二十四章基因调控和细胞的分化发育.pptVIP

第二十四章 基因调控和细胞的分化发育 在动物中有三种不同的模式形成： 一种是完全程序化的。以秀丽隐杆线虫（C.elegans）为代表 第二种类型是无程序化，细胞的命运具有一定的随机性，如哺乳动物。 第三种类型属于前二者之间，为半程序化。如果蝇的成虫盘（disk）。 从分子水平来探讨发育和分化的实质 其中心是： （1）细胞分化是由什么触发； （2）一个个体各种细胞所含的基因组都是相 同的，为什么会分化为不同类型的细胞； （3）分化是否可逆？这些汇集到一点就是基 因表达的调控和分化、发育的关系。 第一节 高等生物的细胞核是否有全能性 一. 植物细胞核的全能性 二. 两栖动物的核移植 1950年Robert Briggs和Thomas King建立一种两栖动物的核移植技术。他们还发现从蛙的囊胚（blastula）细胞中分离的核是保持着全能性。 John Gurdon用非洲爪蟾（Xenopus laevis）进行实验出现了完全不同的结果。 三、克隆羊的诞生  1996年7月Ian Wilmut克隆一头名叫“ 多利”的小绵羊 用一头母羊乳腺的细胞核移植到另一头母羊的去核卵细胞中，经体外培养后，再移植到假孕母羊的子宫内发育而成。实验一共移植了247个卵，多利是其中唯一成功的一头,可见难度是很大的。 1.低血清培养（血清浓度由100%降低到0.5%) 2.绵羊受精卵在第四次卵裂前核基因仍不表达。 克隆羊的成功有着极重要的意义： （1）在理论上充分证明了动物的细胞核有着全能性，发育是可逆的，从而结束了几十年来的争论； （2）建立了高等哺乳动物体细胞克隆的方法，为抢救频临灭绝的珍稀动物和大量繁殖优良品种奠定了基础； （3）引发了人们对克隆人这一敏感问题的广泛注意。 第二节 线虫（C.elegans）的发育模式 C.elegans : 体长仅1mm,生命周期仅3天。 1. 2n=12， 2. 基因组仅有8×107bp，约有13,500个基因。 3. 与原核相似，有25%左右的基因产生多顺反子 mRNA（Polycistronic mRNA） 4. 是其基因组中非重复序列达83%，E.coli为100% 而高等的真核生物都在50%以下； 5.大部分是XX型，为可以自体受精的两性体（hermaphrodites）,XO 型为雄体(突变型,约占 1/500)。 C.elegans 成体由959个细胞组成。 第三节 果蝇的早期发育 一．卵子的发生 滤泡细胞是体细胞， 滋养细胞和卵母细胞是生殖细胞 互连细胞（interconnected cell）， 连接处称胞质桥（cytoplasmic bridges） 或称为环沟（ring canals） 前后轴有关的系统： 1.前部系统（anterior system） 是负责头和胸的发育。 关键的基因是bicoid(两头尖)，其基因产物是一种序列特异DNA结合蛋白，作为决定前部结构的转录因子。 2.后部系统（posterior system） 负责腹部分节的一组基因，nanos (侏儒) ，其突变产生的胚胎腹节有缺陷，但极性正常。 3.未端系统（terminal system） 是负责卵的最前部（ 吻部）和最后部（尾节）的发育。 已发现了7个基因，关键的基因是torso (中段) ，它编码一个跨膜受体. 果蝇的发育主要分三个阶段： 卵、幼虫和成体果蝇。 在发育的开始在卵中沿着前后轴（anterior-posterior）和背腹轴（dorsal-vontral）建立一个梯度。 前后轴系统沿着幼虫的体长控制位置信息，而同时腹背系统调节组织的分化，中胚层、经神外胚层和背部外胚层。 头沟的位置 背腹轴的调节 背腹极性是在gurken mRNA定位在卵母细胞的背侧之后才得以建立。 gurken 编码的蛋白和生长因子TGF相似。在此途经中的下一个座位是torpedo(top)，它编码果蝇的EGF受体，在滤泡细胞中