第十二章細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控

第十二章細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)細(xì)胞分化的基本概念與胚

胎發(fā)育過程中細(xì)胞分化的潛能變化一、細(xì)胞分化的概念與特點(diǎn)（一）細(xì)胞分化的基本概念1、細(xì)胞分化概念：細(xì)胞分化(celldifferentiation)：在個(gè)體發(fā)育中，由一種相同的細(xì)胞類型經(jīng)細(xì)胞分裂后逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上形成穩(wěn)定性差異，產(chǎn)生各不相同的細(xì)胞類群的過程。細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果：不同類型的細(xì)胞在發(fā)育過程中表達(dá)一套特異的基因，并且表達(dá)產(chǎn)物決定細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。

第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二分子雜交技術(shù)檢測基因及其表達(dá)第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二

完整的細(xì)胞分化概念包括時(shí)間和空間兩方面的變化過程

時(shí)間上的分化指同一細(xì)胞在不同的發(fā)育時(shí)間內(nèi)的區(qū)別?？臻g上的分化指處于不同空間位置中的同一種細(xì)胞的后代之間出現(xiàn)的差異。第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞分裂：細(xì)胞數(shù)目增多的過程，分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞與親代細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上往往一樣；細(xì)胞分化：細(xì)胞種類增多的過程，使細(xì)胞由非專一性（非特化性）狀態(tài)向形態(tài)和功能的專一性（特化性）狀態(tài)轉(zhuǎn)變，成為具有不同表型結(jié)構(gòu)的各種類型細(xì)胞。第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二組織特異性基因和管家基因◆管家基因（house-keepinggenes）：是指所有細(xì)胞中均要表達(dá)的一類基因，其產(chǎn)物是對(duì)維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需的。◆組織特異性基因（tissue-specificgenes）：是指不同的細(xì)胞類型行特異性表達(dá)的基因，其產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與特異的功能。◆調(diào)節(jié)基因（regulatorygenes）第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二組合調(diào)控引發(fā)組織的特異性基因的表達(dá)conceptofcombinationalcontrol每種類型的細(xì)胞分化是由多種調(diào)控蛋白共同調(diào)節(jié)完成的。生物學(xué)作用：將一種類型的細(xì)胞轉(zhuǎn)化成另一種類型的細(xì)胞可以誘發(fā)整個(gè)器官的形成（如眼的發(fā)育）分化啟動(dòng)機(jī)制：靠一種關(guān)鍵性調(diào)節(jié)蛋白通過對(duì)其他調(diào)節(jié)蛋白的級(jí)聯(lián)啟動(dòng)。第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二轉(zhuǎn)分化與再生Transdifferentiation：一種類型的分化細(xì)胞轉(zhuǎn)化為另一種分化類型的細(xì)胞的現(xiàn)象。Dedifferentiation：分化細(xì)胞失去所特有的結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細(xì)胞特征的過程。Regeneration：是指生物體缺失部分后重建過程，廣義的再生可包括分子水平、細(xì)胞水平、組織與器官水平及整體水平的再生。第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二2、細(xì)胞全能性與多能性

概念：是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體的潛能或特性。植物細(xì)胞具有全能性動(dòng)物細(xì)胞核移植(Nucleartransfer)第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二蛙紅細(xì)胞移植后發(fā)育成蝌蚪第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二影響細(xì)胞分化的因素◆胞外信號(hào)分子對(duì)細(xì)胞分化的影響◆細(xì)胞記憶與決定◆受精卵細(xì)胞質(zhì)的不均一性對(duì)細(xì)胞分化的影響◆細(xì)胞間的相互作用與位置效應(yīng)◆環(huán)境對(duì)性別決定的影響◆染色質(zhì)變化與基因重排對(duì)細(xì)胞分化的影響第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二3、細(xì)胞決定第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)癌細(xì)胞（cancercell）癌細(xì)胞（cancercell）的基本特征癌基因（oncogenes）和抑癌基因腫瘤（tumor）的發(fā)生第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二一、癌細(xì)胞的基本特征腫瘤細(xì)胞（tumorcell）：在致瘤因素作用下，基因發(fā)生了改變，細(xì)胞分裂調(diào)節(jié)失控而無限增殖的細(xì)胞。良性腫瘤：生長速度緩慢，和周圍的組織邊界清晰。惡性腫瘤（癌癥）：生長速度快，具有轉(zhuǎn)移能力。腫瘤組織由實(shí)質(zhì)和間質(zhì)兩部分組成，實(shí)質(zhì)是腫瘤細(xì)胞，間質(zhì)由結(jié)締組織和血管組成。第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二癌細(xì)胞的基本特征

形態(tài)特征：體積和核質(zhì)比明顯高于正常細(xì)胞；出現(xiàn)巨核、雙核和多核，染色體非整倍性；線粒體表現(xiàn)為多型性、腫脹、增生；細(xì)胞骨架紊亂，某些成分減少，骨架組裝不正常；細(xì)胞表面特征改變，產(chǎn)生腫瘤相關(guān)抗體。生理特征：第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二癌細(xì)胞的生理特征第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二二、癌基因和抑癌基因

癌基因（原癌基因）抑癌基因第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二原癌基因

概念：是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的，在進(jìn)化上高等保守。當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí)，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。

表達(dá)產(chǎn)物：①生長因子，如sis，②生長因子受體，如fms、erbB，③蛋白激酶及其它信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分，如src、ras、raf，④細(xì)胞周期蛋白，如bcl-1，⑤細(xì)胞凋亡調(diào)控因子，如bcl-2，⑥轉(zhuǎn)錄因子，如myc、fos、jun。第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二原癌基因的激活第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二抑癌基因抑癌基因起負(fù)調(diào)控作用，主要是抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞分化和抑制細(xì)胞遷移。抑癌基因的產(chǎn)物：①轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，如Rb、p53，②負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子，如WT，③周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI），如p15、p16、p21，④信號(hào)通路的抑制因子，如rasGTP酶活化蛋白（NF-1），磷脂酶（PTEN）；⑤DNA修復(fù)因子，如BRCA1、BRCA2，第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期二第26頁，