哈尔滨工程大学《细胞生物学》课件-第5章细胞分化.pptxVIP

哈尔滨工程大学《细胞生物学》;2;细胞分化(cell differentiation) ：由单个受精卵产生的细胞，在形态结构、生化组成和功能等方面均有明显的差异，将个体发育中形成这种稳定性差异的过程称为细胞分化。;（一）个体发育简介; 人体发生过程： ;内胚层?消化管、咽和呼吸管 中胚层?结缔组织；血液；肌肉； 骨骼；泌尿生殖系统 外胚层?体表结构；神经系统;受精卵; 原肠胚形成 （第三周） 原肠腔 + 三胚层结构; 人胚胎的早期发育 ; 细胞分裂 细胞分裂 受精卵――――--胎儿――――----成人 细胞分化 细胞分化 ;;(二）细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐“缩窄”;植物体细胞的全能性; 2. 随着胚胎的发育，高等动物细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型的潜能，这种潜能称为细胞的多能性（ pluripotency ）。 多能性细胞：这种细胞称为多能性细胞，只能 分化为本胚层组织器官的细胞 （三胚层形成后） 3.经过器官发生，各种组织细胞的发育命运最终确定，呈单能性（ unipotency ）。 单能细胞：形态特化、功能专一的终末分化细胞（器官形成后）;全能细胞;(三)终末分化细胞的细胞核具有全能性;17;已特化的体细胞核仍保留形成正常个体的全套基因,具有发育成一个有机体的潜能,这样的细胞核称为全能性细胞核(totipotent nucleus)。;Dolly的标本和伊恩博士;细胞决定（cell determination）： 在个体发育过程中，细胞在发生可识别的分化特征之前就已经确定了未来的发育命运，只能向特定方向分化的状态，称之为细胞决定。;;（二）细胞决定具有遗传稳定性;;（二）可逆性 转分化和去分化;高度分化的植物细胞可以去分化成为全能性细胞，重新分裂，然后通过再分化形成根茎，最终发育成完整的新植株。 ;高度分化的动物细胞虽不能完全去分化发育为新个体，但在一定条件下，可以从一种分化状态转变为另一种分化状态，称为转分化（transdifferentiation）。 ;细胞分化的稳定性是普遍存在的，而可逆性，即去分化和转分化是有条件的。;四、细胞分化的时间性和空间性 不同的发育阶段细胞可以有不同的形态结构和功能，即时间上的分化； 同一种细胞的后代，由于所处的空间位置不同，可以有不同的形态和功能，即空间分化。 普遍性;五、细胞分裂与细胞分化;30;;奢侈基因（luxury gene）通常将编码组织细胞特异性蛋白的基因称为奢侈基因。如编码血红蛋白、肌动蛋白、胶原蛋白的基因等。正是由于这些基因的表达，才导致了细胞的分化。;（二）基因组改变是细胞分化的特例;二、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式;三、基因选择性表达的调控主要发生在转录水平 不同细胞：相同DNA 不同RNA 不同Protein;顺式调控元件;反式调控因子 转录因子 作用：能识别并结合在基因调控区的相应结合位点上，促进或阻抑基因的转录。 ;（二）转录因子的顺序表达启动特定谱系细胞的分化;级联方式;（三）染色质成分的共价修饰制约基因的转录 1. DNA甲基化 DNA甲基化是指DNA复制后，在DNA甲基转移酶的作用下，将S-腺苷甲基转移到胞嘧啶上的过程。 作用：导致基因失活 机制：干扰转录因子与启动子的结合 ;2.组蛋白的乙酰化和去乙酰化影响转录因子与DNA的结合;（四）同源盒基因（ Homeobox gene ） 不同生物中的保守性很强的序列 编码转录因子;43;一、细胞间相互作用可诱导细胞分化 ; 初级诱导：如中胚层脊索诱导其表面的外胚层形成神经板； 次级诱导：如神经板形成神经管后，其前端发育成前脑，其两侧突出的视杯再诱导其表面的外胚层形成晶状体，此为次级诱导； 三级诱导：晶状体再诱导其表面的外胚层形成角膜，此为三级诱导。;（二）细胞间抑制作用 在胚胎发育过程中，已分化的细胞抑制邻近细胞进行相同分化而产生的负反馈调节作用，称为细胞间抑制。 作用：避免相同器官重复发生或过度发育，与分化诱导共同协调作用，维持正常细胞的分化和胚胎的发育过程。;二、激素对细胞分化的影响 作用时间：个体发育的晚期 作用方式：激素由血液循环输送到各部位，将特定的分化信息传递给靶细胞，使其朝一定方向分化发展。 ;激素分类 甾类激素：分子小，脂溶性，进入细胞，形成受体-激素复合物，入核，结合到DNA上调控基因转录。如类固醇激素、雌激素等。 多肽类激素：分子大，非脂溶性，不