第七章遗传与发育.课件.pptVIP

细胞通过信号分子来改变其它细胞基因组 基因的表达活性，来影响靶细胞的发育命运，最终产生细胞结构和功能的分化。 卵孔的决定大致分为三个阶段： （1）锚定细胞的决定 由二龄幼虫期Z1.ppp和Z4.aaa两个细胞相互作用，其中Z1.ppp分化为生殖腺锚定细胞 (AC)。此过程中，Lin-12基因起着决定作用。 （2）AC与6个Pn.p细胞相互作用确定初级卵孔细胞和次级卵孔细胞的形成。 在锚定细胞（anchor cell,AC ）中,lin-3被激活, 分泌一种与脊椎动物的表皮生长因子相关的Lin-3蛋白, 作为信号分子；前体细胞则表达由let-23基因编码的细胞表面受体Let-23蛋白。Lin-3与Let-23连接，扳动前体细胞p5p,p6p和p7p形成初级卵孔细胞或次级卵孔细胞。 其中P6.p与AC最近，接受的信号最强， P6.p 中的vul基因被激活，最终分化为初级卵孔细胞。P5.p和P7.p接受信号相对较少，而分化发育为次级卵孔细胞。 （3）真皮细胞的形成 P3.p,P4.p,P8.p与AC距离远，没有接受到信号分子，细胞中muv基因表达，导致发育为环绕卵孔的真皮细胞. 雌雄同体的C.elegans由959个体细胞和约2000个种系细胞组成 C．elegans基因组全序列已测定，由9.7×104kb组成,2n=12。单倍体基因组含有约15000个基因 C.elegans的胚胎发育中, 最早的胚胎分裂是不对称的, 第一次有丝分裂产生大的AB和小的P1子细胞,28细胞期开始原肠形成 ◇ P1-P4为接受了种系颗粒（germ line granules）的性细胞系的前体细胞。 ◇ 早期卵裂期间，不对称分裂产生一个“分化的”子细胞,称为奠基者细胞（founder cells），以AB.MS.E.C和D表示,和一个干细胞（P1-P4细胞系） ◇ 进一步的细胞分裂最终产生雌雄同体的959个体细胞。 2、细胞谱系示意图（lineage diagram）表明每个体细胞的生活史 ◇ 雌雄同体的C.elegans的完整的细胞谱系 ◆ 卵孔（vulva）形成的遗传分析 ◇ C.elegans的生殖系统 * 第七章 遗传与发育 一、概论 发育遗传学（developmental genetics）研究生物发育过程中的基因及基因的相互作用对发育的调控。 ◆ 发育是生物的共同属性，贯穿每个生物体的整个生活史。对有性生殖生物而言，则是从受精卵开始到个体正常死亡。其中早期胚胎发育过程包括受精、卵裂和胚层分化,是发育的关键的阶段, 如哺乳类的早期发育过程。 ◆ 遗传控制发育的图式（pattern），发育则是基因按严格的时间和空间顺序表达的结果，是基因型与环境因子相互作用转化为相应表型的过程。 ◆ 无脊椎动物和脊椎动物，如线虫、果蝇和人类的发育途径基本相同，控制发育的基因在进化上是保守的，在结构和功能上有很高的同源性。 ◆ 发育中的主要的事件涉及细胞决定（determination）、细胞分化（differentiation）和细胞间的相互作用（cell-cell interaction）。 ◆ 发育研究中模式生物的作用。 ◆ 发育研究中常用的突变包括功能突变、条件致死突变和功能获得突变。 模式生物 ● 基因组的等价性（genome equivalence）——细胞的全能性（totipotency）◆ 细胞的全能性指生物体的每个细胞都具有能重复个体的全部发育阶段和产生所有细胞类型的能力。植物的细胞全能性大于动物细胞。 ◆ Gurdon的爪蟾核移植实验。 ◆ 第一个哺乳类乳腺细胞核的遗传克隆——Dolly羊。 二、果蝇的发育 1、概论 ◆ 果蝇的生活周期从受精卵开始经过5个不同阶段的成体前（pre-adult）发育, 包括胚胎、三个幼虫期和蛹期。 果蝇卵的结构 具有前（anterior）、 后（posterior）、 背（dorsal）、 腹（ventral）区。 果蝇受精后3小时的胚胎发育 ◇ 受精约30min后,受精卵中来自亲本配子的核融合，形成合子核。 ◇ 合子核约每10 min分裂一次，产生多核细胞，生成合胞体胚盘（syncytial blastoderm） ◇ 约10次分裂后（1h 30 min），产生约512个核，这些核往卵的外层迁移。 ◇ 受精后约2.5h，卵的表面进行4次额外的核分裂，在后极（posterior pole）组成的极细胞（pole cell）成为种系细胞（germ cells）的前体。