第15章 细胞分化.pptxVIP

第四篇;第十五章 ;内容提示;内容提示;1. 什么是细胞分化？ 2. 细胞怎么调控细胞分化？ 3. 细胞分化受哪些因素影响？ 4. 细胞分化与医学有什么关联？;;;;1. 三胚层的分化去向;1. 三胚层细胞的分化去向;1. 三胚层细胞的分化去向;2. 细胞分化潜能随发育进程逐渐“缩窄”;全能性细胞核（totipotent nucleus）： 终末分化细胞的细胞核仍然具有全能性。;童第周;⑵ 哺乳动物核移植实验——“多莉”（Dolly）羊的诞生（1997）;多莉”（Dolly）羊之父;细胞分化之：细胞分化潜能;细胞决定实验 （胚胎移植实验）;果蝇成虫盘细胞决定状态的移植实验;1. 细胞分化具有高度的稳定性 细胞分化的稳定性（stability）：已经分化为某种特异的、稳定类型的细胞一般不可能逆转到未分化状态或者成为其他类型的分化细胞。已分化的终末细胞在形态结构和功能上保持稳定是个体生命活动的基础。 ;转分化;转分化（Transdifferentiation）;转分化（Transdifferentiation）的其他例子 （2011）;转分化;细胞重编程（cellular reprogramming）与去分化;必须指出的是，无论是动物还是植物，细胞分化的稳定性是普遍存在的； 而分化的可塑性，即发生转分化或去分化是有条件的。;在个体发育过程中，多细胞生物细胞既有时间上的分化，也有空间上的分化。;细胞分裂和细胞分化是多细胞生物个体发育过程中的两个重要事件，两者之间有密切的联系。 ;细胞分化分子基础;一、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式;童第周;2. 胚胎细胞分裂时胞质的不均等分配影响细胞的分化命运。;不对称分裂的实例：;细胞分化分子基础之;二、基因组的活动模式;二、基因组的活动模式;奢侈基因（luxury gene）： 具有组织细胞特异性，编码仅存在于特定的分化细胞中、赋予分化细胞不同特征的特异性蛋白，奢侈蛋白（luxury protein） 。如红细胞中的血红蛋白、皮肤表皮细胞中的角蛋白、肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白。;神经干细胞; 血红蛋白的表达是红细胞分化的主要特征。; 不同的β-珠蛋白基因的打开和关闭与β-珠蛋白基因簇上游的基因座控制区（locus control region, LCR）有关。 LCR距离ε基因的5′末端约10,000碱基对以上 ，可使任何与它相连的β-家族基因高水平表达。;一种基因产物在个体的不同组织或器官中表达，即在个体的不同空间出现，这就是基因表达的空间特异性（spatial specificity）。 不同组织细胞中不仅表达的基因数量不相同，而且基因表达的强度和种类也各不相同，这就是基因表达的组织特异性（tissue specificity） 。 ;细胞分化分子基础之：选择性表达的转录调控;细胞分化分子基础之：选择性表达的转录调控;⑴一个关键调节蛋白的表达能启动特定谱系细胞的分化。;⑵ 一些调节蛋白的组合表达能产生许多类型的细胞;⑶ 同源异形基因的时空表达确定机体前-后体轴结构的分化与发育蓝图;高度保守的60个氨基酸片段，为一种螺旋-环-螺旋（HLH）结构，其中的9个氨基酸（第42～50位）与DNA的大沟相结合，能识别其所控制的基因启动子中的特异序列，引起特定基因表达的激活或阻抑。; HOM或Hox基因在染色体上的排列顺序与其在体内的不同时空表达模式相对应： 激活的时间顺序表现为越靠近前部的基因表达越早，而靠近后部的基因表达较迟； 表达的空间顺序表现为头区的最前叶只表达该基因簇的第一个基因，而身体最后部则表达基因簇的最后一个基因。;4. 染色质成分的化学修饰在转录水平上调控细胞的特化; 在甲基转移酶催化下，DNA分子中的胞嘧啶可转变成5-甲基胞嘧啶，这称为DNA甲基化。;② DNA 甲基化导致基因失活/沉默的可能机制; ;⑵ 组蛋白的化学修饰将引起染色质结构改变（即染色质重塑），而导致基因转录或沉默;表观遗传的概念：影响染色质结构变化的因素，如组蛋白修饰、DNA甲基化、组蛋白组分的改变、染色质重建子（remodeler）和非编码RNA，或染色质上的这些标记在细胞分裂过程中能够被继承并共同作用决定细胞的表型。;受精卵从受表观遗传调控的单个基因组逐渐演变为存在于200多种不同类型细胞中的多种表观基因组。这种程序性的变化被视为组成了一种“表观遗传密码”。;1. 非编码RNA（non-coding RNA）主要包括：小RNA和长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）。 ;细胞分化分子基础之：转录后调控---非编码RNA;细胞分化分子基础之：转录后调控---非编码RNA;细胞分化分子基础之：转录