细胞生物学细胞分化.ppt

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。不同生物同源异形框编码的氨基酸序列比较第32页,共62页，星期六，2024年，5月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：这些基因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。这些基因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。第33页,共62页，星期六，2024年，5月果蝇和小鼠同源异形框基因及其表达模式第34页,共62页，星期六，2024年，5月四、小RNA在细胞分化中的作用小RNA是长度约在20～30个核苷酸的非编码RNA。微小RNA(microRNA,miRNA):前体为70～90nt，由具有核糖核酸酶性质的Drosha和Dicer酶加工而成。小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA）：来源于外源性的长双链RNA，是Dicer酶解产物。小RNA是在研究秀丽隐杆线虫（C.elegan）细胞命运的时间控制过程中被发现的；广泛地存在于哺乳动物，具有高度的保守性，通过与靶基因mRNA互补结合而抑制蛋白质合成或促使靶基因mRNA降解。研究表明，它们参与了细胞分化与发育的基因表达调控。第35页,共62页，星期六，2024年，5月第三节细胞分化的影响因素一、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式影响细胞分化的命运二、胚胎细胞间相互作用协调细胞分化的方向三、激素是不相邻的远距离的细胞间相互作用的分化调节因子四、细胞分化的方向可因环境因素的影响而改变第36页,共62页，星期六，2024年，5月一、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式影响细胞分化的命运1.母体效应基因产物的极性分布决定了细胞分化与发育的命运母体效应基因（maternaleffectgene）产物：在卵质中呈极性分布、在受精后被翻译为在胚胎发育中起重要作用的转录因子和翻译调节蛋白的mRNA分子，它们在细胞发育命运的决定中起重要作用。受精前后bicoid基因mRNA及翻译蛋白的浓度梯度分布第37页,共62页，星期六，2024年，5月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概念：在胚胎早期发育过程中，细胞质成分是不均质的，胞质中某些成分的分布有区域性。当细胞分裂时，细胞质成分被不均等地分配到子细胞中，这种不均一性胞质成分可以调控细胞核基因的表达，在一定程度上决定细胞的早期分化。第38页,共62页，星期六，2024年，5月不对称分裂的实例：细胞质中numb蛋白的不对称分布能够影响果蝇神经细胞的发育第39页,共62页，星期六，2024年，5月胚胎诱导：胚胎发育过程中，一部分细胞对邻近细胞产生影响并决定其分化方向的现象，称为诱导或胚胎诱导(embryonicinduction)。胚胎诱导的特点：胚胎细胞间的相互诱导作用是有层次的。在三个胚层中，中胚层首先独立分化，该过程对相邻胚层有很强的分化诱导作用，促进内胚层、外胚层各自向相应的组织器官分化。二、胚胎细胞间相互作用协调细胞分化的方向1.胚胎细胞间相互作用的主要表现形式是胚胎诱导第40页,共62页，星期六，2024年，5月眼球发育过程中的多级诱导作用A初级诱导B次级诱导C三级诱导第41页,共62页，星期六，2024年，5月胚胎诱导的分子基础：胚胎诱导是通过诱导组织释放的各种旁分泌因子（paracrinefactor）实现的。这些旁分泌因子以诱导组织为中心形成由近及远的浓度梯度，它们与反应组织细胞表面的受体结合，将信号传递至细胞内，通过调节反应组织细胞的基因表达而诱导其发育和分化。第42页,共62页，星期六，2024年，5月常见的旁分泌因子及其信号转导通路信号通路配体家族受体家族细胞外抑制或调节因子受体酪氨酸激酶EGFFGF（Branchless）ephrinsEGF受体FGF受体（Breathless）Eph受体ArgosTGF-β超家族TGF-βBMP（Dpp）NodalTGF-β受体BMP受体chordin(Sog),nogginWntWnt(Wingless)FrizzledDickkopf,CerberusHedgehogHedgehogPatche