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TUhjnbcbe - 2021/9/17 18:42:00
浅析细胞增殖的调节因子-细胞周期蛋白(cyclin)

细胞增殖是高中生物中教学中的难点之一,除了每个时期的特点需要重点掌握以外,可以适当拓展并学习细胞增殖的调节因子,包括前段时间撰写的三个关卡(见文后的链接)。

科学家已发现有几类调控因子在细胞周期中起着重要作用。一类是对细胞分裂增殖有调控作用的细胞生长因子;第二类是细胞周期调控因子,又称内源性调节因子,是细胞内自己合成的蛋白质。

调控因子

导读:细胞增殖的调节因子-细胞周期蛋白。

典型试题解析

试题1:细胞周期受多种因子调控。CyclinE主要调控G1/S期转化,向细胞注射CyclinE的抗体时,细胞停滞在G1期;向细胞注射CyclinA的抗体时,DNA复制被抑制。据图分析,下列相关说法正确的是()

A.一个完整的细胞周期可表示为:X→1→2→3→4→Y→S

B.CyclinE可能抑制DNA聚合酶的合成

C.CyclinA在S期发挥作用,是S期DNA复制所必需的

D.CyclinE与CyclinA共同作用适宜的时间,细胞周期可同步在G1/S交界处

解析:

细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程,分为间期与分裂期两个阶段,间期包括G1期、S期、G2期,分裂期包括前期、中期、后期、末期。根据箭头关系,图中Y表示G1期,X表示G2期,1表示前期,2表示中期,3表示后期,4表示后期。

结合以上分析可知,一个完整的细胞周期可表示为:Y→S→X→1→2→3→4,A错误;CyclinE主要调控G1/S期转化,向细胞注射CydlinE的抗体时,细胞停滞在G1期,说明CyclinE能够使得细胞从G1期进入S期,不可能抑制DNA聚合酶的合成,B错误;向细胞注射CydinA的抗体时,DNA复制被抑制,说明CyclinA在S期发挥作用,是S期DNA复制所必需的,C正确;CyclinE与CydinA共同作用适宜的时间,细胞周期可同步在S/G2交界处,D错误。故答案为C。

试题2:真核细胞中的细胞周期蛋白A可促进DNA的复制。细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可以导致细胞周期蛋白A的mRNA降解。下列分析错误的是(
  )

A.细胞周期蛋白A可能需进入细胞核发挥作用

B.这种特异性siRNA内一定含有氢键

C.细胞周期蛋白A的合成会受此种siRNA影响

D.此种siRNA会使细胞分裂速率加快

解析:

细胞周期蛋白A可促进DNA的复制,而DNA复制的主要场所是细胞核,因此细胞周期蛋白A可能需进入细胞核发挥作用,A正确;这种特异性siRNA是一种双链RNA,因此含有氢键,B正确;细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可以导致细胞周期蛋白A的mRNA降解,由此可见,细胞周期蛋白A的合成会受此种siRNA影响,C正确;此种siRNA会导致细胞周期蛋白A的mRNA降解,使细胞分裂速率减慢,D错误。故答案为D。

细胞周期蛋白

细胞周期蛋白(cyclin)是一类呈细胞周期特异性或时相性表达、累积与分解的蛋白质,它与周期素依赖性激酶(CDKs)共同影响细胞周期的运行。

年,Evans等人在实验中发现在海胆卵细胞中存在两种特殊蛋白质,它们的含量随着细胞周期的进程而变化,一般在细胞间期内积累,在细胞分裂期消失,在下一个细胞分裂周期中又重复。因而他们将这两种蛋白命名为细胞周期蛋白(cyclin)。随后,这些周期蛋白很快被分离和克隆出来,并被证明广泛存在于从酵母到人类的各种真核生物中。

年发现周期蛋白后的短短10年间,人们从各种生物体中克隆分离了数十种周期蛋白。这些周期蛋白在细胞周期内表达的时期有所不同,所执行的功能也多种多样。

有的只在G1期中表达并只在G1期到S期的转化过程中执行调节功能,被称为G1期周期蛋白,如周期蛋白C、D、E、Cln1、Cln2、Cln3等,有的虽然在间期表达和积累,但到M期才表现出调节功能,所以常被称为M期周期蛋白,如周期蛋白A、B等。

周期蛋白的表达时期示意图

不同的周期蛋白在细胞周期中表达的时期不同。在哺乳动物细胞中,周期蛋白A在G1期的早期即开始表达和逐渐积累,到达G1/S交界处,含量达到最大值并一直维持到G2/M期。周期蛋白B则从G1期晚期开始表达并逐渐积累,到G2期后期阶段达到最大值并一直维持到M期的中期阶段,然后迅速降解。作为G1期周期蛋白的周期蛋白D在细胞周期中持续表达,而周期蛋白E则在M期的晚期和G1期早期开始表达并逐渐积累,到达G1期的晚期,其含量达到最大值,然后逐渐下降直到G2期的晚期。总之,周期蛋白的作用是在细胞周期的不同时期中周期性地积累与分解,调节细胞增殖。

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