细胞分化与基因调控

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1、第十章细胞分化与基因表达调控10.1细胞分化真核细胞基因表达调控癌细胞细胞分化影响细胞分化的因素细胞分化的概念CelldifferentiationandgeneexpressionregulationCelldifferentiation∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控10.1.1细胞分化细胞分化的基本概念的基本概念细胞分化是基因细胞分化是基因选择性表达的结果选择性表达的结果Genedifferentialexpression¢在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分子杂交技术检测基因

2、及其表达分裂后，逐渐在形态、结构和功能上发生稳定细胞总DNA细胞总RNA输卵管细胞成红细胞胰岛细胞输卵管细胞成红细胞胰岛细胞性差异，产生不同细胞类群的过程，称为细胞卵清蛋白基因++++－－β-珠蛋白基因+++－+－分化胰岛素基因+++－－+实验方法Southern杂交Northern杂交¢细胞分化是多细胞有机体发育的基础与核心。p415，表12-2∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控管家基因与组织特异性基因（奢侈基因）细胞分化的实质：管家基因组织特异性基因（奢侈基因）House-keeping

3、genesTissue-specificgenes(luxurygenes)组织特异性基因在时间上与在所有细胞中表达不同的细胞类型进行特异性表达的基因其产物为维持基本生命活动其产物赋予各类型细胞特异的形态结构空间上的差异表达所必需特征和特异的生理功能例：微管蛋白基因卵清蛋白基因上皮细胞的角质蛋白基因糖酵解酶系基因胰岛素基因……核糖体蛋白基因p415-4161∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控组合调控引发奢侈基因表达单细胞有机体的细胞分化¢例：¢组合调控（Combinationalcontro

4、l）：每种类型ò枯草杆菌芽孢形成的细胞分化由多种调控蛋白共同调控完成ò啤酒酵母单倍体孢子形成、两种交配型（α、a）（P416，图12-1）ò粘菌孢子形成¢往往只1~2种关键调控蛋白级联启动其它调控蛋白¢例：成肌细胞分化为骨骼肌：MyoD；¢意义：适应环境果蝇、小鼠、人眼发育P416-417∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控转分化（Transdifferentiation）再生（regeneration）¢是一种类型的分化细胞转变成另一种类型的¢广义：分化细胞的现象ò分子、细胞、组织、器官、整

5、体水平的再生¢例：水母：横纹肌细胞¢狭义：生物体缺失一部分后发生重建的过程¢过程：DedifferentiationÎRedifferentiation¢再生能力：去分化（脱分化）再分化ò植物＞动物；低等动物＞高等动物ò年龄↑，再生能力↓p418p417∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控再生类型细胞全能性，Celltotipotency1）生理性再生：细胞更新，如人的红细胞¢细胞经分裂和分化后仍具有产生2）修复性再生：完整有机体的潜能或特性。ò壁虎的尾切除后的再生ò幼体蟾蜍肢体切除后的再生ò

6、蝾螈Wolftianlens再生……3）无性繁殖：ò植物组织培养：callus→plantletp4182∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控受精卵、早期胚胎细胞具有全能性植物植物体细胞具有全能性体细胞具有全能性植物体细胞在适宜条件下可培育成完整植株广泛应用于植物基因工程实践中∑细胞分化与基因表达调控细胞多潜能性与干细胞¢高等动物细胞发育过程中，细胞潜能逐渐变窄¢细胞多潜能性（pluripotency）血细胞及淋巴¢干细胞（stemcell）：具有多潜能性的细胞细胞分化¢特性：自我更新；分化¢

7、类型：参见p418-419，图ò单能干细胞（定向干细胞）12-2ò多能干细胞ò胚胎干细胞¢终末分化：由定向干细胞最终形成特化细胞类型的过程。¢p418∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控干细胞研究的意义特化细胞的细胞特化细胞的细胞核仍保持全能性核仍保持全能性¢用于修复因疾病或伤害造成的组织损伤：ò疾病引起的脑损伤¢豹蛙囊胚细胞核→¾Alzheimer’sdisease（早老性痴呆）去核的卵母细胞中，¾Parkinson’sdisease（帕金森氏病）；指导细胞发育成蝌蚪ò脊索损伤(1952,B

8、riggs和King)ò血液病，如leukemias（非白血性白血病）ò烧伤治疗3∑细胞分化与基因表达调控∑细胞分化与基因表达调控特化细胞的细胞特化细胞的细胞核仍保持全能性核仍保持全能性特化细胞的细胞特化细胞的细胞核仍保持全能性核仍保持全能性¢Dolly:Alambwithnofather¢克隆能给人类带来什么？Dollyandhermother，1997小鼠核移植实验(1981,Illmensee,Hoppe)∑细胞分化与基