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如何理解“用秋水仙素处理,可将细胞阻断在分裂期”?

(2016-01-06 21:30:46)
标签:

教育

秋水仙素

分类: 疑难问题的解决

如何理解“用秋水仙素处理,可将细胞阻断在分裂期”?

同事中讨论的问题:根据秋水仙素作用的机理,抑制纺缍体的形成,细胞就被阻断在分裂期,那么怎么会得到多倍体细胞?还能不能继续分裂下去?看了吴举宏的文章《秋水仙素的诱导机理》理解其中的原因,现摘录如下。 

秋水仙素常被用作多倍体诱导剂,经处理的萌发种子或幼苗细胞染色体数会发生加倍。其诱导加倍的机理与微管、着丝粒的结构和特性有关。

一、干扰微管装配,破坏纺锤体形成

微管是广泛存在于各种真核细胞中的一种重要细胞结构,细胞分裂中纺锤体就是由微管组成的。

微管管壁由13条原丝纵向平行排列构成,主要成分为微管蛋白,而微管蛋白分α微管蛋白和β微管蛋白两种。α微管蛋白和β微管蛋白组成的异二聚体构成微管亚单位,若干个异二聚体相接连成原丝。α微管蛋白与β微管蛋白在化学结构上极为相似,两者相对分子质量均为50 000,氨基酸数目分别为450 445 个,两者42 %序列相同。其中β微管蛋白肽链中第201位为半胱氨酸,为秋水仙素结合部位。α微管蛋白和β微管蛋白彼此间具有很强的亲和力,常呈二聚体形式存在。每一微管蛋白异二聚体上尚有秋水仙素与之结合的部位,如果结合的部位被其结合,微管不仅不能继续聚合,而且会引起原有微管解聚。

 二、不影响着丝粒复制和分裂

细胞分裂间期染色体经过复制形成了两条姐妹染色单体,但在进入后期之前,姐妹染色单体在着丝粒区连结在一起。

着丝粒位于染色体上的主缢痕部位,为染色单体的连接结构,而动粒才是动粒纤维附着在染色体的结构。着丝粒是由一段特殊DNA序列构成,着丝粒DNA具有高度重复序列,如小鼠染色体着丝粒约有300 个碱基对重复几千次组成,含量占染色体DNA 5 % 10 %,而在果蝇细胞中可达40 %

Clarke 等学者认为,着丝粒区域DNA 可能编码一种特殊信号,使其复制在S 期受阻遏,一直到后期这一区域DNA 复制才完成。着丝粒DNA 复制完成也就启动了后期染色单体的分离,故姐妹染色单体分离动力不是来自与两极相连的动粒微管张力。

如何理解“用秋水仙素处理,可将细胞阻断在分裂期”?

人们发现,用秋水仙素处理分裂的细胞,虽然纺锤体被破坏了,但是两条姐妹染色单体照样分开。结果到分裂后期染色体不能移向两极,而重组成一个双倍性的细胞核。

三、细胞还能不能继续分裂?

秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,导致细胞不分裂,然后过一段时间秋水仙素代谢掉,不再起作用,细胞继续分裂。而此时是一个染色体数目加倍的细胞。

如何理解“用秋水仙素处理,可将细胞阻断在分裂期”?

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