《生殖细胞的发生》PPT课件

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1、第十七章生殖细胞发生(gametogenesis)线虫、昆虫、脊椎动物和其他许多动物的生殖细胞（germcell）和体细胞（somaticcell）在很早期的发育阶段就有明显的分化。也有不少动物如腔肠动物、扁虫等，其体细胞与生殖细胞的分化并不确定，在一定的条件下能够转化为生殖细胞。1.生殖质与生殖细胞的分化2.原始生殖细胞的迁移3.精子发生（spermatogenesis）4.卵子发生(oogenesis)一、生殖质与生殖细胞分化在胚胎发育初期生殖细胞就已经决定的动物，其生殖细胞来源于原生殖细胞（primordialgermcell，PGC）。原生殖细胞经过迁

2、移，进入发育中的生殖腺原基—生殖嵴（genitalridge）分化成为生殖细胞。而原生殖细胞的起源可以追溯到更早期的胚胎发育阶段。有些动物的卵细胞质中存在着具有一定形态结构、可识别的特殊细胞质——生殖质（germplasm）。生殖质由蛋白质和RNA组成，定位于卵质的特殊区域，具有生殖质的细胞将分化成为原生殖细胞。各类动物生殖质的形态结构和特性、原生殖细胞的形成及其迁移有较大的差异。1.线虫的P颗粒线虫第4次卵裂结束时，便产生了生殖细胞谱系，所有的生殖细胞都来自P4分裂球。线虫未受精卵中均匀分布的生殖质—P颗粒(posteriorgranules)，在受精后迅速地

3、集中到预定胚胎的后部。生殖细胞形成和P颗粒分布的关系说明，P颗粒可能对于生殖细胞的分化具有重要的作用。P颗粒在受精过程和第一次卵裂过程中的不对称定位26细胞期时全部P颗粒都在P4细胞中Par-3突变体内actin和P颗粒的异常分布pgl基因的产物是P颗粒的成分之一，对生殖细胞的发育来说是必需的。PGL蛋白可能通过调节mRNA的代谢参与生殖细胞的特化。pie-1基因参与P分裂球干细胞特性的维持，PIE-1蛋白只在生殖细胞谱系的分裂球中出现，但PIE-1蛋白并非P颗粒的成分。PIE-1蛋白抑制P分裂球中合子基因的转录，直至胚胎发育到100个细胞左右的时期。这种转录的

4、抑制作用会保护生殖细胞免受促进体细胞发育的那些转录因子的影响。2.果蝇的极质卵细胞内特殊的生殖质决定生殖细胞的发育命运，最清楚的例子来自对果蝇的研究。果蝇的原始生殖细胞最早发现于受精后90min，这些原生殖细胞位于胚胎的后端。胚胎后端的细胞质内含有特殊的极质（poleplasm）颗粒，其内含有蛋白质和多种RNA。果蝇的极质A.果蝇极细胞极质的透射电镜照片。B.卵裂结束前的早期果蝇胚胎极细胞的扫描电镜照片。两个主要的实验证实了极质（poleplasm）可以促进生殖细胞发育命运的特化。第一，如果用紫外线照射卵的后端，破坏极质的活性，便没有生殖细胞形成。第二，移植果蝇

5、的极质能够引起生殖细胞分化。如果将卵的后极移植到另一个胚胎的前端，极质所包围的细胞核便分化形成生殖细胞。如果将卵前端这些细胞移植到将来发育为生殖腺的区域，它们就可以发育为有功能的生殖细胞。移植果蝇极细胞质能够治愈射线照射引起的生殖细胞不发育。有些母体效应基因（maternaleffectgene）的表达对于果蝇极质的形成具有重要的作用。至少有8种基因的突变会导致果蝇不能形成极质，不能形成生殖细胞，因此是不育（sterile）的。其中，oskar基因在果蝇极质的形成和装配过程中起着极其重要的调控作用。Oskar基因将其mRNA定位于胚胎的后极。A.staufen基

6、因内应在oskar基因之前行使功能，并影响oskar基因的表达。B.研究明了的影响果蝇生殖细胞发生的6种基因的作用顺序。决定果蝇原始生殖细胞的命运的其他基因gcl(germcell-less):gcl基因在卵的生成过程中由营养细胞转录，受精后开始翻译，其蛋白定位在极质中。缺失该基因导致果蝇无生殖细胞。另外在果蝇的极质中还发现了一些可能参与PGC形成的基因产物，如:nanos基因、线粒体大核糖体RNA(mtlrRNA,mitochondriallargeribosomalRNA)以及极粒成分（polargranulecomponent,pgc）的非翻译RNA等。果

7、蝇gcl基因产物定位于受精卵和早期胚胎的后端。3.爪蟾的生殖质两栖类原生殖细胞的发生部位定位在卵细胞的植物极，在这一部位发现有类似于果蝇P颗粒染色性质的胞质成分存在。（Bounoure，1934）蛙受精的合子中生殖质成分（种质）靠近植物极。桑椹胚内胚层区里含有种质成分的细胞的有丝分裂。在原肠胚形成启动时，靠近囊胚腔底面的原始生殖细胞。4.小鼠：没有证据表明小鼠与其他哺乳动物生殖细胞发生与生殖质的关系。小鼠生殖细胞发生涉及细胞之间的相互作用。小鼠胚胎中最早能够识别的PGC位于原条后端。二、原始生殖细胞的迁移不同动物在生殖腺原基发生时，原生质细胞以不同的方式迁移进入

8、生殖腺原基，在那里进行生