《细胞工程基础》PPT课件

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1、2.1分子生物学基础2.1.1基因的概念与结构（1）基因：染色体上具有特定功能的含有遗传信息的DNA片段，也是遗传的基本单位。（有的片段是结构基因：编码蛋白质；有的片段是编码rRNA或tRNA；有的是与复制和转录有关的调控系列）（2）基因组（genome)：某种生物其完整的一套单倍染色体包含的全部基因的总和。2.1.3基因调控与基因突变4、真核生物转录前的调控：DNA甲基化、组蛋白乙酰化、基因重排、基因扩增。5、真核生物转录水平调控：反式作用元件（trans-actingelement)——基因特异性转录因子其活性影响转录的起始。启动子系列中的TATA框——影响

2、转录起点的精确性和转录的效率。CAAT框和GC框（启动子元件，于TATA框上游DNA系列中）——CAAT框是RNA聚合酶结合的位点，与GC框一起决定转录的速度。增强子（调控基因上下游均可）——刺激转录活性和加快转录速度。反式作用元件（对基因的表达有正和负调控）的结构域——DNA结合域（锌指结构、同源异形结构域、亮氨酸拉链结构等）、转录活化结构域（酸性a螺旋结构域、富含脯氨酸结构域）。反应元件和沉默子的调控。2.1.3基因调控与基因突变¡6、基因变异：基因结构变异和表达异常，是生物变异、生物进化、¡疾病发生的基础。¡7、基因结构变异：DNA点突变、基因融合、染色体

3、位移、大片段DNA缺失、基因扩增、基因插入、基因多态性等。¡8、基因突变：转换、颠倒、缺失、插入、易位、倒位、重排、碱基的异常修饰。¡9、遗传信息改变方式不同的突变：错义突变、无义突变、同义突变和移码突变。¡10、中性突变：错义突变发生于蛋白质的非必需区，不影响蛋白质的活性，也不表现出明显的形状变化。¡11、致死突变：突变影响蛋白质活性乃至其失活，并影响表型，若该基因是必须基因则是致死突变。¡12、静态性突变（较稳定的突变频率）和动态突变（多态性突变）¡13、单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism,SNP）：基因组序列中单核苷酸

4、改变使DNA系列的多态性显著增加的现象。人类基因组中，约300—500个碱基就会有一个SNP。Cdk1-cyclinBCdk1-cyclinAG2MCdk2-cyclinASG1G0Cdk2-cyclinECdk4-cyclinDCdk6-cyclinD细胞周期各时相调控分子MPF组图2.2.5细胞分化1、细胞分化的概念：细胞分化（celldifferentiation）：同型的胚胎细胞，在细胞分裂、发育过程中，形态结构、生化组成、生理过程上产生专一性和特异性的现象，称细胞分化。是细胞功能和形态逐渐转化、产生稳定组织差异的过程。2、细胞的全能性（totipote

5、ncy）：生物的每一个细胞经过分裂和分化后，仍然保持发育成完整个体的潜在能力，这种特性称细胞的全能性。证明：植物单细胞培养成完整植株，哺乳动物体细胞核移植克隆。细胞的全能性为开展细胞工程研究提供了广阔空间。3、细胞分化的分子基础：细胞决定（determination）：细胞的分化可被识别之前，细胞沿着特定方向变化的能力已经被提前赋予了，这种现象称细胞决定。是细胞分化潜能逐渐受限的过程。分化的本质：细胞按一定的时空顺序差异基因表达（differentialgeneexpress）。奢侈基因（luxurygene）,持家基因（house-keepinggene）。2

6、.2.5细胞分化4、影响细胞分化的因素：(1)胞外信号分子的诱导作用（一部分细胞对周围细胞的分化诱导）：如成纤维细胞生长因子（FGF）、转化生长因子(TGF)。（2）激素的诱导：（3）细胞质的不均一性：如卵和受精卵。（4）“位置效应”：细胞在组织和机体内的位置影响其分化。（5）外部环境条件对分化的影响：如早期胚胎中，胚胎表面的细胞→滋养外胚层，内部的细胞→内细胞团（将形成胚胎）。动物卵细胞未经排卵而被激活，将在卵巢中异位发育成畸胎瘤。2.2.6细胞的衰老与死亡1、细胞衰老（cellularaging,cellsenescence)：（1）概念：细胞的形态、结构和

7、生理功能出现逐渐退行性变化的现象，称细胞衰老。是机体衰老、老年病的发病基础。本质是细胞是有寿命的。（2）Hayflick界限（Hayflick等，1961）：细胞，特别是培养细胞是有寿命的，其增殖能力有一定的界限。主要体现在细胞分裂的有限性。人二倍体细胞40~60次传代。培养细胞的传代次数与动物的寿命呈正相关：小鼠寿命3年，细胞可传12代；鸡30年，25代；龟200年，140代。细胞传代数与细胞来源个体的年龄呈负相关：如新生儿的细胞可传20~40代，成年人的成纤维细胞20~30代。（3）细胞衰老的特征：人类的衰老特征：头发变白，牙齿脱落，肌肉松弛，血管硬化，感觉

8、迟钝和记忆力减退等。细胞