6-发育中细胞分化机制课件.pptVIP

Dolly and her foster mother 动物克隆的程序 Hedgehog 信号传导途径 3. 卵母细胞中mRNA的翻译调控 珠蛋白基因的表达调控 珠蛋白基因的表达与血红蛋白的组成 (?2?2) b-珠蛋白基因的结构 何时表达何种b-珠蛋白，决定于结合在特定珠蛋白基因的启动子上的转录因子与结合在LCR上的因子之间的亲和力。例如，敲除b-globin基因的启动子和3‘ enhancer后，成年小鼠的红细胞中仍含大量的?-globin; EKLF是b-珠蛋白启动子结合的转录因子，EKLF-/-小鼠成年之后仍表达?-和?-珠蛋白。 六、细胞分化中RNA加工水平上的调控 RNA加工前三个胚层中的RNA量无差异。 Ect En/mes 加工后的RNA主要存在于外胚层中。 核酸保护实验(放射性intron或exon探针与总RNA杂交后再RNase消化)表明：海胆钙结合蛋白基因CyIIIa在原肠胚的外胚层中表达 核酸run-on(在膜上固定intron序列与放射性RNA探针杂交)实验表明：Spec1基因在原肠胚的内、中、外胚层细胞核中都表达，但成熟的Spec1 mRNA只存在于外胚层中。 同一基因的初级转录物经选择性拼接可产生不同的成熟RNA Developmental Biology 第六章 发育中细胞分化机制 细胞分化是指同群结构与功能相同的细胞发生一系列的内外变化，成为结构与功能不同的细胞的过程。分化过程涉及形态结构的变化、基因活性状态变化、细胞内物质组成的变化和功能的变化。 细胞分化的主要特点包括： 基因表达上的变化，导致组织特异性蛋白的产生； 不同细胞在蛋白质组成上的差异导致细胞结构的不同；改 变其组成就可改变其形状，如MyoD转化； 在细胞分化的早期，不同细胞间的差异难以检测； 分化是渐进过程，进入终端分化的细胞往往不再分裂， 而终端分化后能够继续分裂的细胞可以维持和传递 终端分化状态； 细胞分化由许多细胞外信号(如细胞表面蛋白、分泌蛋白) 控制。 一、概念 二、基因活性状态的可逆性 从单个合子核发育为不同类型细胞，基因活性谱发生了改变，这种改变是否涉及遗传物质的改变？ 1. 细胞核移植实验证明： A：分化中遗传物质没有发生不可逆改变； B：细胞质中含有决定核内基因活性谱的控制因子。 细胞核移植实验也发现，某些类型细胞的核不能代替爪蟾卵的核，说明这些细胞分化后完全丧失了细胞分裂能力。 2. 细胞融合实验也证明了分化中遗传物质改变的可逆性 A：人肝细胞与大鼠肌细胞的融合实验 3. 细胞分化状态是可以改变的 e.g., 两栖类肢体再生中肌细胞可转变为骨细胞；鸡视网膜表皮色素细胞在含透明质酸酶、血清、苯硫脲的条件下培养后转变为晶体状细胞。 三、DNA的不可逆改变导致的细胞分化 e.g., 脊椎动物免疫系统 进入细胞中的抗原 (如病毒的肽段) 寄主细胞MHC (a complex consisting of ~20 proteins) 抗体分子的结构 抗体变异的分子基础 在发育的不同阶段，不同的基因处于不同的活性状态。 一个转录因子可以调控其它许多基因的活性，但其作用取决于多个因素： 靶基因是否含有其调控区； 其本身是否处于活化状态(e.g., 是否磷酸化)； 其本身是否结合了其它调控因子。 调控区是否结合了其它的调控因子 四、基因活性状态的维持和传递决定 于调控蛋白和DNA的修饰 维持细胞基因活性状态依赖调控因子的连续存在 基因活性状态与染色质的结构有关 哺乳动物失活的X染色体在生殖细胞形成时才重新恢复活性状态。 基因活性状态与DNA的化学修饰有关 五、细胞分化中基因的转录调控 (一)、基因转录调控涉及通用转录因子和组织特异性转录因子 转录调控中蛋白因子之间的相互作用 (二)、外源信号对基因转录的激活作用 甾类激素(Steroid hormones)以两种方式激活基因的转录： A：受体在激素进入细胞前就结合在靶基因调控区上，但 只有当激素与该受体结合后才激活转录。 E.g. ,glucocorticoid. B：激素先与胞质中其受体结合，再进入核激活转录。 Thyroid hormones，RA的作用方式与此类似。 多肽激素类(peptide hormones)通过受体传递信号 Stat 信号传导途径 TGF-b信号传导途径 Wnt 信号传导途径 Notch/Delta 信号传导途径 (三)、转录调控细胞分化的几个模型 单向分化：肌细胞分化涉及转录因子的次序表达 MyoD及其它MRF(muscle-related factors)与其它非组织特异性bHLH蛋白如E2A结合而成的异源二聚体，以及MEF (muscle-enhancer factors)同源二聚体，在调控元件E-b