《細(xì)胞分化分子機(jī)制》ppt課件-文庫吧
2025-04-18 03:42 本頁面
【正文】 gene)，編碼細(xì)胞特異性蛋白，與各種分化細(xì)胞的特定性狀直接相關(guān)，這類基因?qū)?xì)胞自身生存無直接影響。 ? 如編碼紅細(xì)胞血紅蛋白，肌細(xì)胞的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白等的基因?qū)俅祟?。 ?管家基因 (house keeping gene)，這類基因的表達(dá)產(chǎn)物為細(xì)胞生命活動(dòng)持續(xù)需要和必不少，但與細(xì)胞分化的關(guān)系不大，在細(xì)胞分化中只起協(xié)助作用。 如 tRNA， rRNA基因， 催化能量代謝的各種酶系， 三羧酸循環(huán)中各種酶系等 ? 從分子層次看，細(xì)胞分化主要是奢侈基因中某種（或某些）特定基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。某些基因的選擇性表達(dá)合成了執(zhí)行特定功能的蛋白質(zhì)，從而產(chǎn)生特定的分化細(xì)胞類型。 分化細(xì)胞的基因表達(dá)特征 ?一 基因組 ? 成熟分化的細(xì)胞保留著全部核基因組。 ?相關(guān)實(shí)驗(yàn)： ? 1964年 Gurdon等進(jìn)行的非洲爪蟾實(shí)驗(yàn) ? 1970年 Steward等用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè) ? 細(xì)胞培養(yǎng)成可育的胡蘿卜植株。 ? 1997年英國學(xué)者克隆出 “ 多莉 ” 羊 這些實(shí)驗(yàn)說明 ： 即使是終末分化細(xì)胞，其細(xì)胞核同樣也包含全部的遺傳信息，即具有發(fā)育為完整個(gè)體的 “ 全能性 ” 。 細(xì)胞的全能性 : 指已分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力 . ? 當(dāng)精子及卵子結(jié)合，來自父代及母代的基因即發(fā)生組合，形成發(fā)育為一個(gè)完整個(gè)體所需的基因組。 ? 分化進(jìn)程中，細(xì)胞有 選擇地啟動(dòng)某些基因 并 合成其它類型的細(xì)胞所不具備的蛋白質(zhì)，以構(gòu)成該種特定細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物及功能的基礎(chǔ)。 ? 如肌肉細(xì)胞發(fā)育的原腸胚形成階段，整個(gè)胚胎細(xì)胞都能合成肌球蛋白，但原腸期以后，合成肌球蛋白的細(xì)胞僅局限于心區(qū) ，而其他部位的細(xì)胞則被抑制 。 分化中為何出現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞表型的差異 ? 這是細(xì)胞各自表達(dá)特異性基因的結(jié)果。一些胚胎細(xì)胞按其遺傳潛能來說都是 “ 全能 ” 的，但其攜帶的遺傳信息在發(fā)育過程中并不都能表達(dá)，而是 按嚴(yán)格的時(shí)空順序有選擇地表達(dá)其中一部分 。 基因表達(dá)的階段特異性（時(shí)）及組織特異性 指特定基因 的表達(dá)按照嚴(yán)格的時(shí)間順序發(fā)生，同時(shí)，同一基因產(chǎn)物在不同的組織器官表達(dá)數(shù)量不同，不同的產(chǎn)物蛋白又分布于不同的細(xì)胞或組織器官 。 在胚胎發(fā)育過程中 ， 細(xì)胞基因組嚴(yán)格按時(shí)空順序相繼活化這一現(xiàn)象稱為基因的 差異表達(dá) （ differential expression） 或順序表達(dá) （ sequential expression） 。 從一個(gè)受精卵開始 ， 在個(gè)體發(fā)育的過程中逐步分化產(chǎn)生各種細(xì)胞類型和組織 ， 這種分化就是不同特異性基因相繼表達(dá)的結(jié) 果 。 二、特異蛋白的選擇性基因表達(dá)主要在轉(zhuǎn)錄水平 進(jìn)行 DNA RNA 多肽 轉(zhuǎn)錄 翻譯 如 果蠅和其他雙翅目昆蟲唾腺染色體所看到的膨松區(qū)的形成。膨松區(qū)是基因的活化區(qū)，即正轉(zhuǎn)錄區(qū)域。膨松區(qū)的位置和數(shù)目在相同發(fā)育階段的同一類型細(xì)胞一致，但在不同類型的細(xì)胞中有區(qū)別，在不同的發(fā)育階段也有明顯變化。 果蠅多線染色體 用 32P磷酸鹽 分別摻入 前體細(xì)胞 和 原成紅細(xì)胞 ，若珠蛋白基因有表達(dá)，則 DNA可轉(zhuǎn)錄有 32P標(biāo)記的RNA。當(dāng)用克隆的胚胎型 ?樣珠蛋白基因 DNA探針與之雜交，發(fā)現(xiàn)在原成紅細(xì)胞中有 DNARNA雜交反應(yīng)，而前體細(xì)胞中不發(fā)生雜交反應(yīng)。 ?說明前體細(xì)胞的胚胎型珠蛋白基因處于休止?fàn)顟B(tài)，直至發(fā)育到原成紅細(xì)胞時(shí)才被活化。表明 ?樣珠蛋白基因具有嚴(yán)格的紅系組織特異性和發(fā)育階段專一性特點(diǎn) 。 特異基因的階段性表達(dá) 組織形成中的基因表達(dá) 一 、 動(dòng)物及人體的基本組織類型 包括四類 1． 上皮組織 :來源于外胚層，如皮膚表層 2．結(jié)締組織 :由中胚層產(chǎn)生的，分布在表皮之內(nèi)各 器官組織之間，如韌帶、纖維、血漿 3．肌肉組織 :來自中胚層，又有平滑肌、骨胳肌和 心肌，主要組分是肌原纖維 4．神經(jīng)組織 :來自外胚層，由神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì) 胞組成 二 、 哺乳動(dòng)物 骨骼肌發(fā)育中的基因調(diào)節(jié) 1． 骨骼肌細(xì)胞發(fā)育包括 3個(gè)階段 1） 由胚胎的體節(jié)細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞決定 （ 分化方向 ） ， 并分化為成肌細(xì)胞； 2） 成肌細(xì)胞向胚胎肢芽遷移并保持增殖能力； 3） 成肌細(xì)胞停止分裂 ， 彼此融合成多核體細(xì)胞 （ 或 肌管 ） ， 伴隨細(xì)胞融合的出現(xiàn) ， 對(duì)骨骼肌發(fā)育 及其功能有關(guān)的各種肌細(xì)胞特異基因的表達(dá)使其 分化為成熟的骨骼肌細(xì)胞 。 骨骼肌細(xì)胞發(fā)育程序包括 3個(gè)階段 ? 已鑒定出 4種控制骨骼肌細(xì)胞發(fā)育的基因 ：myoD、 myf myogenin及 mrf4，分別表達(dá)相應(yīng)的 myoD、 myf myogenin及 mrf 4蛋白，統(tǒng)稱為 myoD家族蛋白 。 ? 這些蛋白均具有堿性螺旋 環(huán)螺旋（ bHLH）結(jié)構(gòu)，屬 DNA結(jié)合蛋白并行使轉(zhuǎn)錄因子 的功能。 ? myoD家族蛋白在形成同源及異源二聚體后可與基因調(diào)控區(qū)中的 CANNTG序列（又稱 Ebox）相結(jié)合，通過 DNAprotein相互作用， myoD構(gòu)象改變從而誘導(dǎo)肌細(xì)胞特異性的基因轉(zhuǎn)錄。 myoD誘導(dǎo)肌細(xì)胞特異性基因轉(zhuǎn)錄 基因 表型 myoD家族 敲除 存活 成肌細(xì)胞 肌細(xì)胞 蛋白功能 —————————————————————————————————————————————————————————— myoD 能 + + 不詳 myf 5 能 + + 不詳 myoD、 myf 5 否
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