细胞分化课件.ppt

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1、受精卵卵裂分化细胞分化受精卵囊胚原肠胚第十四章细胞分化细胞分化/celldifferentiation：指从受精卵开始的个体发育过程中,细胞之间逐渐产生稳定性差异的过程。受精卵发育成多细胞动物是通过细胞增殖和分化而实现的。第一节细胞分化的基本概念运输O2和CO2肌肉收缩血红蛋白Hb细胞分化的标志：合成新的特异性蛋白质出现新组装的亚细胞结构特定功能肌动蛋白和肌球蛋白一、细胞分化特点1.稳定性2.转分化与去分化3.分化的时空性4.普遍性：在整个个体发育过程中均有细胞分化活动，但胚胎期是最重要的细胞分化时期。细胞决定/celldetermination：个体发育中，细胞在发生可识别的分化特

2、征之前，就已确定未来的发育命运，并向特定方向分化，细胞预先作出的分化选择。1.细胞决定制约分化方向细胞决定是细胞预先做出的分化选择，而细胞分化则是细胞在形态、结构、功能方面的稳定差异。2.细胞决定具有遗传稳定性二、细胞决定原肠胚早期原肠胚晚期供体受体预定发育成表皮预定发育成脑表皮脑三、 具备全能性的细胞与细胞核（一）全能性的细胞细胞全能性/totipotency细胞的多能性/pluripotency单能性/unipotency细胞分化的规律：全能多能单能（二）细胞核保持分化全能性在发育过程中：细胞的全能性——降低全能性细胞核/totipotentnucleus：含全套的遗传信息证明：

3、20世纪60年代：蛙的核移植实验1997年：Dolly羊?显微注射蛙的核移植实验肠上皮细胞皮肤上皮细胞ABC体细胞克隆技术示意图四、分化与分裂的关系细胞在分化前多次分裂同源群的细胞分裂前可处在不同的分化程度分化在G1期进行增殖快则分化慢分裂能力随分化程度提高而下降高度分化的细胞不再分裂两者伴随发生但不完全平行基本概念持家基因/housekeepinggene：维持细胞生命活动所必需的，各类细胞普遍共有的，与细胞分化关系不大，对细胞分化只起协助作用。奢侈基因/luxurygene：编码决定细胞性状的特异蛋白，决定细胞分化的物质基础。第二节细胞分化的分子基础运输O2和CO2肌肉收缩肌动蛋

4、白和肌球蛋白血红蛋白Hb一、细胞分化是基因选择性表达基因差异表达/differentialgeneexpression：细胞分化并不是基因组DNA全部表达，而是奢侈基因按一定的程序，有选择地相继活化。某些基因开/关组织特异性Southern杂交实验检测DNA的存在Northern杂交实验从mRNA水平检测检测基因是否表达分子杂交技术检测基因及其表达细胞总DNA细胞总RNA输卵管细胞成红细胞胰岛细胞输卵管细胞成红细胞胰岛细胞卵清蛋白基因++++--β-珠蛋白基因+++-+-胰岛素基因+++--+实验方法Southern杂交Northern杂交二、细胞分化相关基因表达的调节基因差异表达的

5、调控主要发生在转录水平顺式调控元件（启动子、增强子、沉默子）反式调控因子（通用转录因子特异转录因子）活性染色质结构的特异调控区DNA甲基化：甲基化位点可阻碍转录因子结合，甲基化程度越高,DNA转录活性越低。同源盒基因：同源盒基因表达的同源蛋白是一类非常重要的转录调节因子。一、细胞质在分化中的作用第三节    细胞分化的调节因素1.细胞质的不均等分配影响细胞的分化命运在胚胎早期发育过程中，胞质中某些成分的分布有区域性，细胞分裂时细胞质成分被不均等的分配到子细胞中，这种不均一性胞质成分可以调控细胞核基因的表达，在一定程度上决定细胞的早期分化。2.细胞质对细胞核的作用细胞质中的某些成分可以

6、激活/抑制核基因的活动基因产物加入到细胞质中核内基因的表达状态调整胚胎细胞逐步决定、分化感觉性神经母细胞Numb蛋白支持细胞感觉性神经元鞘层细胞早期胚胎细胞不对称分裂示意图二、诱导和抑制对分化的影响诱导/induction：胚胎发育过程中胚层之间相互促进分化的正向作用。抑制/inhibition：分化的细胞抑制邻近细胞进行相同分化，是一种负反馈调节。Induction＆inhibition协调作用，维持分化和发育。诱导是有层次的，先生成的结构可以作为导物来诱导下一个结构产生分化诱导的三个层次：初级诱导：中胚层的脊索→外胚层神经板次级诱导：外胚层的神经板视泡外胚层眼晶状体三级诱导：外胚

7、层晶状体→外胚层角膜三个胚层中，以中胚层首先分化，诱导出现早、作用强抑素/chalone是一种化学介质；由分化完成的细胞产生；抑制附近的细胞进行同样的分化；旁侧抑制和细胞的多样性三、激素对分化的影响激素：细胞分泌的多种信息分子的总称远距离进行分化调节特点：特异性—相同激素对不同靶细胞产生不同作用高效性—痕量可促发级联放大效应适应性—可协调复杂的发育过程甾体激素肽类激素脂溶性水溶性分子小，可穿过胞膜分子大，不可穿过胞膜与胞内受体结合入核、结合到染色质上与膜上