11章細胞增殖和細胞周期細胞的生長和增殖是細胞生命活動的根本特征之一，也是生物體漸漸生長發育成熟的根底。細胞增殖是個極其簡單的生命活動過程。低等的單細胞生物是通過細胞分裂形成的個體,而大多數的多細胞生物則是由一個受精卵細胞經過屢次細胞分裂和細胞分化過程漸漸形成一個的個體。細胞周期是通過細胞的生長、分裂和分化使細胞數目增加的過程。不同的細胞都有其各自的細胞周期，但是大多分為 G1、S、G2和M4個時期。有些細胞會臨時離開生長周期,進入休眠狀態，這個時期稱G0期，而這些細胞稱為G0期細胞。細胞周期細胞周期在細胞的生長、分裂及分化過程中扮演著極其重要的角色，細胞周期假設失控，很可能伴隨著腫瘤的發生或者細胞的凋亡。細胞周期的概念細胞周期(cellcycle)是指持續分裂細胞從產生的細胞開頭生長到再次分裂形成子細胞完畢所經受的過程，分為 G1、S、G2和M4個時期。(圖11-1)細胞周期時相細胞周期各個時相功能的不同，緣于生化反響合成物質的不同。依據生化反響合成物質的不同，分為以下四個期：G1期〔FirstGap〕又稱DNA合成前期，是從有絲分裂完成到DNA復制前的一段時期，此期長短因細胞而異。在G1期，細胞開頭合成DNA復制rRNAG1期后期，DNA合成酶活性大大增加。G1S期需要S〔11-2〕。11-21〔Bolsover2023〕G1期細胞與S期細胞進展融合試驗后，G1期細胞的核也隨之進入S期，說明在S期細胞內有誘導細胞由G1期進入S期的激活因子誘導。S期〔DNAsynthesisphase〕又稱DNA合成期，是細胞周期的關鍵時刻。DNA經過復制而含量增加一倍，使體細胞成為4倍體，每條染色質絲都轉變為由著絲點相連接的兩條染色質絲。并且覺察，DNA復制按肯定時間挨次進展，一般為常染色質先復制，兼性染色質次之，構造異染色質最終復制。與此同時，還合成組蛋白與非組蛋白、DNA復制所需要的酶，以及完成中心粒的復制。S期一般需幾個小時。G2期(SecondGap)又稱DNA合成后期，為分裂期做最終預備。這一時期，中心粒已復制完畢，形成兩個中心體，主要是大量合成RNA、ATP和微管蛋白等。G21～1.5小時。G2M期需要促成熟因子〔M-phasepromotingfactor,orMPF〕誘導。〔11-3〕圖11-3 細胞融合試驗2〔自Bolsover2023〕G2M期細胞進展融合試驗后，G2期細胞的核發生了M期細胞核內染色體的變化，說明在M期細胞內有誘導細胞由G2M期的促成熟因子誘導。M期〔Mitosis〕又稱分裂期，依據染色質變化特點人為地分為前期、中期、后期、末期。主要變化包括核解體、紡錘體形成、染色單體分別，DNARNA合成停頓，蛋白質合成削減。具體的分裂過程，后面將進一步介紹。細胞周期調控細胞周期蛋白〔cyclin〕〔細胞周期蛋白依靠性激酶，CDKs〕結合，并調整它們的酶活性，從而幫助推動和協調細胞周期的進展。細胞周期蛋白的覺察第一次鑒定到細胞周期蛋白是在海膽的早期胚胎細胞中。1983年TimothyHunt首次覺察海膽卵細胞受精后，在卵裂過程中兩種蛋白的含量隨細胞周期而變化，在間期開頭合成，G2/M期到達頂峰，M期完畢后消逝，下個細胞周期又重合成，故命名細胞周期蛋白(cyclin)。后來在青蛙、爪蟾、果蠅和酵母中均覺察類似的狀況。細胞周期蛋白種類及功能目前從芽殖酵母、裂殖酵母和各類動物中分別出的周期蛋白有30余種，在酵母中為Cln1、Cln2、Cln3、Clb1～Clb6，在高等動A1、A2、B1、B2、B3、C、D1、D2、D3、E1、E2、F、G、HG1型、G1/S型S型和M4類〔1〕。1不同類型的周期蛋白高等動物芽殖酵母激酶復合體CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKG1/S-CDKS-CDKCyclinD*CyclinECyclinACDK4、6CDK2CDK2Cln3Cln1、2Clb5、6CDK1(CDC28)CDK1(CDC28)CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)*D1-3cyclinD，在不同細胞中的表達量不同，但具有一樣的成效從上表可以看出，不同的周期蛋白在細胞周期中表達的時間不同，并與不同的CDK結合，調整不同CDK激酶活性。各種周期蛋白均含有一段保守氨基酸序列—周期蛋白框〔cyclinbox〕，介導周期蛋白與CDK結合。除此之外，不同周期蛋白又有其各自特性，如M期周期蛋白分子的近N9個氨基酸組成的特別序列——破壞框〔destructionbox〕，其作用是參與泛素A和B的降解。周期蛋白依靠性激酶〔cyclin-dependentkinase〕MPF的覺察細胞進入有絲分裂期會發生一系列形態構造的變化，除了染色體的變化外，還包括核膜崩解、核仁消逝，以及內膜系統、細胞骨架等一系列細胞器的轉變。這些細胞構造是如何變化的？上世紀60年月開頭，人們開頭了各種試驗來爭論引起細胞周期細胞形態變化的緣由。細胞融合試驗說明細胞是否進入下一個細胞周期時相是受到細胞質中很多因子的掌握的。(圖11-4)同理，假設將處于M期細胞的細胞質注入到間期細胞，間期細胞也會進入分裂期。〔圖11-5〕這個試驗也說明白分裂細胞中具有某種導致細胞進入M期的M期促進因子〔M-phasepromotingfactor,orMPF〕，后改為促成熟因子〔maturationpromotingfactor〕。11-4細胞融合試驗顯示胞質內含物如何調整細胞核的轉變〔自Bolsover2023〕11-5將分裂期細胞的胞質注入間期細胞內導致間期細胞進入分裂期〔自Bolsover2023〕11.2.2.1MPF的作用1988年純化了MPF，并鑒定到MPF是由兩個蛋白質組成的復合體，一個具有催化作用被稱為細胞周期蛋白依靠性激酶〔cyclin-dependentkinase1，Cdk1)，別一個具有調整作用被稱為細胞周期蛋白(cyclin)。激活的CDK1磷酸化使靶蛋白構象轉變而產生相應的生理效應，如將核纖層蛋白磷酸化導致核纖層解體、核膜消逝，將H1磷酸化導致染色體的凝縮等等。這些效應的最終結果是細胞周期的不斷運行。因此，CDK激酶和其調整因子又被稱作細胞周期引擎。在細胞間期，細胞周期蛋白B含量很少，CDK1的磷酸化作用大大減弱，這也保證了在間期細胞中CDK完全處于非活化狀態。與此同時CDK1被其他蛋白激酶磷酸1415位的酪氨酸殘基末端加上兩個磷酸分子〔11-6〕。這兩個氨基酸位于CDK1ATP結合位點，磷酸化后可以阻擋ATP結合。進入分裂期，細胞周期蛋白B含量漸漸增加，CDK1與細胞周期蛋白B結合后的復合體也增加，但是此時的蛋白復合體由于磷酸分子的結合并不具有活性。在G2/M期交界處，另外一個酶Cdc25使磷酸移開，活性位點暴露出來，MPF活化后可以使其他蛋白磷酸化。分裂期完畢，細胞周期蛋白B降解，CDK1活性消逝。11-6Cdk1B的磷酸化對細胞周期的作用〔Bolsover2023〕細胞周期的檢驗點細胞周期是高度有組織的時序調控過程，受到DNA損傷檢驗點、DNA復制檢驗點和分裂檢驗點等細胞周期檢驗點的準確調控。細胞周期檢驗點的作用主要是調整細胞周期的時序轉換，以確保DNA的復制、染色體的分別等細胞重要生命活動的高度準確性，并對 DNA損傷、DNA復制受阻、紡錘體組裝和染色體分別特別等細胞損傷準時做出反響，以防止突變和遺傳不穩定的發生。細胞周期檢驗點的功能缺陷，將導致細胞基因組的不穩定，與細胞癌變及遺傳疾病的發生親熱相關。因此細胞周期檢驗點對于維持細胞遺傳信息的穩定性和完整性以及防止細胞癌變和遺傳疾病的發生起著至關重要的作用。DNA損傷檢驗點DNA損傷檢驗點〔DNAdamagecheckpoint〕位于G1/S轉換期，在哺乳動物中稱為限制點或R點，這一時期打算著細胞是否進入細胞周G1/S轉換的還有細胞大小、生長因子、藥物及DNA損傷狀況等多種機制，但目前爭論較為清楚的是DNA損傷檢驗點。DNA因各種物理、化學等因素發生損傷后會激活DNA損傷檢驗點機制，從而阻擋DNA連續復制，進入DNADNA損傷格外嚴峻，則激活細胞凋亡途徑，阻擋DNA損傷的細胞進展復制，從而保證細胞復制的準確性。有些細胞臨時不通過R點，而是離開細胞周期，處于臨時靜息的狀態，我們稱這個時期為G0期，而這一時期的細胞就叫G0期細胞〔圖11-1〕。G0期細胞在受到某些分裂原的刺激后，還可以回到細胞周期，連續進展分裂。肝細胞就屬于 G0期細胞，正常狀況下處于靜息狀態，如肝切除手術后，剩余肝細胞就會進入細胞周期，不斷進展分裂，直到肝臟全部恢復。DNA復制檢驗點DNA復制檢驗點〔DNAreplicationcheckpoint〕處于G2M期之前，主要是檢測DNA復制的完整性。假設復制消滅了缺失或重復，此檢驗點將激活，使CDK1保持磷酸化狀態，阻擋細胞進入MDNA如損傷格外嚴峻，則激活細胞凋亡途徑，進入凋亡程序。假設條件全部適宜，則細胞將會進入到M期。分裂檢驗點分裂檢驗點〔mitoticcheckpoint〕又稱紡錘體組裝檢驗點〔spindleorganizationcheckpoint〕,主要檢測染色體動粒纖維飽和度和張力大小，保證中期染色體在排列整齊前不會啟動染色單體分別和MMPF是否失活，以保證染色體安排和細胞分裂的準確性。醫學應用1 p53基因與癌癥治療癌癥是一種基因病，是人體細胞在外界環境作用下，內在癌基因激活和抑癌基因失活造成的。癌癥已經成為嚴峻威逼人類安康和生命的殺手。目前腫瘤的主要治療手段是手術、放療和化療，治療過程苦痛，很多癌癥患者仍舊難以得到根本治愈。人們越來越關注通過 “治本”的方法來提高腫瘤的治愈率。p53p53熱療打擊的癌細胞，起更大的殺傷作用。目前爭論覺察，很多腫瘤的發生都會伴隨著p53基因失活，通過人為方式補償p53基因缺失來抑制腫瘤成為人們探討的方法之一。p53腺病毒注射液〔商品名今又生〕，經過5年困難的臨床試驗，充分證明對治療頭頸鱗癌是安全有效的。202310月16日，國家食品藥品監視治理局批準重組人p53腺病毒注射液藥證書，意味著世界上第一個癌癥基因治療藥物在中國誕生，同時也標志著我國基因治療癌癥臨床和基因藥物產業化方面都走在世界前列。p53基因治療腫瘤為人類制服癌癥帶來了的期望和曙光。細胞分裂通過鏡下觀看，我們很簡潔就區分出細胞周期中兩個不同的時期。間期占了細胞周期的大約 90%，期間主要進展物質合成，如DNA的復制、與細胞分裂相關的酶和蛋白質的合成等，然而細胞內可見的形態變化卻很小。當間期一完畢，細胞進入分裂期，這個時期很短暫，但卻伴隨著細胞形態上明顯的的變化。而對于有絲分裂來說，細胞分裂主要是指染色體的行為變化。無絲分裂R．雷馬克于1841年在觀看雞胚的血細胞的分裂過程中看到了無絲分裂。其典型過程是核仁首先伸長，在中間縊縮分開，隨后核也伸長并在中部從一面或兩面對內凹進橫縊，使核變成腎形或啞鈴型，然后斷開一分為二，同時細胞也在中部縊縮分成兩個子細胞。由于在分裂過程中不形成由紡錘絲構成的紡錘體，不發生由染色質濃縮成染色體的變化，故名，亦稱直接分裂。很多人在各種動植物細胞中都觀看到過無絲分裂現象。但關于無絲分裂的生物學意義存在兩種不同意見：很多人認為它是在病變或退化細胞中有時消滅的特別分裂方式；有些人認為它是存在于正常組織中的一種細胞分裂方式。這種分裂方式常消滅于高度分化成熟的組織中，如蛙的紅細胞的分裂，在某些植物的胚胚乳細胞的分裂等。無絲分裂具有獨特的優越性，比方耗能少、分裂快速、分裂時細胞核保持正常的生理功能，以及在不利條件下仍可進展細胞分裂等。但由于無絲分裂沒有紡錘體的形成，分裂時遺傳物質不肯定能平均安排給子細胞，可能會導致遺傳的不穩定性等問題。11-711-7原核細胞的分裂過程〔自WilliamK.Purves2023〕11.3.2有絲分裂〔mitosis〕一個細胞經過有絲分裂產生兩個子細胞，每個子細胞中包含了與親代細胞一樣的一套染色體。通常，我們依據染色體的形態變化人為地將有絲分裂分為五個時期，前期、前中期、中期、后期和末期〔圖11-8〕。人類的一個基因組包含了2330億對堿基組成。人類細胞內包含了46條染色體，其中來自父母雙方的各23條。我們把細胞內含有兩個基因組染色體的個體稱為二倍體〔diploid〕。11-8細胞有絲分裂過程〔自Bolsover2023〕11.3.2.1前期(Prophase)11-8細胞有絲分裂過程〔自Bolsover2023〕11.3.2.1前期(Prophase)：染色單體消滅，紡錘體形成當細胞由G2期開頭向M期轉變時，位于核邊緣的中心體開頭向紡錘體的兩端移動，從而確立了細胞的兩極，并向細胞中心發出M〔這說明在間期里DNA已經進展了復制。染色質的分散也降低了DNA分子被破壞的時機。每條染色體的中心都具有一個富含衛星DNA的狹窄構造稱為著絲粒〔centromere〕，著絲粒中心有兩個與紡錘絲相連的三層構造，稱為動粒〔constriction〕，每個動粒位于一個染色單體上，參與染色體的運動。染色體與紡錘絲及兩極的中心體一起共同構成一個紡錘樣的構造，稱為紡錘體〔mitoticspindle〕。一個紡錘體中包含兩種微管構造：極微管和動粒微管。極微管由很多圍繞中心體的微管蛋白組成，中心體周邊的，也稱星射線，長的微管能到達細胞赤道板。動粒微管直接與染色體上的動粒相連，參與染色體運動。〔圖11-9〕隨著染色體的分散，核仁漸漸消逝。最終，核膜完全崩解，核仁完全消逝，標志著前期的完畢。圖11-10 圖11-10 間期細胞〔自WilliamK.Purves2023〕S期，DNA和中心粒進展了復制圖11-11 前期細胞〔自WilliamK.Purves2023〕中心粒向兩極移動形成細胞的極，同時染色質開頭凝集形成染色體11.3.2.2前中期(Prometaphase)隨著核膜的消逝，前中期開頭。核膜的組成成分散落在胞質中，直到再次形成子代細胞的細胞核。由中心體發出的微管隨機組裝，動粒微管與染色體動粒隨機連接，并帶動染色體隨機移動。由于染色單體兩側隨機連接的動粒微管數量不同，所以染色體處于一種不平衡狀態。因此，最初時紡錘體處于不穩定狀態，染色體也反復在細胞兩級與赤道板間做來回運動。最終，當染色,標志前中期完畢〔圖11-12〕11-12前中期細胞〔自WilliamK.Purves2023〕11.3.2.311-12前中期細胞〔自WilliamK.Purves2023〕11.3.2.3中期〔Metaphase〕當染色體的著絲粒全部位于赤道板上，我們說細胞進入了中期。中期染色體到達最大凝集，從形態和大小上觀看都是最典型的，同時能夠清楚地看到染色單體通過微管與細胞的某一極相連(11-13)。11-14中期染色體分別的分子機制〔自WilliamK.Purves2023〕中期末，染色單體隨機分開向兩極移動。染色單體分別是由于連接姐妹染色單體的分散蛋白〔cohesin〕被一個特別的蛋白質—separase水解。在此之前，separase始終存在，但是因securin亞基受到抑制，而沒有表現出活性。當染色單體與紡錘體連接時，securin被水解，separase就可以催化分散蛋白cohesin分別使染色單體向兩極移動。假設此時securin亞基被抑制，就會阻擋姐妹染色單體分別，而使細胞停留在有絲分裂的中期〔11-14〕。11.3.2.4后期〔Anaphase〕目前認為與染色體移動的緣由可能有兩個：第一，位于動粒處的蛋白質執行著“分子馬達”的作用，這些蛋白質被稱作胞質動力蛋白〔cytoplasmicdynein〕，能夠水解ATP形成ADP，同時釋放能量使染色體沿著微管向細胞兩極移動。這些馬達蛋白為染色75%的動力。其次，動粒微管不斷縮短，牽引著染色體向兩極移動，這為染色體的運動供給了另外25%的動力。在后期，由于兩極的極微管向對面不斷延長，致使紡錘體的兩極漸漸遠離，細胞兩極間距離隨之增大。同時染色體也在紡錘絲牽引下向兩極移動，每一極會得到一套染色體。染色體移動的速度很慢，大約是每分鐘1微米，從中期分裂開頭移動至到達細胞兩極大約要花10-60分鐘不等的時間。這個速度相當于一個人花九百萬年穿越美國。而這么慢的速度可能與確保染色體的準確分別有關。11-15后期細胞〔WilliamK.Purves2023〕11.3.2.5末期〔telophase〕：細胞核的重現從染色體移動到細胞兩極不再移動開頭，細胞進入有絲分裂的末期。此時細胞兩極各具有一套帶有一樣遺傳物質的染色體，染色體開頭解螺旋形成染色質，核膜、核仁再將消滅，這標志著末期的完畢，細胞進入下一個間期〔圖 11-16〕。11-16末期細胞〔自WilliamK.Purves2023〕有絲分裂的準確程度是令人贊美的。通過有絲分裂，一個細胞核形成了兩個與親代細胞具有完全一樣遺傳物質和構造的子代細胞核。當細胞核的變化完成后，細胞膜和細胞質也要發生相應的變化來完成整個細胞分裂的過程。11.3.2.6胞質分裂期〔Cytokinesis〕有絲分裂僅僅指核的分裂過程。細胞質的分裂是通過胞質分裂完成的，從有絲分裂末期就已經開頭。不同生物體胞質分裂的方式是不同的，動、植物的胞質分別就存在顯著的差異。動物細胞的胞質分裂通常是在質膜上形成一條深溝，如同一條可見的線在兩極之間被勒緊，質膜形成一個皺摺。這條線是由微動物細胞的胞質分裂通常是在質膜上形成一條深溝，如同一條可見的線在兩極之間被勒緊，質膜形成一個皺摺。這條線是由微絲形成，像一枚指環位于質膜下方。隨著微絲里的肌動蛋白和肌球蛋白的相互作用，微絲不斷收縮，最終將細胞一分為二〔圖11-17a〕。植物細胞由于具有細胞壁，胞質分裂過程與動物不同。隨著有絲分裂末期紡錘體的解體，由高爾基復合體發出很多膜性小泡逐漸聚攏到細胞赤道平面，在馬達蛋白動力驅動下，這些小泡漸漸形成的構造—細胞板，繼而形成植物的細胞壁。〔圖11-17b〕隨著胞質分裂的完畢，一個細胞形成兩個包含了完整細胞成分的子細胞。有絲分裂是染色體平均安排的保障。而其他細胞器，如核糖體、線粒體、葉綠體等并不肯定要平均安排，也不需要有絲分裂器來幫助這些細胞器在兩個子細胞中進展一樣的定位。所以有絲分裂是細胞核分裂的主要方式。11-17動物與植物細胞胞質分裂的不同〔自WilliamK.Purves2023〕醫學應用1 染色體計數間期細胞內的DNA分子只能通過電子顯微鏡觀看。然而在細胞有絲分裂時，DNA凝集形成獨立的染色體，我們可能很簡潔的就通過一般光學顯微鏡觀看到并對其進展計數。一些遺傳疾病，可以通過計數染色體而覺察，如 21三體綜合征，可以在鏡下觀看到多出一條21號染色體，此病也稱唐氏綜合征〔Downsyndrome〕或先天愚型。醫學應用2 秋水仙素阻擋有絲分裂秋水仙素可以阻擋微管分散，所以在試驗中常用來進展染色體的制備。注入秋水仙素后的細胞，大局部會停留在有絲分裂中期，這樣對于進展染色體計數及觀看染色體的形態有很大的幫助。減數分裂〔Meiosis〕體細胞的增殖通過有絲分裂進展，得到的細胞染色體數目及遺傳物質與親代細胞完全一樣。而在進展有性生殖的生物體中，生殖細胞的增殖是通過減數分裂的方式進展的。通過減數分裂，細胞分裂兩次，DNA復制一次，得到單倍體的生殖細胞。與有絲分裂不同，所得到的生殖細胞的遺傳物質與親代不同，而且生殖細胞間遺傳物質也有差異，要弄清這一點要理解減數分裂的功能：形成單倍體細胞保證每個細胞都擁有一套完成的染色體分裂得到的生殖細胞間存在遺傳差異精卵結合形成受精卵后單倍體又變成雙倍體進展增殖減數分裂共有兩次分裂，為了區分，分別將兩次分裂命名為減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ，每次分裂又分為前、中、后、末幾個期，分別也冠以Ⅰ和Ⅱ加以區分。減數分裂Ⅰ(MeiosisⅠ)與有絲分裂相像，減數分裂之前細胞處于間期，在S期DNA進展了復制，所以每條染色體包含了兩條姐妹染色單體。而在減數分裂期Ⅰ具有兩個有絲分裂沒有的特點：1.2.中期Ⅰ末同源染色體分別前期Ⅰ(prophaseI)前期Ⅰ持續時間較長，如男性精細胞的前期Ⅰ可持續一周，而女性卵細胞的前期Ⅰ可以從胚胎時期始終持續幾十年。依據細胞的形態變化，可人為地將前期Ⅰ分為細線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期五個時期。細線期：染色質開頭凝集，螺旋化，變短變粗，形成絲狀染色體。在絲狀染色體上可見一系列大小不同的顆粒狀構造，稱為染色粒。由于兩條染色單體的臂未分別，在顯微鏡下染色體呈細的單線狀。細線期：染色質開頭凝集，螺旋化，變短變粗，形成絲狀染色體。在絲狀染色體上可見一系列大小不同的顆粒狀構造，稱為染色粒。由于兩條染色單體的臂未分別，在顯微鏡下染色體呈細的單線狀。偶線期：此期最顯著特征是發生了同源染色體〔HomologousChromosome〕配對，所謂同源染色體即形態、大小、構造一樣的染色體，一條來自父方，一條來自母方，兩者沿其長軸漸漸靠近，相互嚴密聯系在一起，此過程稱為聯會〔 synapsis〕。配對的同源染色體又稱為二價體〔tetrad〕或四分體〔bivalent〕。粗線期：染色體進一步縮短變粗，并發生等位基因之間局部DNA片段的交換和重組，在顯微鏡下可見非姐妹染色單體間形成了多處穿插11-18電鏡下非姐妹染色單體間形成多處穿插〔自WilliamK.Purves2023〕雙線期：此期顯著特征是染色體的穿插端化。重組完畢，同源染色體相互分別，穿插開頭遠離著絲粒，并向染色體末端移動。雙線期持續時間較長，其長短變化很大〔11-19〕。11-19通過穿插互換形成重組的染色體〔自WilliamK.Purves2023〕終變期：染色體螺旋化到達最高程度，形成短棒狀構造，穿插端化連續進展，核仁、核膜開頭解體。終變期完畢標志著前期Ⅰ完成。中期Ⅰ〔metaphaseI〕此期與有絲分裂中期相像，染色體向赤道方向移動，排列到赤道面上，同時消滅紡錘體的裝配，紡錘體發出紡錘絲與染色體的動粒相連。不同的是，每個二價體上包含四個動粒，每條同源染色體上兩個動粒分別位于兩側與紡錘絲相連。后期Ⅰ〔anaphaseI〕此期顯著特征是同源染色體的分別。同源染色體被紡錘絲牽引著分別向兩極移動，非同源染色體隨機組合。此時，細胞每一極只得到二價體中的一半，染色體數目已經減半，但由于每條染色體上包含兩條染色姐妹單體，所以DNA含量并沒有減半。末期Ⅰ〔telophaseI〕染色體到達兩極不再移動標志末期Ⅰ開頭，染色體開頭解螺旋重形成染色質，核膜、核仁重消滅，一個細胞分裂為兩個子細胞。減數分裂間期〔interkinesis,〕此期時間很短，沒有DNA合成，也不進展染色體復制。有些生物沒有間期，直接進入其次次減數分裂。減數分裂Ⅱ〔MeiosisII〕減數分裂II的過程與有絲分裂相像，中期II染色體排列到赤道面形成赤道板，隨著分散蛋白分解，姐妹染色單體彼此分別，分II，染色體重解螺旋形成染色質。11-20細胞減數分裂過程〔自Bolsover2023〕減數分裂II與有絲分裂顯著不同之處有以下三個方面：DNAII沒有。有絲分裂過程中姐妹染色單體是一樣的，而減數分裂II由于前期I的穿插互換，兩條姐妹染色單體不完全一樣。減數分裂II位于赤道面的染色體數目是有絲分裂時的一半。經過減數分裂，一個母細胞形成4個子細胞，每個子細胞中的染色體數目為母細胞的一半，由于穿插互換，每個子細胞與其他子細胞都存在著遺傳上的差異。有絲分裂與減數分裂的比較盡管減數分裂過程中發生的很多大事與有絲分裂類似或一樣，如它們都是通過形成紡錘體來牽引染色體運動實現細胞分裂，但是二者仍舊存在較多差異，如有絲分裂時間短，只需1-2小時即可完成，而減數分裂的時間較長，而且變化較大，從幾十小時到211-21。圖11-21有絲分裂與減數分裂的區分〔自WilliamK.Purves2023〕2有絲分裂與減數分裂的比較有絲分裂分裂后形成體細胞，細胞分裂1次，不 產生兩個子細胞同 子細胞與母細胞染色體數目一樣點 同源染色體不消滅聯會、四分體、分別現象

減數分裂分裂后形成生殖細胞，細胞分裂2次，產生四個子細胞子細胞染色體數是母細胞的一半I發生同源染色體的聯會、四分體、分別現象一樣點

細胞分裂過程中均消滅染色體和紡錘體，染色體復制1次減數分裂的生物學意義在減數分裂過程中同源染色體的聯會與分別到底會帶來什么樣的結果呢？在有絲分裂中，每條染色體都是獨立的，兩條染色單體在分裂后期也分別移向細胞兩極，而且攜帶的遺傳物質也是一樣的，狀況在減數分裂時則完全不同。在減數分裂中，偶線期同源染色體聯會，發生穿插互換，遺傳物質進展了重組。在后期Ⅰ，同源染色體分別，隨機進入細胞兩極，每個子細胞攜帶的遺傳物質都各不一樣。設想假設一個細胞只含有兩條同源染色體，那么就形成兩種類型的子細胞，染色23223(8388608)種，再加上發生的穿插互換數目，重組個數將更加浩大，這是生物遺傳變異發生的根底。同時形成配子染色體數目減半，受精后，又恢復為正常染色體數，這對于保持染色體數目的恒定具有重要意義。細胞周期與疾病細胞周期涵蓋了人的整個生命過程。從一個受精卵開頭，經過細胞周期形成大量細胞發育為完整個體。細胞周期的特別也會導致人體消滅相應疾病。目前，與細胞周期關系最為親熱的疾病就是腫瘤。細胞周期是一個高度有序的運轉過程。如前所述，它的正確運轉是在適宜的環境中通過對cyclin/Cdks復合物的活性進展準確調控來實現的。cyclin、Cdk的表達特別、Cdk抑制蛋白的缺失，以及檢測點的特別等都將使細胞周期發生紊亂，細胞的增殖失控，最終發生癌變。cyclin/Cdk復合物與腫瘤發生cyclin在細胞周期中進展周期性的合成和降解，不同的cyclin在細胞周期的不同階段與不同的Cdks結合，從而激活Cdk分子。活化的Cdks呈現出蛋白激酶活性，使不同的底物蛋白磷酸化，從而啟動或調控細胞周期的主要大事。由此可見，cyclin分子適時適度進展表達是細胞周期正常運轉的前提。CyclinD1CyclinD1與很多腫瘤的發生有關，在各種實體腫瘤和一些血液系統腫瘤中，均有cyclinD1cyclinD1過量表達的狀況下，細胞在沒有生長因子刺激時也能增殖，這種特別增殖正是細胞癌變的根底。CyclinD1在腫瘤細胞中的特別主要表現為基因CycDlcyclinD1基因特別中最常見的一種形式，主要發生在乳腺、食管、膀胱、肺及鱗狀細胞癌中。在血液系統惡性腫瘤中cyclinD2和cyclinD3的特別表達比較常見，cyclinD2cyclinD3使染色體變異漸漸積存，細胞進而發生惡性轉化。與cyclin相比，腫瘤細胞中Cdk8特別的發生頻率比較低。據報道，在一些黑素瘤、肉瘤和神經膠質瘤細胞中，Cdk4的表達水平明顯高于正常細胞。人們還覺察在一些腫瘤細胞中Cdk4和Cdk6的基因會發生突變，使得周期蛋白依靠性激酶抑制因子(CM)Cdk1Cdk2的過量表達。Cdks抑制蛋白〔CKI〕與腫瘤發生CKICdksCdkcyclin/Cdks復合物結合，抑制Cdk的蛋白激酶活性。在腫瘤細胞中CKI基因CKI對Cdks的負向調控作用降低或者完全喪失。pl6基因的突變和缺失廣泛存在于各種腫