最新W.12.细胞分化与基因表达调控-药学医学精品资料.ppt

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1、最新W.12.细胞分化与基因表达调控-药学医学精品资料2.细胞分化特点：①细胞分化是稳定单向演变的，一般来说是不会逆转的；②分化的方向和程序都是预见确定的，例鳞翅目，双翅目昆虫的变态发育，幼虫体节中有不同的成虫盘（or称器官芽）人工诱发使果虫蝇某个成虫盘突变，羽化后将出现某种organ畸变，如“触角足”，现已知成虫盘的细胞分化由一系列的“同源异源盒型基因”hemeobox基因Hoxs调控。③细胞生理状态常随分化程度而改变：例分化程度增多，对电离辐射的耐受能力亦增强。二、细胞分化中发育潜能变化：1.   发育潜能的演变规律：多能干细胞→单能干细胞→终末分化细胞。全能性(tot

2、ipotenuy)→多能性(pluripotercy)→单能性(rwonopoency)。动物个体发育中随着细胞分化程度深入使其发育潜能逐渐变窄，变专一性。例成熟红细胞是高度分化，是发育到尽头了，因此称为终端分化细胞or称特化细胞。这种基因时空表达调控的实质，是由有限的少量调控蛋白以组合调控方式来顺序启动众多特异细胞的分化，即关键调控蛋白先启动部分特异基因的表达（express），诱导部分细胞分化，而被启动的基因表达产物又成为其他基因的调控启动因子，从而诱导更多的细胞走向分化，最终由这种级联方式启动分化构成有序的三维细胞群体，导致了器官（organ）形成，e.g.:对果蝇眼

3、基因转导入早期发育细胞，居然诱导其腿部形成了眼。理论推算，n个调控蛋白的组合调控可级联启动2n个分化细胞类型。2.细胞分化程度与基因时空表达的关系：高度分化细胞：尽管其细胞核中仍具有完整的基因，但依照基因时空表达的程序表，它还能发生差别基因表达的可能性已极少了。所以该特化细胞的发育潜能已变得十分有限了。五、细胞质在细胞分化中的重要作用:1.动物特化细胞全能性丧失的原因:细胞全能性——细胞核全能性+细胞质全能发育base众多试验证明了动物特化细胞本身的细胞质是丧失了发育潜能的，只有细胞核移植到具有全能性发育潜能的卵细胞质中，才有了能实现整个杂交细胞的全能性，这就是该问题的症结

4、。2.动物卵细胞质对细胞分化的调控胚胎学家发现受精卵中，从动物极到植物极之间的卵细胞质呈现分区现象，其中物质的不均一性决定了随后卵裂细胞的不同分化命运。·决定子·性细胞决定子生殖质、极质3.细胞分化决定子的分子性质：细胞分化决定子实质是来源于母体的遗传调控。信息是贮存在成熟卵母细胞细胞质中的多种类型的隐蔽mRNA（maskedmRNA）（大量存在多copy）。4.隐蔽mRNA的特点：是早在受精之前的卵母细胞阶段转录合成而贮存；贮存中的隐蔽mRNA无活性（与蛋白质结合，以RNP存在,无活性）受精引起胞内的Na+浓度改变，诱导隐蔽mRNA激活；各种类型的maskedmRNA在卵

5、细胞质中是不均一分布的定位贮存，所以卵裂后不同子细胞的细胞分化方向也各有不同，显然决定细胞分化方向的初始信息储存于卵细胞中，卵裂后的各个细胞所携带信息已开始有所不同，这种差别又通过胚胎细胞诱导作用，旁分泌信号分子（细胞生长分子因子）对其他细胞产生级联效应，信息被不断修饰成为精细复杂的分化指令，最终指导产生分化各异的细胞type。六、细胞之间相互作用对细胞分化的影响：1.细胞位置效应，群体效应，其分化与所处位置有关联;2.胚胎诱导;3.激素对细胞分化的调控。eg1蛙的幼体发育变态（甲状腺素）eg2昆虫幼虫→蛹→成虫的变态发育（保幼，脱皮激素）七、环境与细胞分化的影响：新生婴儿

6、表现的各种type的先天畸形，其病因约只有10%左右是因遗传因素，而其余的则是因环境因素or是因环境与遗传共同作用所致，涉及的环境因素有：营养胁迫，瘟疫、病原菌传染，有毒化学物质、射线辐射等。致畸的关键敏感时期是怀孕头三个月。八、再生现象（植物及低等动物）：蚯蚓等再生能力较强，再生现象实质也是细胞分化的一种特殊形式。1.再生是来源于创伤面的去分化细胞：去分化（dedifferentiation），再分化（redifferentiation）。2.再生现象的启示：某些动物细胞在特定条件下，某细胞分化是可能逆转，即由终端分化→去分化→再分化。九、克隆动物研究的意义（人为条件下的

7、再生）：1.首次证实了哺乳动物成体的特化细胞的细胞核仍保持有发育全能性，英国Roshin研究所尝试以成体乳腺细胞的细胞核移植来探索clone动物这种无性繁殖途径的研究背景及研究目的是为了用此技术来扩展转基因动物的生物学效应。2.首次成功证实了哺乳动物特化细胞的发育潜能是有可能在人为条件下发生逆转分化的，并探索了实现去分化——再分化的实验技术。·以冷饥饿休克处理法，使供核细胞进入Go期状态，实现去分化。·以电脉冲融合法，激活移植卵启动，实现再分化。3.证实了动物clone并不是100%的复制，clone≠copy：“