細(xì)胞分化分子機(jī)制ppt課件-wenkub
2023-05-18 03:42:03 本頁面
【正文】 地表達(dá)其中一部分 。 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。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。 ? 根據(jù)對(duì)果蠅 、 家蠶等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的研究表明： ? 卵受精后 ， 首先表達(dá)的是母體基因；母體基因的產(chǎn)物是轉(zhuǎn)錄因子 ， 沿胚的前后軸形成一個(gè)濃度梯度 ， 決定了胚的前后位置和頭尾區(qū)域；控制其它基因的表達(dá)： ? 母體基因 → 間隙基因 → 成對(duì)基因 → 體節(jié)極性基因 →同源異形基因 （ homeotic gene， Hox） Gene and Development 母體基因 間隙基因 成對(duì)基因 體節(jié)極性基因 同源異形基因 奢侈基因與管家基因 生物體細(xì)胞中含有決定生長分裂和分化的全部基因信息，按其與細(xì)胞分化的關(guān)系，可將這些基因分為兩大類： 奢侈基因 和 管家基因 ?奢侈基因 (luxury 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。 ? 2） 基因擴(kuò)增： 果蠅多線染色體 。 ? 細(xì)胞數(shù)量效應(yīng) ? 小鼠胚胎胰腺原基在體外進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí) ， 可發(fā)育成具有功能的胰腺組織 ， 但如果把胰原基切成 8小塊分別培養(yǎng) ， 則都不能形成胰腺組織 ， 如果再把分開的小塊合起來 ， 又可形成胰腺組織 。 母系基因產(chǎn)物控制卵的不對(duì)稱分裂 ?細(xì)胞的不對(duì)稱分裂 使姐妹細(xì)胞產(chǎn)生了差異 ?在細(xì)胞分裂時(shí)一些重要的分子被不均等地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中 ?進(jìn)一步更復(fù)雜的模式由細(xì)胞間相互作用產(chǎn)生 ? 胚胎誘導(dǎo) (embryonic induction) ： 胚胎發(fā)育過程中 ， 一部分細(xì)胞影響相鄰細(xì)胞向一定方向分化的作用 。 ? 動(dòng)物卵細(xì)胞中貯存有 大量 mRNA， 呈非均勻分布； ? 用轉(zhuǎn)錄抑制劑放線菌素 D處理海膽受精卵 ， 胚胎發(fā)育仍能進(jìn)行至囊胚期 ? 用蛋白質(zhì)翻譯抑制劑嘌呤霉素處理受精卵 ， 受精卵停止發(fā)育 。原被誤認(rèn)為功能單一的干細(xì)胞后被證實(shí)具有自我復(fù)制能力，可分化為人體 206種組織器官的原始細(xì)胞； ? 1998年在人胚囊內(nèi)層細(xì)胞分離出人的胚胎干細(xì)胞，目前通過核移植技術(shù)獲得人胚胎干細(xì)胞 。所產(chǎn)生的子細(xì)胞有兩種結(jié)果，一是保持親代特性，仍作為干細(xì)胞；二是不可逆地向終末方向發(fā)展，成為一至幾種類型的特定細(xì)胞。 ? 根據(jù)個(gè)體發(fā)育過程中出現(xiàn)的先后次序不同，干細(xì)胞可分為兩類： 胚胎干細(xì)胞 及 成體干細(xì)胞。 一、細(xì)胞分化 受精卵發(fā)育按嚴(yán)格的模式和時(shí)間次序發(fā)展，發(fā)育初級(jí)的細(xì)胞并非包含成形的形體，而是具備發(fā)育為完整個(gè)體的潛力。 這種潛力，來自一組稱為 干細(xì)胞 的分化能力。 ? 胚胎干細(xì)胞 ， 又稱全能干細(xì)胞， 存在于未發(fā)育成熟的胚胎 ，高水平表達(dá)端粒酶，可分化為除構(gòu)成臍胎盤，臍帶等之外的任何一種特定類型細(xì)胞。 干細(xì)胞命運(yùn)各不相同，但分化機(jī)制相似：調(diào)控基因 指導(dǎo)特異性基因的轉(zhuǎn)錄及特定蛋白質(zhì)的合成，從而細(xì)胞逐步發(fā)展為具有專門功能的特定細(xì)胞類型。 ? 干細(xì)胞具有的 能夠穩(wěn)定生存增殖并保持多向分化潛能的特性 使其在遺傳性疾病和組織器官移植領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。 ? 卵裂后的細(xì)胞質(zhì)的特性決定了子細(xì)胞核的分化命運(yùn) 。 ? 誘導(dǎo)者 (inductor) ：對(duì)其它細(xì)胞起誘導(dǎo)作用的細(xì)胞： ? 脊索可誘導(dǎo)其頂部外胚層發(fā)育成神經(jīng)板 ， 神經(jīng)溝和神經(jīng)管； ? 視胞可誘導(dǎo)其外面的外胚層形成晶體 ， 而晶體又可誘導(dǎo)外胚層形成角膜 。 ? 細(xì)胞外基質(zhì)的影響 ? 干細(xì)胞在 IV型膠原和層粘連蛋白上分化為上皮細(xì)胞； ? 在 I型膠原和纖粘連蛋白上形成纖維細(xì)胞； ? 在 II型膠原及軟骨粘連蛋白上發(fā)育為軟骨細(xì)胞 。 ? 3） 基因重排： 免疫球蛋白基因 （ 106~108種抗體 ） 。 ? 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?。 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。 ? 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)。 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 。膨松區(qū)是基因的活化區(qū)，即正轉(zhuǎn)錄區(qū)域。 ?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。 ? 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。成肌細(xì)胞融合后，開始激活表達(dá)并使之最終分化為形態(tài)及功能成熟的骨骼肌細(xì)胞。神經(jīng)元細(xì)胞兩端生長出樹突及軸突，軸突定向生長延伸至靶細(xì)胞部位，末端與靶細(xì)胞形成突觸連接，最終從形態(tài)及功能上發(fā)育分化成熟。 ? 剛毛器的發(fā)育始于第二胸部體節(jié)的翅成蟲盤細(xì)胞，經(jīng)神經(jīng)原細(xì)胞至神經(jīng)前體細(xì)胞的發(fā)育 , 前體細(xì)胞經(jīng)過兩次分裂后的 4個(gè)子細(xì)胞發(fā)育成上述 4種特化細(xì)胞。 神經(jīng)元細(xì)胞分化過程中的基因表 達(dá) 神經(jīng)原細(xì)胞 神經(jīng)前體細(xì)胞 ac a Lsc sc ? ac及 sc的表達(dá)受另兩種基因 —daughterless（ da） 及 extramachrochaete（ emc） 的調(diào)節(jié)， da及 emc產(chǎn)物亦為 bHLH蛋白，均可與 ac及 sc蛋白結(jié)合成異二聚體，前者通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄促進(jìn)神經(jīng)原細(xì)胞向神經(jīng)前體細(xì)胞分化，而后者則起抑制作用。 正常成人的血液中還含有少量珠蛋白 α2δ2 。 bZIP ? GATA1和 EKLF也是重要的紅系反式作用因子，在紅系細(xì)胞的分化和基因表達(dá)過程中起關(guān)鍵作用， GATA位點(diǎn)突變會(huì)使紅系分化終止。 （
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