第十章 细胞分化

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1、第十章细胞分化Chapter10celldifferentiation第十章细胞分化一细胞分化的基本概念二细胞分化的特点三细胞分化的机制2021/7/152概述多细胞有机体由各种不同类型的细胞组成，所有这些细胞都来自一个受精卵。细胞分裂增加细胞的数量；细胞分化增加细胞的种类。哺乳动物卵细胞的受精过程2021/7/153一个受精卵（1个细胞）婴儿（约21012个细胞）成年人（601012个细胞）各种组织和器官执行各种复杂生命活动各种组织和器官人的个体发育过程衰老死亡41次分裂2021/7/154一、细胞分化的概念细胞分

2、化（celldifferentiation）在个体发育中，由一种相同的细胞类型（同源细胞）在细胞分裂后逐步在形态、结构和功能上形成稳定性差异的过程。是基因在特定因素的作用下选择性表达的结果。是多细胞生物发育的基础与核心。2021/7/155受精卵卵裂分化外胚层神经管表皮腺脑脊髓毛、齿甲、爪疏松结缔组织致密结缔组织中胚层软骨骨肌肉形成血的组织髓样组织淋巴组织泌尿生殖系统内胚层呼吸系统上皮消化道上皮胰肝腺甲状腺甲状旁腺外胚层中胚层内胚层组织和细胞分化的不同途径2021/7/156二、细胞分化的特点普遍性稳定性时间性与空间性可逆

3、性（特定条件）2021/7/157细胞分化的普遍性细胞分化是一种普遍的生命现象，在整个个体发育过程中均有发生。胚胎期是细胞分化最重要的时期，且最为频繁和迅速。成体是各种组织中保留的干细胞，能够不断产生新的分化细胞，以替代衰老死亡的细胞。2021/7/158细胞分化的稳定性是细胞分化最显著的特点，特别是在高等生物中，细胞一旦分化成为稳定类型的细胞后，就不能自发地从分化状态逆转为原来的未分化状态。分化的稳定性是个体发育不可逆性的基础。2021/7/159神经细胞和骨骼肌细胞在机体的整个生命过程中始终保持着稳定的分化状态，不会逆

4、转到未分化状态再进行分裂。离体培养的黑色素细胞在体外培养30多代后，仍保持稳定的合成黑色素的能力等。2021/7/1510时间性和空间性时间性：个体发育经过的几个阶段：受精卵—卵裂期—囊胚期—原肠胚期（内、中、外三个胚层的分化）—神经轴胚期——器官发生期2021/7/1511时间性和空间性空间性例：爪蟾通过对32细胞期胚胎中的每一个卵裂球进行标记追踪，确定了爪蟾晚期囊胚发育的命运图：植物半球下部的1/3区域—内胚层动物半球—外胚层囊胚赤道处——中胚层2021/7/1512细胞分化的可逆性在一定条件下，在具有增殖能力的组织中

5、，已经分化的细胞逆转恢复到胚性状态。这种现象称为去分化（dedifferentiation）。2021/7/1513（1）一般发生于具有增殖能力的组织（2）细胞核处于有利于分化逆转的环境中（3）分化能力的逆转必须具有相应的遗传物质基础分化的可逆性（特定条件）2021/7/15141958年Stewarod证实了细胞分化可逆性的存在。Stewarod实验过程在培养液中使野生胡萝卜韧皮部的分化细胞去分化，而后重新分裂，进而再分化，最后长成完整植株2021/7/1515分化的可逆性传统观点认为，高等动物细胞分化后，一般不再逆转到

6、未分化的胚性细胞如肌肉细胞，不会逆转成原始的中胚层细胞神经细胞，不再逆转到外胚层细胞2021/7/1516分化的可逆性低等动物断肢，再生（regeneration）如两栖类，蝾螈蝾螈断肢后，伤口处已分化的表皮、血管、肌肉、神经等细胞能逆转成一种原始胚性细胞—去分化（dedifferentiation，逆分化，脱分化），胚性细胞重新分裂，形成胚芽，分化，再生新的器官2021/7/1517分化的可逆性再分化：去分化的细胞，重新形成各种组织细胞，称再分化（redifferentiation）再生：指生物体的整体或其一部分受外力作

7、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组织结构的修复过程。再生的过程，是一个去分化和再分化的过程2021/7/1518三、细胞分化的机制细胞分化是出现具有新的形态、结构与功能的细胞类型的过程新的形态、结构与功能的分子基础：特定基因的表达，新的特定蛋白质的合成2021/7/1519细胞分化的机制分化过程中，之所以能相继出现新的细胞类型，就是由于特定基因相继活化的结果，这种现象称基因顺序表达（sequentialexpression）或差次表达（differentialexpressio

8、n）2021/7/1520细胞分化的机制分子杂交实验表明，在细胞的全套基因组中，只有少数基因（5－10％）表达基因组中表达的基因又分两类：（1）一类是维持细胞基本生命活动所必须的，称管家基因（housekeepinggene），如编码核糖体蛋白、线粒体蛋白、糖酵解酶等的基因（2）另一类是指导合成组织特异