总结细胞分化分子机制.ppt

果蝇基因组中鉴定出一种约lOOkb的基因复合物 AS-complex （AS-c）。AS—c对刚毛器官发育起调节作用。 果蝇的刚毛器官是毛干细胞、神经元、鞘细胞和牙槽细胞等4种细胞构成的触觉器官。 刚毛器的发育始于第二胸部体节的翅成虫盘细胞，经神经原细胞至神经前体细胞的发育, 前体细胞经过两次分裂后的4个子细胞发育成上述4种特化细胞。 神经元细胞分化过程中的基因 演示课件 AS—c含4种基因——achaete（ac）、scute（sc）、Lethal of scute（L－sc）及asense（a），产物均为HLH蛋白。 ac及sc两种基因在神经原细胞中表达，使其向神经前体细胞方向分化。发育至神经前体细胞时，ac及sc停止表达，a及其他有关基因开始表达并导致神经元分化。 神经元细胞分化过程中的基因表达 神经原细胞 神经前体细胞 ac a L-sc sc 演示课件 ac及sc的表达受另两种基因—daughterless（da）及 extramachrochaete（emc）的调节，da及emc产物亦为bHLH蛋白，均可与ac及sc蛋白结合成异二聚体，前者通过调节转录促进神经原细胞向神经前体细胞分化，而后者则起抑制作用。 Notch 和Delta蛋白抑制ac及sc基因的表达，并阻止向神经前体细胞方向分化。 神经元细胞分化过程中的基因表达调节 神经原细胞 神经前体细胞 ac a L-sc sc da(+) emc(-) Notch(-) Delta(-) 演示课件 特异性蛋白基因表达的发育阶段特征 演示课件 红细胞中的血红蛋白，在发育中不同基因顺序地“开”“闭”，使珠蛋白四聚体的构成随时间发展相应发生变化。 哺乳动物早期胚胎中四聚体的组成为α2ε2，然后随着胚胎发育改变为α2γ2，出生后主要为α2?2。正常成人的血液中还含有少量珠蛋白α2δ2。 演示课件 ε γG γA ψβ δ β 5’——?———?—?—?—?—?— 3’ 11p15 ? ?2 ?1 5’——?———?—?—— 3’ 16p13 β珠蛋白基因簇 ?珠蛋白基因簇 演示课件 HbGowerII (α2ε2) HbF (α2γ2) Hb Portland (ξ2γ2） HbF(α2γ2) HbA2 (α2δ2) Hb GowerI (ξ2ε2) HbA (α2β2) 95％ 胚胎期 胎儿 成人 小儿血象特点 演示课件 一、?类珠蛋白基因表达的调节 （一）、α类珠蛋白基因簇的结构特点 在人16号染色体上的位置依次是： 端粒-ψIL9-未命名-Dist1-MPG-Prox1-ξ- α珠蛋白基因特异的增强子序列HS-40位于 Prox1基因的第5内含子中。 演示课件 ? ?2 ?1 5’——?———?—?—— 3’ 16p13 ?珠蛋白基因簇 端粒-ψIL9-未命名-Dist1-MPG-Prox1-ξ- ?2-?1- 演示课件 （二）、调控α类珠蛋白基因表达的上游顺式作用元件和反式作用因子 1．顺式作用元件： HS-40增强子 上游40kb的一个DNaseI高敏位点（HS-40） HS-40序列长约300bp，是多种组织特异及许多基本反式作用因子的结合位点： 演示课件 HS-40对α类珠蛋白基因有增强子活性，它的缺失对甲基嘌呤DNA糖基化酶（MPG）基因的表达没有影响，只引起α类珠蛋白表达的降低，造成严重的α-地中海贫血。 4个红系特异的GATA盒 两个调控蛋白NF-E2/AP1的结合位点 3个CACCC盒和一个AG盒 演示课件 　2．反式作用因子及其作用特点 NF-E2蛋白：一种重要的红系反式作用因子，是由分子量分别为45kD（p45）和18kD（p18）的两类亚基构成的异二聚体，都是属于AP-1基因超家族的含碱性亮氨酸拉链（bZIP)的蛋白。 bZIP 演示课件 GATA-1和EKLF也是重要的红系反式作用因子，在红系细胞的分化和基因表达过程中起关键作用，GATA位点突变会使红系分化终止。(Erythroid krupple like factor) GATA-1和EKLF都可以通过锌指结构与其它蛋白因子相互作用形成核酸-蛋白复合物。 GATA-1尚须辅助蛋白FOG存在。 演示课件 α-珠蛋白基因簇的3’-下游区域内存在的GATA-1结合位点可能也影响α-珠蛋白基因表达，包含α1基因在内的α2基因下游20kb的缺失可使α2基因不能表达。 演示课件 （三）、α-类珠蛋白基因的表达 机体发育的整个过程中