细胞的分化与基因表达调控.ppt

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1、第十四章细胞分化与基因表达调控西北大学生命科学学院细胞生物学课题组2011-5-18提纲（一）细胞分化的基本概念：细胞分化的概念，细胞的全能性和细胞决定，细胞分化的标志物；（二）细胞分化的分子基础：细胞分化的实质是基因的选择性表达；（三）影响细胞分化的因素：细胞核和细胞质的相互作用对分化的影响，诱导和抑制对分化的影响，激素和细胞粘附分子对分化的影响，位置信息对分化的影响；（四）癌细胞：癌细胞的基本特征，癌基因和抑癌基因；（五）真核基因表达调控：转录水平调控，加工水平调控，翻译水平调控。第一节细胞分化1细胞分化的基本概念；2影响细胞分化的

2、因素；3细胞分化与胚胎发育。细胞分裂：细胞数目增多的过程，分裂产生的子细胞与亲代细胞在形态结构和功能上往往一样；细胞分化：细胞种类增多的过程，使细胞由非专一性（非特化性）状态向形态和功能的专一性（特化性）状态转变，成为具有不同表型结构的各种类型细胞。细胞的分化基本概念：指多细胞生物个体发育中，内在机制作用下，由一种相同的经细胞分裂后逐渐想成在结构、形态、生理功能及生化特征等方面稳定性差异，产生多种不同的细胞类型，以形成个体不同的组织、器官和系统的过程。P469重点1.1细胞分化是基因选择性表达的结果遗传物质选择性丢失；选择性表达：在同一

3、时间内不是所有的基因都具活性，而是有的有活性，有的无活性，有些细胞是这部分基因有活性，有些细胞则是另外一些基因有活性。分子杂交技术分子杂交技术检测基因及其表达表明：－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。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-spe

4、cificgenes):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组合调控（combinationalcontrol）：有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化的调控机制

5、。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。主导基因：在启动细胞分化的过程中，发挥决定作用的1到2种调控蛋白编码基因。如MyoD基因就是调控成肌细胞分化形成骨骼肌细胞的主导基因。MyoD基因家族主要在骨骼肌肌肉细胞中表达,MyoD基因与Myf一5基因参与骨骼肌肌

6、肉细胞的决定过程，但两者在时间上有不同的生肌作用插入位点(entrypoint)：一个由Myf一5基因引发，是建立早期的生肌节所必须的，另一个以MyoD基因为标志，形成后期的生肌节细胞，在生肌节发育后期，两基因又同时表达。Myogenin基因与MRF4基因参与了骨骼肌肌肉细胞的终末分化过程。骨骼肌肌肉发生(myogenesis)是一个复杂的连续的过程，MyoD基因家族以及其它的转录调节因子通过网络式的调节方式在分子水平上来决定骨骼肌肌肉细胞的发育命运。重点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

7、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。转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化（redifferentiation）的过程。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。重点（二）再生Regeneration广义的再生：广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与

8、器官水平及整体水平的再生。再生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