第十一章细胞分化与基因表达调控ppt课件.ppt

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1、第十一章细胞分化与基因表达调控◆细胞分化(celldifferentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程◆细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心；细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成；合成特异性蛋白质实质在于组织特异性基因在时间和空间上的差异性表达；差异性表达的机制是由于基因表达的组合调控。◆细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现第一节细胞分化(Celldifferentiation)一、细胞分化的基本概念1.细胞分化是基因选择性表达的结果2.组织特异性基因与当家基因

2、（1）当家基因(house-keepinggenes)：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；（2）组织特异性基因(tissue-specificgenes)，或称奢侈基因(luxurygenes)：是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能；分子杂交技术检测基因及其表达（3）调节基因产物用于调节组织特异性基因的表达，起激活或者起阻遏作用。3.组合调控引发组织特异性基因的表达（1）组合调控（combinationalcontrol）概念：有限的少量调控蛋白启动为数众多的

3、特异细胞类型的分化的调控机制。即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。（2）生物学作用：借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）。（3）分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动。4.单细胞有机体的细胞分化与多细胞有机体细胞分化的不同之处在于前者多为适应不同的生活环境，而后者则通过细胞分化构建执行不同功能的组织与器官。多细胞有机体在其分化程序与调节机制方面显得更为复杂。5.转分

4、化与再生（1）一种类型分化的细胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化（transdifferentiation）。（2）转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化的过程。（3）生物界普遍存在再生现象（regeneration），再生是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。（4）不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。二、影响细胞分化的因素1.细胞的全能性(totipotency)（1）概念：细胞全能性是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。（2）植物细胞具有

5、全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株。（3）动物细胞核移植(Nucleartransfer)实验证明细胞核具有发育全能性。如蛙红细胞核移植后发育成蝌蚪。Dolly羊的诞生说明高度分化的哺乳动物体细胞核也具有发育全能性。胚胎干细胞2.影响细胞分化的因素（1）胞外信号分子对细胞分化的影响,如眼的发生（2）细胞记忆与决定（3）受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响（4）细胞间的相互作用与位置效应（5）环境对性别决定的影响（6）染色质变化与基因重排对细胞分化的影响三、细胞分化与胚胎发育—Hoxgenes同源异型基因（homeoticselectorgen

6、e，Hoxgene）1.果蝇体节发育中起关键作用的基因群。含有高度保守的180bp组成的DNA序列，称同源框。编码60个氨基酸，形成螺旋-转角-螺旋结构，与DNA序列大沟相互作用，启动基因表达。2.同源异型基因在染色体上的排列与胚胎发育在时、空序列上是一致的。第二节癌细胞(Cancercell)一、癌细胞的基本特征：癌症是一种严重威胁人类生命安全的疾病。动物体内细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞(tumorcell)。具有转移能力的肿瘤称为恶性肿瘤（malignancy）。上皮组织的恶性肿瘤称癌。1.基本生物学特征（1）细胞生长与分裂失去控

7、制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞。（2）具有扩散性：癌细胞的细胞间粘着性下降，具有浸润性和扩散性，这是癌细胞的基本特征。在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞，且失去了许多原组织细胞的结构和功能。（3）细胞间相互作用改变（识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原）（4）蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白、端粒酶活性升高）（5）mRNA转录谱系的改变（少数基因表达不同；突变位点不同，表型多变）（6）染色体非整倍性癌细胞染色体非整倍性2.体外培养的恶性转化细胞的特征（1）恶性转化细胞同癌细胞一样具有无限增殖的潜能（2）在体外培养时贴壁性下降（3）失去

8、接触抑制（4）培养时对血清依赖性降低（5）当将恶性转化细胞注入易感动物体内，往往