夠阻斷細(xì)胞周期的正常運(yùn)轉(zhuǎn),從而抑制細(xì)胞的增殖。周期蛋白抑制劑的研發(fā)目前已有多種針對(duì)周期蛋白的抑制劑被研發(fā)出來(lái),如靶向CyclinD、CyclinE等的小分子抑制劑,已在臨床治療中顯示出良好的療效。靶向周期蛋白抑制劑的應(yīng)用靶向周期蛋白抑制劑在腫瘤治療中具有廣泛的應(yīng)用前景,通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖,可實(shí)現(xiàn)腫瘤的治療。3D細(xì)胞培養(yǎng)模型應(yīng)用3D細(xì)胞培養(yǎng)模型的構(gòu)建3D細(xì)胞培養(yǎng)模型的應(yīng)用3D細(xì)胞培養(yǎng)模型的優(yōu)勢(shì)利用生物材料和技術(shù),構(gòu)建出具有三維結(jié)構(gòu)的細(xì)胞培

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