分子细胞生物学-赵艳 第八章-1细胞分化与基因表达调控.ppt

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1、第八章第八章 细胞分化与基因表达调控细胞分化与基因表达调控细细胞胞分分化化(cell cell differentiation)differentiation)：在在个个体体发发育育中中，由由一一 种种相相同同的的细细胞胞类类型型经经细细胞胞分分裂裂后后逐逐渐渐在在形形态态、结结构构和和功功能能上上形形成成稳稳定定性性差差异异，产产生生各各不不相相同同的的细细胞胞类类群群的的过过程。程。细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心；细胞分化是多细胞生物发育的基础与核心；细细胞胞分分化化的的关关键键在在于于在在于于组组织织特特异异性性基基因因在时间和空间上的差异性表达；在时间和空间上的差异性表达；细胞癌

2、变细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现是正常细胞分化机制失控的表现 第一节第一节 细胞分化细胞分化(Cell differentiation)Cell differentiation)细胞分化的基本概念细胞分化的基本概念影响细胞分化的因素影响细胞分化的因素l癌细胞癌细胞一、细胞分化的基本概念一、细胞分化的基本概念细胞分化是基因选择性表达的结细胞分化是基因选择性表达的结果果组织特异性基因与当家基因组织特异性基因与当家基因转分化与再生转分化与再生 细胞分化是基因选择性表达的结果细胞分化是基因选择性表达的结果分子杂交技术检测基因及其表达组织特异性基因与当家基因组织特异性基因与当家基因当当家家基基因因

3、(house-keeping house-keeping genes)genes)：是是指指所所有有细细胞胞中中均均要要表表达达的的一一类类基基因因，其其产产物物是是对对维持细胞基本生命活动所必需的；维持细胞基本生命活动所必需的；组组织织特特异异性性基基因因(tissue-specific tissue-specific genes)genes)，或或称称奢奢侈侈基基因因(luxury luxury genes)genes)：是是指指不不同同的的细细胞胞类类型型进进行行特特异异性性表表达达的的基基因因，其其产产物物赋赋予予各各种种类类型型细细胞胞特特异异的的形形态态结结构构特特征征与与特特异的

4、功能。异的功能。转分化与再生转分化与再生一一种种类类型型分分化化的的细细胞胞转转变变成成另另一一种种类类型型的的分分化化细细胞胞现象称现象称转分化转分化（transdifferentiationtransdifferentiation）。）。转分化经历去分化（转分化经历去分化（dedifferentiationdedifferentiation）和再分和再分化的过程。化的过程。生物界普遍存在再生现象（生物界普遍存在再生现象（regenerationregeneration），），再生再生是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细胞水平

5、、组织与器官水平及整体水括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。平的再生。不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异。二、二、影响细胞分化的因素影响细胞分化的因素细胞的全能性细胞的全能性(totipotencytotipotency)影响细胞分化的因素影响细胞分化的因素细胞的全能性细胞的全能性(totipotency)概念：细胞全能性是指细胞经分裂和分化后概念：细胞全能性是指细胞经分裂和分化后 仍具有产生完整有机体的潜能或特性。仍具有产生完整有机体的潜能或特性。植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性，在适宜的条件下可培在适宜的条件下可培育成正

6、常的植株育成正常的植株 动动物物细细胞胞核核移移植植(Nuclear Nuclear transfer)transfer)实实验验证证明细胞核具有发育全能性明细胞核具有发育全能性 干细胞干细胞(Stem cell)Stem cell)与细胞发育潜能与细胞发育潜能影响细胞分化的因素胞外信号分子对细胞分化的影响胞外信号分子对细胞分化的影响,如眼的发生如眼的发生 细胞记忆与决定细胞记忆与决定受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响细胞间的相互作用与位置效应细胞间的相互作用与位置效应环境对性别决定的影响环境对性别决定的影响染色质变化与基因重排对细胞分化的影响染色质变

7、化与基因重排对细胞分化的影响DollyDolly羊的诞生羊的诞生说明说明高度分化的哺高度分化的哺乳动物体细胞核也具有发育全能性乳动物体细胞核也具有发育全能性干细胞分化模式干细胞分化模式胚胚胎胎干干细细胞胞(embryo embryo stem stem cell)cell)：具具有有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能分化成多种细胞类型及构建组织的潜能造血干细胞造血干细胞单能干细胞单能干细胞（monopotential cell）三、三、癌细胞癌细胞(Cancer cell)癌细胞的基本特征癌细胞的基本特征致癌因素致癌因素癌症产生是基因突变积累和自然选择的癌症产生是基因突变积累和自然选择的结果结

8、果（一）癌细胞的基本特征癌细胞的基本特征癌症是一种严重威胁人类生命安全的疾病癌症是一种严重威胁人类生命安全的疾病。动物体内细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞动物体内细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞称为肿瘤细胞(tumor cell)tumor cell)。具有转移能力具有转移能力的肿瘤称为的肿瘤称为恶性肿瘤恶性肿瘤（malignancymalignancy）。）。上皮组上皮组织的恶性肿瘤称癌。织的恶性肿瘤称癌。基本生物学特征基本生物学特征基本生物学特征细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力。细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力。具有扩散性具有扩散性 癌癌细细胞胞的的细细胞胞间间

9、粘粘着着性性下下降降，具具有有侵侵润润性性和和扩散性，这是扩散性，这是癌细胞的基本特征癌细胞的基本特征。细细胞胞间间相相互互作作用用改改变变（识识别别改改变变；表表达达水水解解酶酶类类；产产生生新的表面抗原）新的表面抗原）基基因因表表达达谱谱系系或或蛋蛋白白活活性性改改变变（胚胚胎胎细细胞胞蛋蛋白白、端端粒酶活性升高）粒酶活性升高）染色体非整倍性染色体非整倍性（二）致癌因素（二）致癌因素多种理化因子致癌多种理化因子致癌 DNA肿瘤病毒与肿瘤病毒与RNA肿瘤病毒致癌肿瘤病毒致癌（三）癌症产生是基因突变积累和自然选择的结果（三）癌症产生是基因突变积累和自然选择的结果促进细胞增殖相关基因突变：促进细胞增殖相关基因突变：原癌基因原癌基因 (proto-proto-oncogeneoncogene)突突 变变 形形 成成 癌癌 基基 因因(oncogeneoncogene)抑抑制制细细胞胞增增殖殖相相关关基基因因突突变变：肿肿瘤瘤抑抑制制基基因因(tumor-suppressor gene)tumor-suppressor gene)细胞癌变是基因突变累积和自然选择的细胞癌变是基因突变累积和自然选择的 结果，所以患者多为年长者。结果，所以患者多为年长者。原癌基因与肿瘤抑制基因产物原癌基因与肿瘤抑制基因产物协调作用，协调作用，避免细胞癌变避免细胞癌变