发育的遗传基础精要.ppt

11 发育的遗传基础 动物发育的历程 胚胎发育的调控 细胞分化 动物行为的遗传 11.1 细胞分化 是指在个体发育中,由一种相同的细胞类型经过细胞分裂后，逐渐在形态、结构和功能上形成稳定差异，产生各不相同的细胞类群的过程 其分子机制是基因选择性表达的结果 按照细胞分化和基因的关系，可将基因分为： 奢侈基因（组织特异性基因）：与分化细胞特殊性状有关的基因 管家基因：与分化细胞种类无关的基因，在任何细胞中都表达，是维持细胞基本功能的必需基因 如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。 11.1.1 细胞的全能性 植物细胞具有全能性 在生物学上，把由单一细胞或生物体通过无性生殖产生的细胞群体或生物群体称为克隆（clone），也叫无性系 1、动物克隆研究概况： 胚胎细胞克隆 哺乳动物的核移植研究始于1969年，但直到1986年特拉维森才从羊的未成熟的胚胎细胞克隆出一只活羊 胚胎细胞克隆：利用雌雄动物的生殖细胞结合（有性生殖）得到的胚胎进行克隆繁殖 即复制的是胚胎 制造出的是不与亲代完全一样的下一代克隆动物 克隆理论基础 受精卵又称合子，是单个细胞，带有父体和母体的基因。 受精卵随后开始分裂，1 2 4 …… 32（桑葚胎） 不断分裂并开始分化 动物胚胎发育初期，分裂的每个细胞具有全能性，可发育成完整的动物个体 体细胞克隆 1996年7月，英国罗斯林研究所取自一只6岁成年雌性绵羊的乳腺细胞培育成功一只克隆羊“多莉” 这是世界上首例用体细胞克隆出的哺乳动物 体细胞克隆：体细胞的细胞核直接移入一个事先去核的未受精的卵母细胞中，使其构成一个新的胚胎，再移入代孕母子宫中 “多莉”是用亲代体细胞核进行的同代复制，与亲代在遗传特性上完全一样，与提供卵细胞和代孕母的性状无关 一般来说，已经分化的细胞，不能再恢复其受精卵状态，并重新分化。 但如果将分化细胞的细胞核置于初始状态的细胞质中，并在合适的条件下，卵细胞质中的去分化因子就能使移入的细胞核产生去分化作用并恢复其全能性，开启被封闭的基因，使之回到未分化的状态，经再程序化并重新编码，从而制造出像“多莉”那样的完整动物。 克隆羊“多莉”的成功，是核转移技术的重大飞跃，是20世纪自然科学最具成就的研究成果之一。 2、关于克隆人 世界许多国家的政府和领导人，以及一些主要的国际机构和组织都纷纷表态，禁止或不支持克隆人的实验 政府不能做克隆人实验，大公司或私人机构是否可以做？尚未有任何国家对此做出明确的法律规定 1998年10月4日，70岁高龄的美国科学家锡德拟用他自己的一个体细胞核与一粒捐赠的卵子结合来制造一个胚胎，然后将胚胎移入他年过半百的妻子体内，以便克隆出他自己 有些父母希望克隆即将死去的子女 有些百万富翁力求通过克隆逃过一死 克隆人会在人类社会的权利、义务、心态、伦理道德等方面引起诸多严重问题！ 社会发展确实又存在一些需求，期待克隆人有关实验取得的成果，可用于一些紧迫的医学问题 如：专供器官移植 2004、8、11，英国政府正式发出第一张准许人类胚胎复制以做研究之用的许可 科学是一把“双刃剑”，任何科学技术只有造福人类社会才能得到发展。 11.1.2 干细胞 一般认为：指在理论上具有无限“自我更新能力”和多方向分化潜能的一类细胞 “自我更新”是指由它分裂形成的两个子细胞中，其中至少有一个细胞仍完全保持干细胞特性，另一个细胞可获得有限分裂能力，并分化为组织或器官的特异性细胞 多分化潜能是指能分化成多种细胞类型 根据发生学来源： 胚胎干细胞：来自胚胎的细胞 成体干细胞：存在于已分化组织中的未分化的细胞，仍具有自我更新和分化形成该组织多种类型细胞的能力 如：造血干细胞、神经干细胞、皮肤表面干细胞等 根据其分化潜能不同分为： 全能干细胞：具有形成完整个体的分化潜能 如受精卵 多能干细胞：失去了发育成完整个体的能力，但具有分化出多种细胞组织的潜能（如胚胎干细胞、胚胎生殖干细胞） 单能干细胞：只具有向单一细胞类型分化的细胞（造血干细胞、神经干细胞） 11.1.3 细胞衰老和死亡 细胞衰老的原因 细胞坏死 细胞凋亡 1、细胞衰老的原因 细胞核的遗传控制在细胞衰老中起决定作用 自由基危害细胞 端粒DNA序列的缩短 2、细胞坏死 指细胞受到严重的物理、化学因素刺激或严重的病理性刺激，所造成的细胞损伤或死亡 3、细胞凋亡 指细胞在一定生理或病理条件下，受内在遗传机制的控制自动结束生命的过程,也称为细胞程序性死亡（PCD）  细胞凋亡与细胞坏死的比较 4、凋亡相关基因 死亡基因（凋亡基因） 生存基因（凋亡抑制基因） 肿瘤抑制基因 A、死亡基因—促进细胞凋亡的