【文献阅读】秋水仙素为什么会使有丝分裂的细胞停滞于中期?

来源:仪征中学 时间:2023-10-19
 

如果用秋水仙素处理有丝分裂的细胞纺锤体会迅速消失细胞停滞在有丝分裂中期染色体无法分离成两组。用秋水仙碱进行诱导从而将细胞阻断在细胞分裂中期也是诱导细胞周期同步化的重要方法之一。

很多教师和学生在教学中都会有困惑纺锤体的组装是在细胞分裂的前期为什么用秋水仙素处理细胞分裂不是停滞在前期而是中期?

笔者认为这与细胞周期运转调控密切相关。真核细胞周期可分为4个时期分别是G1期、S期、G2期和M期。在细胞周期调控中主要有3个控制点第一个控制点在G1决定细胞能否进入S:第二个控制点在G2决定细胞能否进入有丝分裂期;第三个控制点在M决定细胞是否已经准备好将复制好的染色体拉向两极。

CDK(周期蛋白依赖性蛋白激酶)对细胞周期运行起着核心性调控作用CDK与不同时期的周期蛋白结合会在特定周期起调节作用。例如M期周期蛋白结合的CDKM期起调节作用cyclinAcyclinB是在M期起调节功能的两种主要周期蛋白。细胞周期运转到分裂中期后在后期促进复合物(APC)的作用下McyclinAcyclinB通过泛素化途径迅速降解Cdk1活性丧失细胞周期便从M期中期向后期转化。APC活性变化是细胞周期由分裂中期向后期转换的关键因素其活性受到多种因素的综合调节纺锤体组装检查点是其重要的调控因素。纺锤体组装不完全或所有动粒不能被动粒微管全部捕捉APC不能被激活。综上用秋水仙素处理有丝分裂的细胞纺锤体微管因不能组装而无法捕捉到动粒APC无法被激活导致cyclinAcyclinB不能降解Cdk1仍然保持活性靶蛋白无法去磷酸化M期中期无法向后期转化从而使细胞停滞在中期。但有资料表明去除秋水仙素的影响细胞又会恢复纺锤体的组装从而使细胞完成细胞周期。笔者认为细胞停滞在中期应该是从分裂时相的角度来说的也是染色体螺旋化程度最高的时期。作为中期的标志性特征之一正常情况下所有染色体都整列在细胞中央的赤道板上用秋水仙素处理后将会很难整齐排列在赤道板在细胞中会散乱分布。

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用概念图表示中期到后期的变化

来源:

中学生物教学 (2021年10月)  “细胞分裂”教学中的“纺锤体”释疑(作者:杨忠顺)节选

 
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