第九章  细胞分化、衰老和死亡
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第九章 细胞分化、衰老和死亡. cell differentiation cell senescence and death. 第一节 细胞分化. 一、细胞分化的概念 从受精开始的个体发育过程中细胞之间在 形态结构,生理功能和生化特性 等方面逐渐产生 稳定 差异的过程。. 二、细胞分化的特点. 稳定性: 不可逆性. 预定性: 决定 determination 在个体发育过程中,细胞在发生可识别的形态变化之前,就已经确定了未来的发育命运,只能向特定方向分化的状态。. 生理状态随分化程度而变化. 时空性 : 多细胞生物体时间和空间上的分化.

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Presentation Transcript


Cell differentiation cell senescence and death

第九章 细胞分化、衰老和死亡

cell differentiation

cell senescence and death


Cell differentiation cell senescence and death

第一节 细胞分化


Cell differentiation cell senescence and death

一、细胞分化的概念

从受精开始的个体发育过程中细胞之间在形态结构,生理功能和生化特性等方面逐渐产生稳定差异的过程。


Cell differentiation cell senescence and death

二、细胞分化的特点

  • 稳定性:不可逆性

  • 预定性: 决定 determination

    在个体发育过程中,细胞在发生可识别的形态变化之前,就已经确定了未来的发育命运,只能向特定方向分化的状态。

  • 生理状态随分化程度而变化

  • 时空性: 多细胞生物体时间和空间上的分化


Cell differentiation cell senescence and death

果蝇的双胸突变

(两节中胸,没有后胸,因而没有平衡棒)

果蝇的分节基因


Cell differentiation cell senescence and death

单细胞和多细胞生物的细胞分化

时间上的分化 空间上的分化


Cell differentiation cell senescence and death

三、细胞分化潜能

1、胚胎细胞的分化潜能

2、体细胞的分化潜能


Cell differentiation cell senescence and death

1、胚胎细胞的分化潜能

受精卵

细胞团

囊胚

胎儿

成体

专 能

unipotency

全 能

totipotency

多 能

pluripoteny

胚胎的发育过程是一个细胞分化潜能逐渐被限制过程


Cell differentiation cell senescence and death

胰腺、胃、肺

肌肉、肾、骨骼

神经、皮肤

内胚层

中胚层

外胚层

原肠胚

囊胚

受精卵


Cell differentiation cell senescence and death

2、 体细胞的分化潜能

(1)成体干细胞 (stem cell)

造血干细胞

成体组织器官中存在的未分化细胞,具有无限分裂和自我更新能力的一种细胞。


Cell differentiation cell senescence and death

造血干细胞

骨髓系干细胞

淋巴系干细胞


Cell differentiation cell senescence and death

(2) 体细胞细胞核保留细胞的全能性

两栖类的体细胞核移植实验


Cell differentiation cell senescence and death

Dolly诞生

证明体细胞核的全能性


Cell differentiation cell senescence and death

四、细胞分化与基因表达

(一)基因的差次表达

(differential expression)

在胚胎发育过程中,基因组的基因严格按照时空顺序相继活化的现象。


Cell differentiation cell senescence and death

早期胚胎

2α2ε

中期胚胎

2α2γ

出生后

2α2β

血红蛋白的组成变化


Cell differentiation cell senescence and death

16号

组成血红蛋白的珠蛋白基因在胎儿发育过程中按照一定的时间顺序表达


Cell differentiation cell senescence and death

(二)管家基因(housekeeping gene)

奢侈基因(Luxury gene)


Cell differentiation cell senescence and death

管家基因(Housekeeping gene)

指维持细胞最低限度功能所不可缺少的基因,在各类细胞的任何时间内都在表达,是细胞生存所必需的,而对细胞分化一般只起协助作用。如核糖体蛋基因等。

奢侈基因(Luxury gene)

指与各种分化细胞的特殊形状有直接关系的基因,丧失这类基因对细胞的生存并无直接影响,如血红蛋白基因等。


Cell differentiation cell senescence and death

  • 在特定的分化细胞中表达

  • 所有细胞共有

  • 细胞周期的任何时期都表达

  • 只在特定的时间内表达

  • 影响细胞的生存,对细胞分化只起协助作用

  • 对细胞的生存无直接影响,对细胞的分化起决定性作用

奢侈基因

管家基因


Cell differentiation cell senescence and death

膜的蛋白

核糖体蛋白

线粒体蛋白

组蛋白

催化能量代谢的各种酶系

tRNA,rRNA

皮肤角蛋白

血红蛋白

肌动蛋白

肌球蛋白

管家基因编码 奢侈基因编码 的蛋白种类 的蛋白种类


Cell differentiation cell senescence and death

真核细胞基因组的特点

(1)基因多;

(2)结构、功能复杂,存在单拷贝和重复顺序

(3)基因位于核内,转录和翻译分开,就使调控出现时间性和空间性;

(4)DNA与组蛋白结合形成复合物,以染色质的形式存在;

(5)功能相关的基因位于不同的染色体上;

(6)分化细胞中,一些基因被优先转录,另一些处于沉默关闭状态。


Cell differentiation cell senescence and death

(三)真核基因表达调控

染色质活性调控区

基因水平

基因水平

DNA

DNA甲基化

顺式作用元件

反式调控元件(转录因子)

转录水平

mRNA

同源异型基因

hnRNA差别加工

翻译水平

蛋白质

翻译后水平


Cell differentiation cell senescence and death

实验一

DNA+组蛋白 不转录

DNA+组蛋白+非组蛋白转录

DNA+组蛋白+非组蛋白+组蛋白不转录

实验二

胸腺DNA+胸腺非组蛋白 胸腺mRNA;

骨髓DNA+骨髓非组蛋白 骨髓mRNA

胸腺DNA+骨髓非组蛋白 骨髓mRNA;

骨髓DNA+胸腺非组蛋白 胸腺mRNA


Cell differentiation cell senescence and death

DNA

组蛋白

非组蛋白

组蛋白

非组蛋白

转录

mRNA


Cell differentiation cell senescence and death

转录水平的调控----转录因子的作用


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