什么是细胞增殖周期,其各时期的特点?有哪些

什么是细胞增殖周期,其各时期的特点?有哪些,第1张

细胞各组成部份在不断发展变化的基础上还要不断增殖,产生新细胞,以代替衰老、死亡和创伤所损失的细胞,这是机体新陈代谢的表现,也是机体不断生长发育、赖以生存和延续种族的基础。细胞以分裂的方式进行增殖,每次分裂后所产生的新细胞必须经过生长增大,才能再分裂。现在把细胞增殖必须经过生长到分裂的过程称为细胞周期。换句话说,细胞增殖周期(或细胞周期)是指细胞从一次分裂结束开始生长,到下一次分裂结束所经历的过程。

前期

主要特征是:染色质逐渐凝集形成一定数目和形状的染色体,每条染色体进一步发展分为两条染色单体,二者仅在着丝点相连;核膜及核仁逐渐解体消失;在间期复制的中心体分开,逐渐向细胞的两极移动;每个中心体的周围出现很多放射状的细丝,两个中心体之间的细丝连接形成纺锤体,这些细丝即是微管结构。

中期

染色体高度凝集,并集中排列在细胞的中部平面上,形成赤道板。两个中心体已移到细胞的两极,纺锤体更明显,纺锤丝与每个染色体的着丝点相连。

后期

染色体在着丝点处完全分离,各自成为染色单体,两组染色单体受纺锤丝牵引,分别向细胞两极移动。与此同时,细胞向两极伸长,中部的细胞质缩窄,细胞膜内陷。

末期

两组染色体不再向两极迁移,预示分裂活动进入末期。染色体发生退行性变化,即染色体逐渐解螺旋恢复为染色质纤维;核仁和核膜重新出现,形成新的胞核;细胞中部继续缩窄变细,最后断裂形成两个子细胞,完成有丝分裂,子细胞即进入下一周期的间期。

间期又分为三期、即DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)与DNA合成后期(G2期)。

1.G1期(first gap) 从有丝分裂到DNA复制前的一段时期,又称合成前期,此期主要合成RNA和核糖体。该期特点是物质代谢活跃,迅速合成RNA和蛋白质,细胞体积显著增大。这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备。

2.S期(synthesis) 即DNA合成期,在此期,除了合成DNA外,同时还要合成组蛋白。DNA复制所需要的酶都在这一时期合成。

3.G2期(second gap)期为DNA合成后期,是有丝分裂的准备期。在这一时期,DNA合成终止,大量合成RNA及蛋白质,包括微管蛋白和促成熟因子等。

分裂期

M期:细胞分裂期。

细胞的有丝分裂(mitosis)需经前、中、后,末期,是一个连续变化过程,由一个母细胞分裂成为两个子细胞。一般需1~2小时。

1. 前期(prophase)染色质丝高度螺旋化,逐渐形成染色体(chromosome)。染色体短而粗,强嗜碱性。两个中心体向相反方向移动,在细胞中形成两极;而后以中心粒随体为起始点开始合成微管,形成纺锤体。随着核仁相随染色质的螺旋化,核仁逐渐消失。核被膜开始瓦解为离散的囊泡状内质网。

2. 中期(metaphase)细胞变为球形,核仁与核被膜已完全消失。染色体均移到细胞的赤道平面,从纺锤体两极发出的微管附着于每一个染色体的着丝点上。从中期细胞可分离得到完整的染色体群,共46个,其中44个为常染色体,2个为性染色体。男性的染色体组型为44+XY,女性为44+XX。分离的染色体呈短粗棒状或发夹状,均由两个染色单体借狭窄的着丝点连接构成。

3.后期(anaphase)由于纺锤体微管的活动,着丝点纵裂,每一染色体的两个染色单体分开,并向相反方向移动,接近各自的中心体,染色单体遂分为两组。与此同时,细胞被拉长,并由于赤道部细胞膜下方环行微丝束的活动,该部缩窄,细胞遂呈哑 铃形。

4.末期(telophase)染色单体逐渐解螺旋,重新出现染色质丝与核仁;内质网囊泡组合为核被膜;组胞赤道部缩窄加深,最后完全分裂为两个2倍体的子细胞。

以有丝分裂方式增殖的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。这一过程周而复始。细胞周期是50年代细胞学上重大发现之一。在这之前认为有丝分裂期是细胞增殖周期中的主要阶段,而把处于分裂间期的细胞视为细胞的静止阶段。1951 年霍华德等用P-磷酸盐标记了蚕豆根尖细胞,通过放射自显影研究根尖细胞DNA合成的时间间隔,观察到P之掺入不是在有丝分裂期,而是在有丝分裂前的间期中的一段时间内。发现间期内有一个DNA合成期(S期),P只在这时才掺入到DNAS期和分裂期(M期)之间有一个间隙无P掺入,称为G2期,在M期和S期之间有另一个间隙称为G1期,G1期也不能合成DNA

细胞生命活动大部分时间是在间期度过的,如大鼠角膜上皮细胞的细胞周期内,间期占14000分钟。分裂期仅占70分钟。细胞周期各阶段都有复杂的生化变化。间期是细胞合成DNA、RNA、蛋白质和各种酶的时期,是为细胞分裂准备物质基础的主要阶段。

在一个增殖的细胞群中,所有细胞并非是同步增殖的,它们在细胞周期运行中,可能有四种命运:

①细胞经M期又开始第二次周期;

②停止于G2期,称为G2期细胞(R2),它受某种刺激后可进入周期;

③停止在G1期,称为休止细胞或G0期细胞,这类细胞受某种刺激后仍能进入周期,继续进行有丝分裂;

④丧失生命力近于死亡的细胞,称为丢失细胞,或称不再分裂的细胞。继续分裂的细胞沿着细胞周期从一个有丝分裂期到下一个分裂期。不再分裂的细胞离开了细胞周期不再分裂,最终死亡。

G1期

细胞体积逐渐增大,制造RNA(包括tRNA,mRNA,rRNA以及核糖体等)。RNA的合成又导致结构蛋白和酶蛋白的形成,这些酶又控制着形成新细胞成分的代谢活动。G1又分为G1早期和G1晚期两个阶段;细胞在G1早期中合成各种在G1期内所特有的RNA和蛋白质,而在G1晚期至S期则转为合成DNA复制所需要的若干前体物和酶分子,包括胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶等,特别是DNA聚合酶急剧增高。这些酶活性的增高对于充分利用核酸底物在S期合成DNA是不可少的条件。

G1期持续时间变异很大,多数细胞的G1期较长,是与细胞需要增加质量有关。但在某些单细胞生物如大变形虫、四膜虫和多细胞生物的某些细胞(如海胆胚胎,小鼠胚胎细胞)则无G1期,中国仓鼠卵巢细胞的变异株无G1和G2期,以致M期和S期连接在一起。G1期的长短之所以变化很大,与G1期内存在一个校正点或阻止点(简称R点)有关。R点主要控制 G1期时间的长短。通过了此点,细胞就能以正常速度不受外界条件的影响而完成细胞周期的其他时期。因此,有人认为细胞的生长是在G1期R点上停止的,例如当细胞内环腺苷酸(cAMP)水平增高,细胞密度增加时,可阻止细胞从G1期向S期过渡,用嘌呤霉素抑制蛋白质合成或用放射线菌素D抑制RNA合成,也能延缓细胞从G1期进入S期。有人发现 G1期内能合成一种有触发作用的蛋白质;它是不稳定的,极易被分解,故称为v蛋白。v蛋白在G1细胞中达到一定水平时,细胞便可通过R点进入S期。

1、分裂间期有丝分裂间期分为G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期) 三个阶段,其中G1期与G2期进行RNA(即核糖核酸)的复制与有关蛋白质的合成,S期进行DNA的复制;其中,G1期主要是染色体蛋白质和DNA解旋酶的合成,G2期主要是细胞分裂期有关酶与纺锤丝蛋白质的合成。

在有丝分裂间期,染色质没有高度螺旋化形成染色体,而是以染色质的形式进行DNA(即脱氧核糖核酸)单链复制。有丝分裂间期是有丝分裂全部过程重要准备过程,是一个重要的基础工作。

2、细胞有丝分裂前期是指自分裂期开始到核膜解体为止的时期。

间期细胞进入有丝分裂前期时,细胞核的体积增大,由染色质构成的细染色线螺旋缠绕并逐渐缩短变粗,形成染色体。因为染色质在间期中已经复制,所以每条染色体由两条染色单体组成,即两条并列的姐妹染色体,这两条染色单体有一个共同的着丝点连接。核仁在前期的后半期渐渐消失。在前期末核膜破裂,于是染色体散于细胞质中。

3、中期是指从染色体排列到赤道板上,到它们的染色单体开始分向两极之间的时期。有时把前中期也包括在中期之内。

中期染色体在赤道面形成所谓赤道板。从一端观察可见这些染色体在赤道板呈放射状排列,这时它们不是静止不动的,而是处于不断摆动的状态。中期染色体浓缩变粗,显示出该物种所特有的数目和形态。因此有丝分裂中期适于做染色体的形态、结构和数目的研究,适于核型分析。而且中期时间较长。

4、后期是指每条染色体的两条姐妹染色单体分开并移向两极的时期。在后期被分开的染色体称为子染色体。子染色体到达两极时后期结束。染色单体的分开常从着丝点处开始,然后两个染色单体的臂逐渐分开。当它们完全分开后就向相对的两极移动。

5、末期是指从子染色体到达两极开始至形成两个子细胞为止的时期。此期的主要过程是子核的形成和细胞体的分裂。

子核的形成大体上是经历一个与前期相反的过程。到达两极的子染色体首先解螺旋而轮廓消失,全部子染色体构成一个大染色质块,在其周围集合核膜成分,融合而形成子核的核膜,随着子细胞核的重新组成,核内出现核仁。核仁的形成与特定染色体上的核仁组织区的活动有关。

扩展资料:

分裂具有周期性,即连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,从形成子细胞开始到再一次形成子细胞结束(下图)为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。

分裂间期分G1、S和G2期,分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。

同时细胞有适度的生长(这两个阶段所占的时间相差较大,一般分裂间期大约占细胞周期的90%-95%;分裂期大约占细胞周期的5%-10%。细胞种类不同,一个细胞周期的时间也不相同。)

分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。细胞在分裂之前,必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个过程。有丝分裂是一个连续的过程按先后顺序划分为间期、前期、中期、后期和末期五个时期,在前期和中期之间有时还划分出一个前中期。

与有丝分裂有关的细胞器

中心体——与纺锤体的形成有关;

线粒体——与提供能量有关 ;

高尔基体——与植物新形成的细胞壁有关;

核糖体——与全过程需要的蛋白质合成有关,主要与间期进行的DNA复制需要的蛋白质有关;

纺锤体——纺锤体是产生于细胞分裂前初期到末期的一个特殊细胞器。

纺锤体的形成

由微管蛋白聚合成纺锤体微管的过程。微管蛋白的聚合有两种基本形式:一种是自我装配型,另一种是位点起始装配型,后者有特殊位点做为聚合的起始部位,前者没有这种特殊位点。

形成纺锤体时的位点统称为“微管组织中心”(MTOC)。中心体和着丝点都是MTOC,它们在离体情况下都能表现出使微管蛋白聚合成微管的能力。纺锤体的形成显然和这些MTOC的活动是分不开的。

参考资料来源:百度百科-有丝分裂


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