《秋水仙素的诱导机理文／吴举宏秋水仙素是1937年发现的从百合科》由会员分享，可在线阅读，更多相关《秋水仙素的诱导机理文／吴举宏秋水仙素是1937年发现的从百合科（2页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、秋水仙素的诱导机理文吴举宏秋水仙素是 1937 年发现的，从百合科植物秋水仙种子、球茎中提取出来的一种植物 碱，分子式为CHO6N。秋水仙素呈白色或黄色粉末或针状结晶，有剧毒，易溶于冷水、 22256酒精和氯仿，难溶于热水、乙醚等，有效诱导浓度为0. 0006%1. 6%, 一般以0. 2% 浓度效果最好。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。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a微管蛋白和
2、B微管蛋白两种。a微管蛋白和B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。a微管蛋白与B微管蛋白在化学结构上极为相似，两 者相对分子质量均为50000，氨基酸数目分别为450和 445个，两者42%序列相同。其中 B微管蛋白肽链中第201位为半胱氨酸，为秋水仙素结合部位。a微管蛋白和B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。故秋水仙素具有干扰微管装配，破坏纺锤体形成和终止细胞分裂的作用。细胞分裂间期染色体经过复制形成了两条姐妹染色单体
3、，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的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。人们发现，用秋水仙
4、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。总之，秋水仙素虽然破坏了细胞中 微管组装，阻止了纺锤体正常生成，使细胞分裂失去了动力来源，从而在染色体复制后期 细胞不能一分为二，但是染色体数却加倍了。问题：秋水素可以抑制纺锤体的形成，导致细胞不分裂，染色体数目加倍。在进行染色体 组型分析时，也用到秋水仙素，“用秋水仙素处理细胞，使分裂的细胞停止在有丝分裂的 中期，形成典型的中期染色体结构”。按前者，秋水仙应是不影响着丝点的分裂的，但按后者却是着丝点不分裂了。怎么理解这 两种不同的功能呢？ 观点：秋水仙素(C22H25O6N)是1937年发现的，是从百合科植物秋水仙的种子和
5、球茎中提 22256取出来的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，易溶于冷水、酒精和氯仿， 难溶于热水、乙醚等，熔点155C。一般多使用它的水溶液。实验表明，有效的诱变浓度 是 0.00061.6，以 0.2的浓度诱变效果最好。此药有剧毒，在应用时要特别注意。秋水仙素是诱变多倍体效果最好的药剂之一。它的作用机理是：当细胞进行分裂时， 一方面能使染色体的着丝点延迟分裂，于是已复制的染色体两条单体分离，而着丝点仍连 在一起，形成“X”形染色体图象（称为C-有丝分裂，即秋水仙效应有丝分裂）；另一方 面是引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制纺锤体的形成，结果到分裂后期染色体不能移向 两极，而重组成
6、一个双倍性的细胞核。这时候，细胞加大而不分裂，或者分裂成一个无细 胞核的子细胞和一个有双倍性细胞核的子细胞。经过一个时期以后，这种染色体数目加倍 了的细胞再分裂增长时，就构成了双倍性的细胞和组织。秋水仙素不论是破坏还是抑制纺锤体的形成，作用都是一时的。秋水素可以抑制纺锤 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，然后才是“染色体数目加倍”（着丝点的分裂）。着丝点的分离与纺锤体无关， 因为在用秋水仙素处理，破坏微管的情况下，两条单体也可以分开。这是由于Ca离子的 诱导，使着丝点分开后，再由纺锤体牵引移向两极，也就是说纺锤体只起牵引染色体的作 用。秋水仙素之所以造成两个方面的应用，是在于他们在利用时，秋水仙浓度的不同。 用 于中期核型分析的浓度较高，而用于产生双倍体或多倍体时浓度较低，并且当秋水仙素浓 度很低时，还有加快染色体运动，使染色体更快的到达两极！那么如何确定作用时期呢？现在我们已经确定秋水仙素的作用是抑制或破坏纺锤体 微管的形成。在分裂前期，“胞质微管网络中的微管去装配，游离的微管蛋白亚单位组装 为纺锤体。”细胞生物学（翟中和主编， 1995年 1月第 1 版）可见，秋水仙素的作用时 期应该为细胞有丝分裂的前期。
秋水仙素的诱导机理文／吴举宏秋水仙素是1937年发现的从百合科
