第三章细胞分化的分子机理—转录后的调控.ppt

* 细胞分化 细胞表型 细胞分化是基因差异性表达的结果 第三章 细胞分化的分子机理—转录后的调控 mRNA前体与mRNA RNA加工水平的调控 第一节 RNA加工水平的调控 表3.1 几种mRNA和nRNA的动力学参数和相对复杂性 28～40 ～13 17～29 15～30 14～20 ～3 4～7 3～6 果蝇(Drosophila) 蚊(Aedes) 海胆 培养的人肿瘤细胞(Hela cell) 转变复杂性的百分率/% 转变量的百分率/% nRNA 转变成为poly(A)+ RNA(包含mRNA) RNA的来源 表3.2 组织间结构基因nRNA和mRNA序列的比较 97 101 102 100 肠 体腔细胞 肾 肾 12 13 78 56 肠 体腔细胞 肾 肾 100 100 100 海胆囊胚期 小鼠脑组织 小鼠脑组织 海胆囊胚mRNA(单拷贝cDNA) 小鼠脑组织mRNA(总cDNA) 小鼠脑组织特殊mRNA(cDNA) 与nRNA的反应/% 与其他mRNA的反应/% 与亲代mRNA的反应/% 涉及的互补探针 翻译水平的调控 早期发育中母体效应因子的影响 翻译和翻译后调控的机制 第二节 翻译和翻译后的调控 表3.3 几种激素对特定mRNA稳定作用的影响 16 3 2.5 3 5 2 29 2～5 500 10 22 26 92 20 77 24 雌性激素 雌性激素 雌性激素 雌性激素 催乳素 地塞米松和甲状腺素 葡萄糖 雌性激素，孕酮 爪蟾肝 爪蟾肝 鸟类肝 鸟类肝 大鼠乳腺 大鼠脑垂体培养细胞 大鼠胰岛细胞 母鸡输卵管 卵黄生成素 蛋白素 卵黄生成素 Apo VLDL II 酪素 生长激素 胰岛素 卵清蛋白 半寿期/h 正影响 负影响 调 控 因 子 细胞或组织 mRNA 表3.4 海胆杂交后代由母体效应因子控制初级中胚层分化的细胞数统计 55±4 33±5 35±5 49±3 33±3 Echinus Sperechinus Echinus Strongylocentrotus Strongylocentrotus Echinus Spherechinus Spherechinus Strongylocentrotus Spherechinus 初级中胚层细胞平均数 精子 卵子 × 表3.5 海胆Lytechinus(♂)海胆Cidaris(♀)杂交后代的发育特征 原肠顶部 原肠基部和边缘 原肠基部和边缘 23～26 (内卷后) 8 (内卷前) 24 (内卷后) 20～33 9 20 Cidaris(♀) Lytechinus(♂) Cidaris(♀)×Lytechinus(♂) 初级中胚层来源 初级中胚层形成时间/h 原肠内陷的时间/h 海胆种名 真核生物基因组DNA的C0t曲线分析 利用C0t曲线分析典型真核生物基因组DNA，发现存在高度重复序列、中度重复序列和单拷贝序列 （引自 Hood et al,1975） 不同发育时期海胆nRNA与单拷贝DNA探针杂交的情况 用3H标记单拷贝DNA探针与囊胚期nRNA、长腕幼虫期nRNA和囊胚期与长腕幼虫期的混合nRNA进行杂交，三种nRNA都能与15%左右的单拷贝DNA探针杂交。表明囊胚期nRNA与长腕幼虫期nRNA相同(引自Kleene Humphreys,1977) (自 Lewin,1980) 海胆不同发育时期和不同组织基因表达复杂性的比较 黑色带示与原肠胚相同的mRNA，浅色带示与原肠胚不相同的mRNA。以原肠胚mRNA的复杂性为100%，随发育进程mRNA的复杂性逐步减小（引自Galau et al.,1976） 引自Davidson和Britten, 1979 B淋巴细胞IgM和IgD表达模式图 A 示生殖细胞的DNA结构，B 示B 淋巴细胞的DNA结构，C 示nRNA结构，D 示mRNA的结构。重链基因在淋巴细胞发育过程中形成，是通过V、D和J片段的重排并与恒定区μ或δ外显子结合形成。基因转录包括重排的可变区和恒定区μ或δ外显子。通过RNA选择性加工，可删除恒定区μ外显子或者恒定区δ外显子(引自Liu et al, 1980) 降钙素/ CGRP mRNA前体选择性剪接示意图 该基因在甲状腺C细胞中利用外显子1、2、3和4产生降钙素mRNA；而在脑细胞中利用外显子1、2、3、5和6 产生一种神经肽CGRP mRNA (引自Crenshaw et al., 1987) 果蝇性别决定示意图 mRNA 3′末端形成和多聚腺苷酸化模型 mRNA前体上的顺式作用元件AAUAAA序列被特异性核蛋白因子(1)识别，2～5分别代表裂解刺激因子、裂