第14章细胞分化与基因表达调控ppt课件.ppt

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1、细胞分化第十四章与基因表达调控同源异型基因（homeoticgene）一类含有同源框的基因。在胚胎发育中的表达水平对于组织和器官的形成具有重要的调控作用。该类基因的突变，就会在胚胎发育过程中导致某一器官异位生长，即本来应该形成的正常结构被其他器官取代了。例如，果蝇的同源异型基因Antp（触角基因）的突变，导致果蝇的一对触角被两只腿所取代。已发现的Hox基因的产物基本上都是转录因子，同源框的蛋白产物呈螺旋-转角-螺旋的立体构型，可以和DNA双螺旋的主沟吻合，附着于邻近于TAAT的碱基，由于它能识别所控制的基因启动子的特异序列，从而在转录水

2、平调控基因表达。编辑词条细胞分化指同一来源的细胞逐渐发生各自特有的形态结构、生理功能和生化特征的过程。14.1细胞分化(celldifferentiation)1.1细胞分化的基础●（1）细胞分化是基因选择性表达的结果●（2）组织的基因类型（一）持（当）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；（二）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

3、类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能。●（3）组合调控引发组织特异性基因的表达①组合调控（combinationalcontrol）少量调控蛋白通过组合可形成大量的调控蛋白复合体，启动为数众多的特异细胞类型的分化；往往起作用的是一种或两种关键性调节蛋白。②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）。③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。果蝇ey基因在腿的前

4、体细胞中表达，触发了在腿上发育眼眼关键的单基因调控蛋白Ey（果蝇）Pax（脊椎动物）组合调控引发组织特异性基因的表达●调控蛋白指与基因调控序列（启动子或增强子）结合来调节基因转录的转录因子。从功能上分为两类：通用转录因子—与结合RNA聚合酶的启动子位点结合。特异转录因子—与特异基因的各种调控位点（增强子）结合，促进或阻抑这些基因的转录。典型的转录因子至少具有两个结构域，一个是DNA结合结构域,最常见的几种结构模式；一个是激活结构域。●启动子指作用于真核细胞基因转录起始，能被RNA聚合酶识别并与之结合的特异性DNA序列，它是基因准确和有效地进

5、行转录所必需的结构。●增强子在真核细胞中，增强子是通过与特定转录因子结合，作用于启动子，增强基因转录活性的一段DNA控制序列。真核生物基因转录的激活是由启动子、增强子、通用转录因子和特异转录因子复合体调节的。首先，特异转录因子的DNA结合结构域与特异基因的各种调控位点（增强子）结合，接着特异转录因子的激活结构域与通用转录因子结合；通用转录因子再与启动子结合，启动子与RNA聚合酶结合，起始基因的转录。（4）单细胞有机体的细胞分化黏菌●（5）转分化与再生①转分化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（transdiffere

6、ntiation）。水母横纹肌细胞转分化为神经细胞、平滑肌细胞、上皮细胞、刺细胞转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的过程。②再生指生物的器官损伤后，剩余的部分长出与原来形态功能相同的结构的现象。—生理性再生：即细胞更新，如人的红细胞。—修复性再生：壁虎的尾、蝾螈的断肢、螃蟹的肢。—无性繁殖。２影响细胞分化的因素●细胞的类型(totipotency）①细胞全能性：是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。如受精卵、植物细胞。②干细胞：是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞，能够产生至少一种类型高

7、度分化的子代细胞。－多能干细胞：具有产生多种类型细胞的能力，但却失去发育成完整个体的能力。－单能干细胞：只能产生一种类型的细胞。③成熟动物细胞的细胞核具备全能性。60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移殖，90年代末多利羊的诞生都证明了分化细胞具有完整的DNA。受精卵胚囊原胚肠外胚层内胚层表皮及其附属结构（指甲、毛发）脑和神经系统（感受器）胚胎肠道其他：肾上腺髓质消化道的上皮腺体（肝和胰）呼吸道的上皮（气管、支气管、肺上皮）其他：尿道和膀胱的上皮中胚层脊索真皮肌肉（骨骼肌和平滑肌）内脏器官的外膜排泄系统（肾和输尿管）生殖系统（睾丸、卵巢、输卵管、

8、子宫）循环系统（心脏、血管、淋巴系统等）造血干细胞单能干细胞●（1)细胞外信号的诱导（一）　胚胎诱导　胚胎发育到一定时期，一部分细胞会影响相邻细胞使其向一定方向分化。例如（二）