《细胞生物学总结_重点总结及逻辑框架(下)》.doc

一、细胞分化 （一）细胞分化简介 (1)细胞分化（cell differentiation）指由单个受精卵通过细胞分裂所产生的子代细胞之间，逐渐产生稳定性差异(结构、组成、功能)的过程。 (2) 细胞分化具有时空性 时间上的分化：同一细胞在不同的发育时间形态结构和功能不同；空间上的分化：同一种细胞的后代，每种细胞所处的空间位置的不同，其环境也不一样，可以有不同的形态和功能。 细胞分化的实质是细胞内特异性蛋白质合成。 细胞分化的意义:为生物多样性提供基础、为多种组织、器官的形成以及复杂的功能分工提供基础 细胞分化特点 （1）持久性：细胞分化主要发生于胚胎发育过程、也发生于成体组织更新过程、创伤修复过程 （2）分化潜能差异性 多细胞生物发育：胚胎发育、胚后发育 形成三个胚层，三胚层代表不同细胞的分化去向 外胚层（ectoderm）： 神经系统、表皮及其附属物 中胚层（mesoderm）：骨骼、肌肉、纤维组织、真皮等 内胚层（endoderm）： 消化道、肺泡等的上皮成分 全能性细胞 (totipotent cell):具有在一定条件下能分化发育成为完整个体的能力, 如两栖动物囊胚形成之前的卵裂球细胞和哺乳动物8细胞期前的细胞。 多能性细胞 (pluripotent cell) ：——多能性——单能性。 特殊情况：植物细胞的全能性、体细胞胞核的全能性 不可逆性、稳定性： 细胞决定（cell determination）：细胞分化命运的决定，是指在个体发育过程中，细胞在发生可识别的分化特征之前，就已确定了未来的发育命运，只能向特定方向分化的状态。 细胞决定的特性：稳定性；在特定条件下可以发生去分化和转分化。 去分化（dedifferentiation）：在某些条件下，分化了的细胞并不稳定，其基因活动模式也可发生可逆性的变化，又回到未分化状态 。 转分化（transdifferentiation）： 高度分化的动物细胞从一种分化状态（序列）转变为另一种分化状态（序列）的现象。 （三）细胞分化机制 （1）细胞分化的本质是基因的差异性表达 分化过程中基因组的改变 支持：果蝇、唾液腺细胞、RBC胞核消失 反对：核移植实验、动物克隆实验 基因的差异表达（differential expression）：多细胞生物在个体发育过程中，其基因组DNA并不全部表达，而是按照一定的时空顺序，在不同细胞和同一细胞的不同发育阶段发生差异表达。 （2）基因差异性表达的转录调控：1、组织细胞特异性转录因子2、染色质成分的共价修饰：组蛋白，DNA甲基化3、非编码RNA （3）细胞分化主导基因（master control gene） 特异地参与某一特定发育途径的起始基因，其蛋白产物对转录起正反馈调节作用，能充分的诱导细胞沿着某一信号途径传导,导致特定谱系细胞的发育。 细胞分化的影响因素： 细胞质中的细胞分化决定因子；胚胎细胞间相互作用协调细胞分化的方向；激素；环境因素。 胞质中重要作用： ①母源效应基因产物的不均匀分布 母源效应基因（maternal effect gene，MEG）：编码卵细胞质中呈极性分布、受精后被翻译为发育中重要的转录因子和调节蛋白的mRNA的基因。 ②胚胎细胞分裂时胞质的不均等分裂 （2）细胞间相互作用 1、胚胎诱导（在胚胎发育过程中，胚层之间相互影响，并决定细胞分化方向的现象，称为胚胎诱导（embryonic induction））（ 三个胚层中，中胚层的诱导作用较强。） 诱导特点： 层次性：在诱导下先生成的结构又可以作为诱导物去诱导下一个结构产生； 初级诱导、二级诱导、三级诱导。 区域特异性：间充质细胞中胚层诱导上皮细胞外胚层； 同样类型的上皮表现出的皮肤结构由来源于间充质的不同区域决定。 胚胎诱导的遗传特异性： 并不是所有的组织都能被诱导，对特异性诱导信号产生应答反应的能力称为感受性 （competence） 胚胎诱导的机制：主要是信号分子介导细胞间的信息传递（正向） 分化的抑制效应 分化完成的细胞产生抑素（chalone），抑制附近细胞进行同样分化。 在具有相同分化命运的细胞中，如果一个细胞试图向某方向分化，在启动分化指令的同时，还发出信号去抑制邻近细胞的分化，称为侧向抑制。 3、激素（内分泌） 二、干细胞 干细胞（Stem cell）:存在于个体发育过程中，具有长期（或无限）自我更新能力、并可分化产生某种（或多种）特化细胞的原始细胞；是个体的生长发育、组织器官的结构和功能的动态平衡，以及其损伤后的再生修复的基础。 干细胞分类 按