細(xì)胞周期調(diào)控原理

前言

　　細(xì)胞生物學(xué)的第一個(gè)世紀(jì)屬于細(xì)胞學(xué)家，他們?cè)陲@微鏡前的辛苦觀察結(jié)果揭示出所有的活體事物都由稱為細(xì)胞的基本單位構(gòu)成，所有的細(xì)胞都由先前存在的細(xì)胞分裂而來(lái)，每個(gè)子細(xì)胞含有與母細(xì)胞相同的一套染色體。在20世紀(jì)的轉(zhuǎn)折期，細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)新興領(lǐng)域的碰撞發(fā)現(xiàn)了染色體是遺傳的物質(zhì)決定者。隨后出現(xiàn)了更為巨大的融合，完全隸屬于不同領(lǐng)域的細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)意識(shí)到所有的真核細(xì)胞利用相似的分子裝置和調(diào)控機(jī)制來(lái)執(zhí)行并指導(dǎo)染色體復(fù)制和細(xì)胞分裂的事件。我們現(xiàn)在可以自豪地回顧發(fā)現(xiàn)這些機(jī)制的令人驚奇的二十年，但是我們面臨著一個(gè)新的問(wèn)題：雖然有大量的信息存在，但這些信息如何整合成一個(gè)整體還沒(méi)有清楚的認(rèn)識(shí)?！　”緯铝τ诮鉀Q這一問(wèn)題。我的目標(biāo)是提供一本清楚簡(jiǎn)明的指導(dǎo)書，將大量的知識(shí)組織成一個(gè)連貫的框架，重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)細(xì)胞分裂的關(guān)鍵問(wèn)題以及分子機(jī)制是如何進(jìn)化解決這些問(wèn)題的。盡管圍繞關(guān)鍵法則來(lái)進(jìn)行組織，但本書并不規(guī)避所謂的細(xì)節(jié)。相反，它涵蓋了我們對(duì)細(xì)胞分裂了解的每一層面，如從細(xì)胞學(xué)家對(duì)主要事件的描述到生化學(xué)家在原子水平上對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析以及那些事件中的化學(xué)反應(yīng)。所有這些層面都非常重要，也是十分迷人的。建筑師Le Corbusier在1935年描寫現(xiàn)代航空器在形式和功能方面的驚人匯合時(shí)，說(shuō)得更為有力：“沒(méi)有‘細(xì)節(jié)’，一切都是整體的重要部分。本質(zhì)上微觀世界和宏觀世界是一個(gè)整體。”　　我衷心地感謝在撰寫本書時(shí)很多同事提供了富有思想性和建設(shè)性的意見(jiàn)（見(jiàn)致謝），但我將對(duì)其中包含的信息負(fù)全部責(zé)任。大家都知道，教學(xué)原則有時(shí)要求夸大某些事實(shí)而忽略其他一些信息。對(duì)于那些過(guò)度強(qiáng)調(diào)或沒(méi)有強(qiáng)調(diào)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，我向那些科學(xué)家表示歉意。

內(nèi)容概要

本書是一本清楚簡(jiǎn)明的指導(dǎo)書，將大量的知識(shí)組織成一個(gè)連貫的框架，重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)細(xì)胞分裂的關(guān)鍵問(wèn)題以及分子機(jī)制是如何進(jìn)化解決這些問(wèn)題的。全書共十二章，內(nèi)容包括：細(xì)胞周期概述、模式生物、細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)、染色體復(fù)制、有絲分裂過(guò)程、胞質(zhì)分裂、減數(shù)分裂、細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)的調(diào)控，以及DNA損傷反應(yīng)和腫瘤的細(xì)胞周期。每一章節(jié)由多個(gè)小節(jié)組成，每個(gè)小節(jié)為兩頁(yè)，有限定的主題、正文、圖例和定義，書后附有全書參考文獻(xiàn)、詞匯表以及索引。    本書利于從事細(xì)胞生物學(xué)研究和教學(xué)的教師以及研究人員參考使用，同時(shí)還可作為研究生和高年級(jí)本科生的學(xué)習(xí)用書。

書籍目錄

譯者序前言致謝本書使用說(shuō)明第一章  細(xì)胞周期  1-0節(jié)  概述：細(xì)胞復(fù)制  1-1節(jié)  真核細(xì)胞周期事件  1-2節(jié)  細(xì)胞周期組織形式的差異  1-3節(jié)  細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)第二章  分析細(xì)胞周期的模式生物  2-0節(jié)  概述：不同真核生物的細(xì)胞周期分析  2-1節(jié)  釀酒和裂殖酵母的生活周期  2-2節(jié)  酵母中細(xì)胞周期調(diào)控的遺傳分析  2-3節(jié)  非洲爪蟾的早期胚胎  2-4節(jié)  黑腹果蠅  2-5節(jié)  哺乳動(dòng)物的細(xì)胞周期分析  2-6節(jié)  細(xì)胞周期分析方法第三章  細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)  3-0節(jié)  概述：細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)  3-1節(jié)  細(xì)胞周期蛋白依賴激酶  3-2節(jié)  細(xì)胞周期蛋白  3-3節(jié)  Cdk活性受磷酸化控制  3-4節(jié)  Cdk激活的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)  3-5節(jié)  周期蛋白-Cdk復(fù)合物的靶向底物  3-6節(jié)  抑制性亞單位對(duì)Cdk的調(diào)節(jié)  3-7節(jié)  信號(hào)系統(tǒng)中的生化開(kāi)關(guān)  3-8節(jié)  Cdk工的開(kāi)關(guān)樣激活  3-9節(jié)  細(xì)胞周期控制中的蛋白降解  3-10節(jié)  后期啟動(dòng)復(fù)合物  3-11節(jié)  細(xì)胞周期振蕩器的裝配與調(diào)節(jié)  3-12節(jié)  細(xì)胞周期調(diào)節(jié)物的轉(zhuǎn)錄控制  3-13節(jié)  細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的編程第四章  染色體復(fù)制  4-0節(jié)  概述：染色體復(fù)制及其調(diào)控  4-1節(jié)  DNA合成的基本機(jī)制  4-2節(jié)  復(fù)制起始位點(diǎn)  4-3節(jié)  前復(fù)制復(fù)合物在復(fù)制起始位點(diǎn)的裝配  4-4節(jié)  前復(fù)制復(fù)合物的調(diào)節(jié)  4-5節(jié)  酵母中復(fù)制起始位點(diǎn)激活需要的周期蛋白  4-6節(jié)  后生動(dòng)物中復(fù)制起始位點(diǎn)激活需要的周期蛋白  4-7節(jié)  蛋白激酶Cdc7-Dbf4對(duì)復(fù)制的調(diào)控  4-8節(jié)  復(fù)制起始位點(diǎn)的激活  4-9節(jié)  染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)  4-10節(jié)  S期組蛋白的合成  4-11節(jié)  新生DNA上核小體的裝配  4-12節(jié)  端粒和著絲粒處的異染色質(zhì)  4-13節(jié)  異染色質(zhì)復(fù)制的分子機(jī)制第五章  有絲分裂前半段：為染色體分隔做準(zhǔn)備  5-0節(jié)  概述：有絲分裂事件  5-1節(jié)  概述：有絲分裂調(diào)控的原則  5-2節(jié)  酵母中啟動(dòng)有絲分裂進(jìn)入的周期蛋白  5-3節(jié)  后生動(dòng)物中啟動(dòng)有絲分裂進(jìn)入的周期蛋白  5-4節(jié)  Weel和Cdc25對(duì)有絲分裂Cdks的調(diào)控  5-5節(jié)  有絲分裂期周期蛋白B-Cdkl的開(kāi)關(guān)樣激活  5-6節(jié)  有絲分裂調(diào)節(jié)因子的亞細(xì)胞定位  5-7節(jié)  Polo和Aurora蛋白激酶家族  5-8節(jié)  有絲分裂的準(zhǔn)備：姊妹染色單體的黏合  5-9節(jié)  有絲分裂的進(jìn)入：姊妹染色單體壓縮和解散  5-10節(jié)  染色體壓縮和解散的調(diào)控第六章  有絲分裂紡錘體的組裝  6-0節(jié)  概述：有絲分裂紡錘體  6-1節(jié)  微管的結(jié)構(gòu)及行為  6-2節(jié)  微管的核化，穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)性  6-3節(jié)  中心體和紡錘體極體  6-4節(jié)  中心體復(fù)制的控制  6-5節(jié)  動(dòng)粒  6-6節(jié)  紡錘體組裝的早期步驟  6-7節(jié)  核被膜破裂  6-8節(jié)  有絲分裂染色體在紡錘體組裝中的功能  6-9節(jié)  姊妹染色單體對(duì)紡錘體的附著  6-10節(jié)  姊妹染色單體的雙指向性  6-11節(jié)  驅(qū)動(dòng)染色體移動(dòng)的力量  6-12節(jié)  染色體中板集合第七章  有絲分裂的完成  7-0節(jié)  概述：有絲分裂的完成  7-1節(jié)  后期的啟動(dòng)：APC的激活  7-2節(jié)  后期的啟動(dòng)：紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)  7-3節(jié)  紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)對(duì)ApC的抑制  7-4節(jié)  姊妹染色單體分離的調(diào)控  7-5節(jié)  釀酒酵母有絲分裂的后半段調(diào)控  7-6節(jié)  后期事件的調(diào)控  7-7節(jié)  末期的調(diào)控第八章  胞質(zhì)分裂  8-0節(jié)  概述：胞質(zhì)分裂  8-1節(jié)  肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白環(huán)  8-2節(jié)  肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白收縮環(huán)的組裝和收縮  8-3節(jié)  分裂部位的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁沉積  8-4節(jié)  酵母細(xì)胞胞質(zhì)分裂的位置和時(shí)間決定  8-5節(jié)  動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)分裂的位置和時(shí)間決定  8-6節(jié)  動(dòng)物發(fā)育過(guò)程中胞質(zhì)分裂的特殊性  8-7節(jié)不對(duì)稱分裂第九章  減數(shù)分裂  9-0節(jié)  概述：減數(shù)分裂  9-1節(jié)  酵母細(xì)胞減數(shù)分裂的早期事件的調(diào)控  9-2節(jié)  減數(shù)分裂的同源重組  9-3節(jié)  減數(shù)分裂前期的同源配對(duì)  9-4節(jié)  減數(shù)分裂前期的晚期交叉的形成  9-5節(jié)  第一次減數(shù)分裂進(jìn)入的控制  9-6節(jié)  減數(shù)分裂Ⅰ染色體的附著  9-7節(jié)  減數(shù)分裂Ⅰ染色體的分離  9-8節(jié)  減數(shù)分裂的完成第十章  細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)的調(diào)控  10-0節(jié)  概述：細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)的調(diào)控  10-1節(jié)  釀酒酵母Stan點(diǎn)基因表達(dá)的激活  10-2節(jié)  釀酒酵母S-Cdks的激活  10-3節(jié)  酵母Stan點(diǎn)的細(xì)胞外調(diào)控：交配因子信號(hào)  10-4節(jié)  動(dòng)物細(xì)胞Stan檢驗(yàn)點(diǎn)基因表達(dá)的激活  10-5節(jié)  E2F-pRB復(fù)合物的調(diào)節(jié)  10-6節(jié)  動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂原信號(hào)  10-7節(jié)  有絲分裂原激活G1-CdKs  10-8節(jié)  動(dòng)物細(xì)胞G1/S-和S-Cdk復(fù)合物的激活  10-9節(jié)  細(xì)胞增殖的發(fā)育調(diào)控  10-10節(jié)  概述：細(xì)胞分裂和細(xì)胞生長(zhǎng)的協(xié)調(diào)  10-11節(jié)  細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)控  10-12節(jié)  酵母細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞分裂的協(xié)調(diào)  10-13節(jié)  動(dòng)物細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞分裂的協(xié)調(diào)  10-14節(jié)  細(xì)胞死亡的調(diào)控第十一章  DNA損傷反應(yīng)  11-0節(jié)  概述：DNA損傷反應(yīng)  11-1節(jié)  DNA損傷的探測(cè)和修復(fù)  11-2節(jié)  DNA損傷反應(yīng)：招募ATR和ATM  11-3節(jié)  DNA損傷反應(yīng)：接頭蛋白和Chk1及Chk2  11-4節(jié)  DNA損傷引起的p53的激活  11-5節(jié)  DNA損傷對(duì)起始點(diǎn)轉(zhuǎn)換進(jìn)程的影響  11-6節(jié)  DNA損傷在復(fù)制叉處的影響  11-7節(jié)  DNA損傷對(duì)DNA合成和有絲分裂的影響  11-8節(jié)  對(duì)有絲分裂原與端粒壓力的反應(yīng)第十二章  腫瘤的細(xì)胞周期  12-0節(jié)  概述：腫瘤細(xì)胞周期的缺陷  12-1節(jié)  基因突變啟動(dòng)腫瘤形成  12-2節(jié)  癌癥的組織特異性  12-3節(jié)  腫瘤細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期的刺激因素  12-4節(jié)  腫瘤中細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活  12-5節(jié)  癌癥的遺傳不穩(wěn)定性  12-6節(jié)  端粒和染色體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性  12-7節(jié)  染色體數(shù)目的不穩(wěn)定性  12-8節(jié)  癌癥的進(jìn)程  12-9節(jié)  遏制癌癥參考文獻(xiàn)詞匯表索引

章節(jié)摘錄

　　盡管在哺乳動(dòng)物細(xì)胞和整體動(dòng)物水平破壞特定基因要比在酵母中困難得多，但還是可以實(shí)現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)方法是進(jìn)行同源重組，即在體外培養(yǎng)的細(xì)胞中，利用特異的DNA載體來(lái)靶向破壞或敲除（knock out）目的基因。這種流程最常用于培養(yǎng)的小鼠胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）中，采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)最終可以獲得靶基因敲除的小鼠品系。這種技術(shù)可從整體動(dòng)物水平評(píng)估基因缺失所帶來(lái)的影響。因此，在研究那些參與細(xì)胞增殖和癌癥控制的細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白時(shí)，這種技術(shù)特別重要。破壞特定基因在單個(gè)細(xì)胞中的作用也可在原代培養(yǎng)的細(xì)胞中進(jìn)行分析，這些細(xì)胞通常是取自轉(zhuǎn)基因胚胎的成纖維細(xì)胞?！　”M管如此，破壞基因并不能用來(lái)研究那些對(duì)細(xì)胞周期進(jìn)程特別重要的基因產(chǎn)物。盡管RNAi有時(shí)是一種非常有用的方法，但目前在小鼠或哺乳動(dòng)物細(xì)胞系中，還沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法可以用來(lái)制備這些重要基因的條件性突變?？偠灾瑧?yīng)用嚴(yán)密的遺傳學(xué)方法來(lái)確定哺乳動(dòng)物重要基因的正常功能仍然是十分困難的。

編輯推薦

　　《細(xì)胞周期調(diào)控原理》是按照模塊化的原則編寫的。其目的在于使《細(xì)胞周期調(diào)控原理》適合嬌小及參考使用?！都?xì)胞周期調(diào)控原理》是模塊化結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)體現(xiàn)于每?jī)身?yè)紙為一小節(jié)，涵蓋一個(gè)完整的主題及于之相關(guān)的文字、插圖、概念等。這種模塊化的結(jié)構(gòu)和清晰的組織方式，不僅有利于教學(xué)使用，使學(xué)生更易復(fù)習(xí)，也有利于科研工作者明確地找到所關(guān)注的最新內(nèi)容。

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