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简答题请以酵母细胞为例,简单介绍细胞周期控制的机制。
  • 在酵母菌细胞进入G1期到达G1期检验点时,该检验点通过比较细胞质体积与基因组的大小,决定是否让新合成的G1周期蛋白与Cdk结合,激活称为启动点激酶(start kinase)的二聚体引擎分子。即在G1期,随着细胞的生长,细胞的体积增大到一定程度而其DNA总量仍保持稳定,G1周期蛋白便与Cdk结合,激活启动点激酶,使周期性细胞通过G1检验点进入S期,DNA的复制便开始启动,G1周期蛋白接着便解离和自我降解。但是,如果G1检验点检查该周期性细胞不具备进入S期的条件,这时这些细胞便进入G0期。
    完成了DNA复制后进入G2期的细胞首先开始逐渐积累M周期蛋白,该周期蛋白与Cdk结合形成称之为有丝分裂促进因子(mitosis-protomoting factory,MPF)的二聚体。最初,MPF在其磷酸化之前并没有活性。当非常少量的MPF被磷酸化以后,它们具有正向反馈调节作用,即少量磷酸化的MPF反过来可以增强催化MPF磷酸化的酶活性,促进细胞内被激活的MPF浓度急剧增加,最终导致细胞通过G2检验点的检查,进入M期,有丝分裂过程开始启动。
    细胞进入M期以后,MPF可进一步催化核小体组蛋白H1磷酸化,再使核纤层蛋白和微管结合蛋白磷酸化,促使核纤层结构解体,从而促进纺锤体组装及染色单体的分离,保证一系列有丝分裂的正常进行。
    M.期的时间长短取决于活性MPF浓度变化,因为MPF本身会使二聚体上的周期蛋白自我降解。虽然Cdk的浓度始终不变,但新合成的M周期蛋白降解后,活性MPF浓度减少到一定程度,M期结束,有丝分裂过程完成,细胞有开始下一次以G1期为起点的周期循环。
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