发育生物学的主要内容

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1、发育生物学第一章    序   言一、引言发育生物学是一门研究生物体从精子和卵子的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老、死亡的规律的科学。1、后成论(epigenesis)和先成论(preformation)Preformation:生物体的各个组成部分存在于胚胎中，随胚胎发育而长大。Epigenesis:胚胎的各个部分是在发育中逐渐形成的。2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念19世纪有关的重要发现和理论：细胞、生殖细胞、细胞核、染色体、3、MosaicandregulativedevelopmentMosaicdevelopment

2、:合子核中的特殊因子在细胞分裂中的不均等分裂导致不同细胞的产生，这些细胞有各自的发育命运。Regulativedevelopment:胚胎在局部被排除或受损后仍能正常发育。4、诱导(induction)现象的发现1924年，Spemann和HildeMangold发现一种组织能够指导另一种组织的发育。5、遗传学和发育学的结合1909年WilhelmJohannsen提出基因型和表现型的概念，使遗传学和胚胎发育学首次发生关系；40年代进一步认识到基因在发育中的决定性作用。二、发育生物学研究中的主要动物模型(一)、Invertebrat

3、emodels1.Drosophilamelanogaster(fruitfly)---insectmodel2.Caenorhabditiselegans(nematode)---wormmodel(二)、Vertebratemodels1.Xenopuslaevis(Africafrog)---Amphibianmodel2.Chick---birdmodel3.Mouse---mammalianmodel4. Zebrafish---fishmodel三、发育生物学中的基本概念及规律(一)、五个主要的developmental

4、processes1.Celldivision:早期胚胎发育中的细胞分离不同于后期。2.Patternformation:指胚胎形成有序的结构。三条轴线的形成：A－Paxis;D-Vaxis;L-Raxis;三个胚层的形成：endoderm(肠、肝、肺)，mesoderm(肌、骨、心、肾)，ectoderm(神经系统和表皮)。3.Morphogenesis:胚胎的立体形态发生显著改变的过程。4.Celldifferentiation:同一来源的细胞发展为结构和功能不同的细胞。5.Growth：胚胎在基本的pattern形成之后在体积

5、上显著增加，原因包括细胞数量的增加、细胞体积的增加、胞外基质的增加。(二)、细胞行为是基因作用与发育进程之间的桥梁即基因影响细胞行为、细胞行为影响发育。主要的细胞行为包括：1.Cellstate:指基因的活性状态。2.Cell-to-cellsignaling:一种细胞产生某种信号物质，而另一种细胞接受该信号而调整其行为。3.Cell-shapechanges/Cellmovement:细胞通过形态的改变及运动产生机械动力，以形成特殊的构造。4.Cellproliferation:细胞因分裂而增加数量，但在躯体的不同部位细胞增生的速

6、度不一，从而也可影响整体结构。5.Celldeath:在特定发育时期，特定部位的细胞的死亡是形成正确结构所必须的。(三)、基因控制细胞行为是通过控制细胞中的蛋白质的合成来实现的两类蛋白：house-keepingproteinsandtissue-specific(luxury)proteins 蛋白合成控制点：tanscription,processingofprimarytranscripts,transportationofmatureRNA,translation,posttranslationalmodification,

7、etc..(四)、发育是渐进式的，细胞的命运决定于不同的发育时期三个胚层的形成→各胚层内细胞的分化描述细胞分化程度的几个概念：Fateofcells：指在正常情况下细胞会分化、发育为什么；Determination,指细胞的内部状态已发生不可逆的改变；specification： 指一组细胞在中性环境下立体培养，它们仍按其正常命运图谱发育。胚胎细胞的分化潜力随发育深度而异。胚胎细胞的分化潜力因不同物种而异。(五)、诱导作用可使细胞互为不同 诱导作用的证据：蝾螈的organizer移植实验。 诱导信号的传递方式：胞间隙中自由扩散、细胞

8、表面分子的直接互作、胞间膜通道的利用。 诱导信号的传递距离是有限的。 不同细胞对同一诱导信号的反应是不同的。(六)、Patterning常常涉及位置信息(positionalinformation)的翻译一些信号分子和转录因子(mor