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        細胞分化2ppt課件

        上傳人:沈*** 文檔編號:180133793 上傳時間:2023-01-04 格式:PPT 頁數:26 大?。?14KB
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        1、第十七章第十七章 細胞分化細胞分化cell differentiation)cell differentiation)細胞分化細胞分化在個體發育過程中,后代細胞間在在個體發育過程中,后代細胞間在形狀、構造和生理功能上發生差別的過程稱為形狀、構造和生理功能上發生差別的過程稱為細胞分化。細胞分化。一、細胞分化的根本特征一、細胞分化的根本特征1、形狀構造發生差別、形狀構造發生差別一個受精卵,卵裂,開場均圓形細胞,后一個受精卵,卵裂,開場均圓形細胞,后期,分化為神經細胞、上皮細胞、肌肉細期,分化為神經細胞、上皮細胞、肌肉細胞等。胞等。各種細胞大小、外形、構造上的差別與功各種細胞大小、外形、構造上的差別

        2、與功能相順應。能相順應。胚泡胚泡胎兒胎兒一個安康人大約一個安康人大約40109個細胞,個細胞,200多種多種2 2、差別基因表達、差別基因表達普通說來體內各種細胞均含有物種的全部基因,普通說來體內各種細胞均含有物種的全部基因,但并不是全部基因都在活動,在任何時間一但并不是全部基因都在活動,在任何時間一種細胞的基因組中只需少部分基因在活動。種細胞的基因組中只需少部分基因在活動。這些表達的基因大致可分為兩類:這些表達的基因大致可分為兩類:1 1持家基因持家基因house-keeping genehouse-keeping gene:其:其產物是維持細胞生存所必需的,在各種細胞產物是維持細胞生存所必

        3、需的,在各種細胞中都處于活動形狀的基因。如微管蛋白的基中都處于活動形狀的基因。如微管蛋白的基因、糖酵解酶系基因、核糖體蛋白基因。因、糖酵解酶系基因、核糖體蛋白基因。(2)(2)組織專注基因組織專注基因tissue-specific genetissue-specific gene(luxury gene(luxury gene奢侈基因奢侈基因):在不同細胞中專:在不同細胞中專注性選擇表達的基因,其產物賦予各種類型注性選擇表達的基因,其產物賦予各種類型細胞特異的形狀構造特征與生理功能。如皮細胞特異的形狀構造特征與生理功能。如皮膚的角蛋白基因,指點合成了表皮細胞特有膚的角蛋白基因,指點合成了表皮細

        4、胞特有的角蛋白。的角蛋白。不同類別細胞的基因選擇性活動的景象稱為差不同類別細胞的基因選擇性活動的景象稱為差別基因表達。別基因表達。3 3、細胞分化的本質、細胞分化的本質-組織特異性基因在時間組織特異性基因在時間和空間上的差別表達。和空間上的差別表達。分化細胞為什么會有差別基因表分化細胞為什么會有差別基因表達呢?這涉及基因的組織專注性表達調控。達呢?這涉及基因的組織專注性表達調控。真核生物中的差別基因表達要在真核生物中的差別基因表達要在基因表達鏈的各個環節上進展調理,最后合基因表達鏈的各個環節上進展調理,最后合成組織專注性蛋白。成組織專注性蛋白。a.a.基因轉錄程度的調控基因轉錄程度的調控 加強

        5、子的類型和位置在不同基因加強子的類型和位置在不同基因中存在很大差別可調控基因的差別表達;中存在很大差別可調控基因的差別表達;不同的轉錄因子組合調理不同的專不同的轉錄因子組合調理不同的專注基因表達等。注基因表達等。b.b.轉錄后加工程度上的精細調控轉錄后加工程度上的精細調控 由由DNADNA最初轉錄的最初轉錄的RNARNA,在某些細,在某些細胞中被完全降解,而在另一種細胞中胞中被完全降解,而在另一種細胞中可被加工成可被加工成mRNAmRNA;經過前體經過前體RNARNA的選擇性剪接可產生的選擇性剪接可產生出不同的出不同的mRNAmRNA和蛋白;和蛋白;mRNA mRNA的專注性降解也是控制基因的

        6、專注性降解也是控制基因表達的有效途徑。表達的有效途徑。C C、翻譯和翻譯后加工與修飾程度的調控、翻譯和翻譯后加工與修飾程度的調控 mRNA mRNA的翻譯效率;的翻譯效率;mRNA mRNA的穩定性和半衰期;的穩定性和半衰期;翻譯后蛋白的修飾和選擇性剪接等。翻譯后蛋白的修飾和選擇性剪接等。D D、染色體和、染色體和DNADNA程度的調控程度的調控 DNA DNA甲基化對基因轉錄表達活性具有調甲基化對基因轉錄表達活性具有調理作用;理作用;染色體的凝縮形狀對基因轉錄表達活性染色體的凝縮形狀對基因轉錄表達活性的影響。的影響。一個基因可以產生多個具有一個基因可以產生多個具有不同定位和功能的蛋白不同定位

        7、和功能的蛋白轉錄起始位點黑色箭頭的轉錄起始位點黑色箭頭的可選擇性導致多個不同的可選擇性導致多個不同的mRNA實體的產生,而實體的產生,而mRNA的選擇性拼接導致特定外顯子的選擇性拼接導致特定外顯子的結合。翻譯后,含有靶向序的結合。翻譯后,含有靶向序列灰色方框部分的蛋白將列灰色方框部分的蛋白將定位到特定的器官,而沒有靶定位到特定的器官,而沒有靶向序列的蛋白留在胞質中,并向序列的蛋白留在胞質中,并且這些蛋白還可以經受進一步且這些蛋白還可以經受進一步的翻譯后修飾加工如磷酸化的翻譯后修飾加工如磷酸化P標志等。標志等。4 4、細胞決議、細胞決議cell determinationcell determi

        8、nation 細胞在發生形狀差別之前的一定時間,細胞分細胞在發生形狀差別之前的一定時間,細胞分化命運即已確定。細胞從分化命運確定到出現特定化命運即已確定。細胞從分化命運確定到出現特定形狀的過程稱為細胞決議。形狀的過程稱為細胞決議。具有全能性的胚胎細胞和多能性的干細胞程度具有全能性的胚胎細胞和多能性的干細胞程度上,細胞間沒有表現出形狀上的差別,但經過多代上,細胞間沒有表現出形狀上的差別,但經過多代分裂,所產生的子細胞卻限定向一定方向發育。即分裂,所產生的子細胞卻限定向一定方向發育。即細胞的分化方向的限定早于形狀差別的出現,細胞細胞的分化方向的限定早于形狀差別的出現,細胞決議即意味著細胞內部已發生

        9、了穩定的變化,基因決議即意味著細胞內部已發生了穩定的變化,基因活動方式已開場發生改動?;顒臃绞揭验_場發生改動。5 5、分化細胞的表型穩定性問題、分化細胞的表型穩定性問題去分化與轉去分化與轉分化分化 普通說來分化細胞的表型要堅持穩定,普通說來分化細胞的表型要堅持穩定,以執行特定的功能。然而在某些條件下,分以執行特定的功能。然而在某些條件下,分化細胞也不穩定,其基因活動方式可發生可化細胞也不穩定,其基因活動方式可發生可逆變化,又回到未分化形狀。逆變化,又回到未分化形狀。1 1去分化去分化dedifferentiationdedifferentiation已分化已分化細胞又回到未分化形狀的過程。細胞

        10、又回到未分化形狀的過程。2 2轉分化轉分化transdifferentiationtransdifferentiation細細胞在發生去分化后,可再分化成其它細胞的胞在發生去分化后,可再分化成其它細胞的景象。再分化景象。再分化 在動物中,去分化細胞具有胚胎間充質在動物中,去分化細胞具有胚胎間充質細胞的功能,可再進展分化。細胞的功能,可再進展分化。在植物中,去分化細胞變為薄壁細胞,在植物中,去分化細胞變為薄壁細胞,組成愈傷組織,由愈傷組織再生出喪失的部組成愈傷組織,由愈傷組織再生出喪失的部分或再生植株。分或再生植株。二、細胞發育潛能的變化分化潛能的變化二、細胞發育潛能的變化分化潛能的變化發育潛能

        11、發育潛能developmental potentialdevelopmental potential細細胞分化才干的強弱。如受精卵具有分化出各胞分化才干的強弱。如受精卵具有分化出各種組織和細胞的潛能,并能發育成完好的個種組織和細胞的潛能,并能發育成完好的個體體全能性全能性totipotencytotipotency細胞具發育成完好細胞具發育成完好個體的潛能。個體的潛能。多能性多能性pluripotencypluripotency隨著胚胎的發育,隨著胚胎的發育,有的細胞雖然仍具有分化出多種組織的潛能,有的細胞雖然仍具有分化出多種組織的潛能,但卻失去了發育成完好個體的潛能,細胞具但卻失去了發育成完

        12、好個體的潛能,細胞具有的這種發育潛能稱為多能性。如哺乳動物有的這種發育潛能稱為多能性。如哺乳動物囊胚的內細胞團細胞具有分化出各種組織的囊胚的內細胞團細胞具有分化出各種組織的多能性。多能性。單能性單能性monopotencymonopotency只能分化出一種細只能分化出一種細胞的才干。胞的才干。受精卵的全能性受精卵的全能性 干細胞能分化為多種類型的細胞干細胞能分化為多種類型的細胞全能細胞多能干細胞一植物細胞的全能性一植物細胞的全能性 發育潛能上植物細胞不同于動物細發育潛能上植物細胞不同于動物細胞,高度分化的植物細胞仍具有發育成胞,高度分化的植物細胞仍具有發育成完好植株的才干,也就是說植物細胞具

        13、完好植株的才干,也就是說植物細胞具有全能性。有全能性。用植物體細胞培育產生完好植株。用植物體細胞培育產生完好植株。組織培育再生植株組織培育再生植株植物細胞的全能性植物細胞的全能性 Adventitious shoot formation from leaf explants of the adult plants of Zhanhua winter jujube in WPM containing 4.54 M TDZ and 2.85 M IAA 二動物細胞核的全能性二動物細胞核的全能性P442P442 動物細胞的分化潛能隨著分化程度的提高而變動物細胞的分化潛能隨著分化程度的提高而變窄,但這

        14、種分化潛能的變化是對細胞整體而言的,窄,但這種分化潛能的變化是對細胞整體而言的,對細胞核來說,高度分化的細胞仍保管著物種的全對細胞核來說,高度分化的細胞仍保管著物種的全套基因組,因此高度分化的細胞核仍具有全能性。套基因組,因此高度分化的細胞核仍具有全能性。實驗證據:實驗證據:細胞核移植實驗;細胞核移植實驗;分子雜交實驗;分子雜交實驗;細胞交融實驗。細胞交融實驗。乳腺細胞核移入去核的卵母細胞中,再植入母羊的子宮中,結果生出了羊羔Dolly三、細胞分化中的核質關系三、細胞分化中的核質關系P457自學自學核與質同等重要,兩者缺一不可。卵細胞核與質同等重要,兩者缺一不可。卵細胞質的作用很重要,其內有起

        15、決議作用的質的作用很重要,其內有起決議作用的物質。卵裂到一定細胞數量后,細胞核物質。卵裂到一定細胞數量后,細胞核的作用越來越大,核內不斷有新基因啟的作用越來越大,核內不斷有新基因啟動表達,指點細胞分化。動表達,指點細胞分化。四、細胞間相互作用和環境要素對細胞分化的影四、細胞間相互作用和環境要素對細胞分化的影響響一胚胎誘導一胚胎誘導(embryonic induction)(embryonic induction)動物動物在一定的發育時期,一部分細胞影響相鄰細胞在一定的發育時期,一部分細胞影響相鄰細胞分化方向的作用。分化方向的作用。二細胞數量效應二細胞數量效應 必需到達一定的數量才干必需到達一定

        16、的數量才干發育成相應的組織。發育成相應的組織。三激素的作用:發育晚期激素的調理作用很三激素的作用:發育晚期激素的調理作用很大。蝌蚪成蛙,包括尾的退化和前后肢的構成。大。蝌蚪成蛙,包括尾的退化和前后肢的構成。四環境對細胞分化的影響。四環境對細胞分化的影響。溫度變化對海龜性別的影響:低溫,全雄性;高溫度變化對海龜性別的影響:低溫,全雄性;高溫,全雌性。溫,全雌性。五再生五再生(regeneration)-(regeneration)-生物成體喪失的生物成體喪失的組織或器官重新生長和修復的過程。組織或器官重新生長和修復的過程。植物的再生才干最強,一個體細胞可產植物的再生才干最強,一個體細胞可產生一棵

        17、完好的植株;生一棵完好的植株;在動物界,普通以為無脊椎動物的再生在動物界,普通以為無脊椎動物的再生才干要高于脊椎動物的。如海星的一小片組才干要高于脊椎動物的。如海星的一小片組織可再生出一個構造、功能齊全的個體??椏稍偕鲆粋€構造、功能齊全的個體。再生的類型:按照再生的方式不同分為兩類再生的類型:按照再生的方式不同分為兩類變形再生變形再生(morphallaxis)(morphallaxis):經過尚存組織重新進:經過尚存組織重新進展方式構成和重新建立邊境而進展的再生過程。展方式構成和重新建立邊境而進展的再生過程。再生時保管下來的構造中的位置發生了改動,再生時保管下來的構造中的位置發生了改動,重新表現出原有構造的發育方式,隨之按比例重新表現出原有構造的發育方式,隨之按比例進展擴展生長,完成再生。進展擴展生長,完成再生。新建再生新建再生epimorphosisepimorphosis:依托新的生長,重:依托新的生長,重新組建失去的構造,如高等動物的再生。新組建失去的構造,如高等動物的再生。THE END

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