细胞分化概念.ppt

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1、第十四章细胞分化与基因表达调控个体发育从受精卵形成胚胎,而后胚胎生长发育成个体的过程称为个体发育,从形态上看,个体发育过程经历生长,分化和形态发生.受精受精是成熟的精子与成熟的卵子相遇,两者互相作用后,经历顶体反应，皮层反应，原核融合等过程，受精作用结束。受精图（海胆）胚胎发生受精后，受精卵经过多次有丝分裂，叫卵裂，它与体细胞有丝分裂不同：1、细胞增殖，无细胞生长2、细胞的核质比例越来越大3、分裂快，无明显间期，迅速形成囊胚经过囊胚后，进入原肠胚，这是分化发展的过程。胚胎细胞的细胞周期非洲爪蟾卵母细胞发育Theoocyt

2、eis1-mmindiameterThecytoplasmis100,000timesmorethanaregularhumancellsAfterfertilization,rapidcelldivision(cleavage~)Firstdivision:90min2nd–12thdivisions:30min/divisionForms4096cellsin7hours(noG1andG2)胎儿的发育细胞分化：结构与功能的适应性Human:1014cells,>200celltypes一、细胞分化在个体发育中，由一

3、种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化（celldifferentiation).实质在于基因选择性表达1.1细胞分化是基因选择性表达的结果在个体发育过程中基因按照一定程序相继活化的现象，称为基因的差次表达或顺序表达。细胞分化并不是由于在发育过程中遗传物质选择性丢失所致；而是由于基因选择性的表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构和功能的差异。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卵清蛋白基因++++--β-珠蛋

4、白基因+++-+-胰岛素基因+++--+实验方法Southern杂交Northern杂交分子杂交技术检测基因及其表达1.2组织特异性基因与管家基因管家基因(house-keepinggenes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因、核糖体蛋白基因等；组织特异性基因(tissue-specificgenes)，或称奢侈基因(luxurygenes)：是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能；如卵清蛋白基

5、因、胰岛素基因等调节基因(regulatorygenes)产物用于调节组织特异性基因的表达，起激活或者起阻遏作用。细胞分化的实质是组织特异性基因在时间和空间上的差异表达（differentialexpress）所致。1.3组合调控引发组织特异性基因的表达pp.471图14－1：2n(n=3,A,B,C)即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。生物学作用：借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱

6、发整个器官的形成（如眼的发育）。分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动。1.4单细胞有机体的细胞分化单细胞生物体（甚至原核细胞）也存在细胞分化的现象。与多细胞有机体细胞分化的不同之处：前者多为适应不同的生活环境，而后者则通过细胞分化构建执行不同功能的组织与器官。1.5转分化和再生转分化（transdifferentiation）：一种类型分化的细胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化。去分化（dedifferentiation）：指分化细胞失去其特有的结构和功能变成具有未分化细胞特征的过程。再生

7、（Regeneration）：指生物体缺失部分后重建的过程：生物体的的整体或器官受外力作用发生创伤而部分丢失，在剩余部分的基础上又生长出与丢失部分在形态和功能上相同的结构。不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异：一般情况下，植物强于动物，低等动物强于高等动物，幼体强于成体。再生往往涉及去分化和再分化的过程，但有些细胞只是从G0期细胞进入细胞周期（如肝细胞）。再生的形式：生理性再生：即细胞更新，如人体内每秒中约有600万个新生的红细胞替代相同数量死亡的红细胞。修复性再生：许多无脊椎动物用这种方式来形成失去的器官，如上述提

8、到的壁虎的尾和螃蟹的肢。重建：是人工实验条件下的特殊现象。如人为将水螅的一片组织分散成单个细胞。在悬液中，这些细胞重新聚集，在几天至几周以后，形成一条新的水螅。现在普遍认为再生是细胞去分化，细胞迁移和细胞增殖的组合，而不是单纯的补充或增殖。如蝾螈的前肢被切除后，再生包括以下的过程：①伤口处细胞的粘着性减弱，通过变形运