文档介绍:细胞分化细胞生物学
一、概念
二、细胞分化的物质基础和特点
三、细胞分化的可逆性和全能性
四、细胞分化的实质
五、细胞分化的机理
六、影响细胞分化的因素
七、癌细胞
一、概念
细胞分化(cell diffe基因本身的变化
分化的细胞或核具有全能性
为何致癌病毒基因整合到宿主细胞引起细胞癌变,说明基因本身的变化与细胞分化有一定关系,现认为基因活性的变化与DNA的甲基化和DNA重排有关。
(二)转录水平的调节
转录控制(transcriptional control)是真核生物控制基因表达的重要调控方式,通过转录调控,使基因在不同组织中进行差异表达。
如何判断两种组织中差异蛋白的来源?
转录调控的实验证据:组织特异性mRNA。
1.唾腺染色体 疏松区和Puff位置的变化说明细胞分化过程中染色体的基因按照一定顺序进行差次表达,什么因素导致基因的开关转录出不同的mRNA?
2.染色质重组实验
Gilmour和paul取兔子胸腺和骨髓细胞的染色质分别分离出DNA、非组Pr和组Pr,用重组的染色质作模板,加入RNA聚合酶和各种前体核苷酸就可合成RNA
结果如下:
(1)未分离的胸腺染色质能合成胸腺mRNA
(2)未分离的骨髓染色质能合成骨髓mRNA
(3)重组的胸腺染色质能合成胸腺mRNA
(4)重组的骨髓染色质能合成骨髓mRNA
(5)[骨髓DNA+组Pr+胸腺DNA+组Pr]+胸腺非组蛋白重组后→合成胸腺mRNA
(6)[骨髓DNA+组Pr+胸腺DNA+组Pr]+骨髓非组蛋白重组后→合成骨髓mRNA
染色体重组实验表明,非组蛋白与基因选择性表达的调节密切相关,特异的非组Pr可能决定相应的特定基因的转录,即调节转录过程中的调控因素是非组Pr。
但也有人证明mRNA是基因表达的激活因素(牛满江1970,孵化16―18小时的鸡胚切成两半,放在生理盐水中或心脏的mRNA中浸泡后培养,发现在生理盐水中浸泡过的鸡胚发育正常,而心脏mRNA浸过的心脏发育特大,而其它均发育不良,故牛满江认为心脏的mRNA激活了心肌的基因表达)。
(histone displacement model)
Stein 1975年提出组蛋白转移模型:组蛋白与DNA链结合,抑制转录,非组蛋白在一定的部位与DNA结合,它发生磷酸化带上负电荷,即与带正电荷的组蛋白牢固结合而使DNA裸露(结合物从DNA上离开)使此部位DNA发生转录。
组蛋白能使基因的转录过程关闭,而非组蛋白则能有选择地使基因的转录过程打开。
这只是大概的认识有许多细节不能解释清楚:如非组蛋白种类很多,那种非组蛋白调节哪种基因的转录?组蛋白被包围在核小体内在转录时怎样使其脱离?而非组蛋白也是受基因编码的,其调节如何都有待进一步研究。
(三)转录后调控
转录后调控指mRNA的后加工及其降解。
1.简单的转录本的加工
2.复杂的转录本的加工
(四)翻译(转译)水平的调节
细胞质中进行的转译水平的调控包括:mRNA稳定性的控制、翻译起始的控制、翻译效率、差别翻译等。
对于翻译水平的调节目前有的实验表明分化细胞内并无专门调节mRNA翻译的机制,而有些实验则揭示存在翻译水平的调节。
1.Gurdon(1971)把兔、小鼠、鸭等的血红蛋白mRNA及牛晶体蛋白mRNA分别注入非洲爪蟾的卵母细胞中,结果这些异体mRNA都很稳定并翻译成相应的Pr,说明非洲爪蟾卵母细胞的转译机构无特异性。
2.Woodland(1974)把兔、小鼠的血红蛋白的mRNA注射到非洲爪蟾的受精卵,发现这些mRNA稳定,并在第八天(蝌蚪期)发现有兔、小鼠的血红蛋白,它存在于蝌蚪的任一组织内,包括肌肉。说明异源mRNA稳定并在分化的细胞中也可表达,这说明分化细胞内并无专门控制某种mRNA转译的机制。
3.童第周和牛满江(1975)
鲫金鱼 鲤金鱼
4.翻译效率 兔红细胞前体中提取mRNA,它们含有大量的α、β链合成的mRNA,注入蛙卵母细胞,β链合成约为α链5倍(5:1)似乎在卵蛙母细胞中βmRNA转译效率高,可是把血红素一块注射蛙卵母细胞中,α、。
5.卵母细胞的翻译调控 在许多脊椎动物和无脊椎动物的未受精卵细胞质中贮存许多mRNA,但它们大部分不用来翻译,只有受精后才能翻译。
受精引起新的mRNA合成?
放线菌素D(actinomycin D)=RNA合成抑制剂
关于其活化机理推测是受精前被蛋白质遮盖或局限在某特