1.细胞周期的时相分类。
一般而言, 细胞周期可以分为四个时相: G1(DNA 合成前期); S 期( DNA 合成期) ; G2 期( DNA 合成后期) 和 M 期( 有丝分裂期) 。 有些学者把某些从G1 期退出细胞周期但是仍然存活, 在适当刺激后还能再次进入细胞周期的一类细胞, 称为G0 期。 所以如果把 G0 期细胞也算上, 细胞周期可以分为 5 个时相。 在实际的研究工作中,为了简化细胞周期, 也常常根据染色体的倍数进行分类: G0/G1 期细胞因为在 DNA 复制过程之前, 因此细胞内染色体是二倍体( 2N) ; S 期细胞正在进行 DNA 的复制, 但是整个DNA 复制的过程并没有全部完成, 因此细胞内染色体介于二倍体和四倍体之间; G2/M 期的细胞已经完成了 DNA 复制过程, 因此细胞内染色体是四倍体(4N) 。 所以如果根据染色体的倍数进行分类, 细胞周期的时相可以分为: G0/G1 期、 S 期和 G2/M 期三个时相。
2.在细胞周期的过程中, 有两个重要的 check-point 检查点:
1) 是 G1/S 期检查点; 2) 是 G2/M期检查点。
3.在细胞周期过程中, 存在 Cyclin———CDK———CKI 的信号调控网络, 确保了细胞周期
整个过程的精准调控。
Cyclin 和 CKI 都能调控 CDK, 但是 Cyclin 正向调控 CDK; 而 CKI负向调控 CDK。G1 期主要表达的 Cyclin 分子是 Cyclin D 和 Cyclin E。Cyclin D 可以和 CDK4或者 CDK6 相互结合; Cyclin E 主要和 CDK2 相互结合。 S 期主要表达 Cyclin A, 它也是和CDK2 相互结合。 M 期主要表达 Cyclin B, 它主要和 CDK1 相互结合。 CKI 可以分为两类 Ink4(代表分子: p16、 p 15、 p18 和 p19) ; 另一类是 KIP(包括 p21, p27 和 p57) 。
4.调控细胞周期的信号通路主要是两条: Rb 调控通路和 p53 调控通路。
在 Rb 调控通路中,生长因子结合相应的受体, 促进 Cyclin 表达; Cyclin 与相应 CDK 结合形成复合物, 促进
Rb 蛋白磷酸化, 磷酸化的 Rb 释放核转录因子 E2F, 游离的 E2F 进入核内, 促进下游基因的转录表达。 在 p53 调控通路中, p53 主要在 G1 检查点上发挥重要作用。 最常见的作用机制和通路是: p53 可作为转录因子结合到 p21 的启动子区域并激活 p21 基因转录。 当细胞DNA 受损后, p21 基因在 p53 诱导下表达水平升高, 抑制 CDK 活性, 阻止细胞从 G1 期进入 S 期, 使细胞停止于 G1 期。
5.检测细胞周期的方法主要有两种:
1) 检测细胞周期相关的明星分子(例如: Cyclin、 CDK、CKI 以及相应的信号通路中的明星核心分子) ; 2) 是通过 PI 染色实验, 采用流式细胞仪检测细胞周期的变化。