文档介绍：第十五章细胞分化
Cell Differentiation
一、基因组的活动模式
二、细胞质中的细胞分化决定因子与传递方式
三、基因选择性表达的转录水平调控
Cell Differentiation
第二节细胞分化的分子基础
一、基因组的活动模式
基因的选择性表达是细胞分化的本质
细胞分化过程中一般并不伴有基因组的改变。
细胞分化的本质:基因的选择性表达,一些基因处于活化状态,同时另一些基因被抑制而不活化。
Cell Differentiation
多细胞生物个体发育与细胞分化过程中,其基因组DNA并不全部表达,而呈现选择性表达,它们按照一定的时-空顺序,在不同细胞和同一细胞的不同发育阶段发生差异表达(differential expression)。
分子杂交技术检测基因及其表达
细胞总 DNA
细胞总 RNA
输卵管
细胞
成红
细胞
胰岛
细胞
输卵管细胞
成红
细胞
胰岛
细胞
卵清蛋白基因
+
+
+
+
-
-
β-珠蛋白基因
+
+
+
-
+
-
胰岛素基因
+
+
+
-
-
+
实验方法
Southern 杂交
Northern 杂交
持家基因/housekeeping gene:
维持细胞生命活动所必需的,各类细胞普遍共有的,
与细胞分化关系不大,
对细胞分化只起协助作用。
奢侈基因/luxury gene:
编码决定细胞性状的特异蛋白,
决定细胞分化的物质基础。
运输O2和CO2
肌肉收缩
肌动蛋白和肌球蛋白血红蛋白 Hb
分化细胞中表达的两类基因
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。
Cell Differentiation
二、胞质中的细胞分化决定因子与传递方式
胚胎细胞分裂时胞质的不均等分配影响细胞的分化命运
感觉性神经母细胞
Numb
蛋白
支持细胞
感觉性
神经元
鞘层
细胞
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
三、基因选择性表达的转录水平调控
1. 基因的时序性表达
某一特定基因表达严格按照一定的时间顺序发生,这称为基因表达的时间特异性(temporal specificity)。
从受精卵到组织、器官形成的各个不同发育阶段,都会有不同的基因严格按照自己特定的时间顺序开启或关闭,表现为分化、发育阶段一致的时间性,也称为阶段特异性(stage specificity)。
Cell Differentiation
个体发育过程中血红蛋白的表达特点:脊椎动物的血红蛋白由2条α-珠蛋白链和2条β-珠蛋白链组成,其在个体发育不同时期表达不一样。
Cell Differentiation
人珠蛋白基因结构
个体发育过程中,同一基因产物在不同组织器官中表
达多少是不一样的。
一种基因产物在个体的不同组织或器官中表达,即在个体的不同空间出现,这就是基因表达的空间特异性(spatial specificity)。
不同组织细胞中不仅表达的基因数量不相同,而且基因表达的强度和种类也各不相同,这就是基因表达的组织特异性。
Cell Differentiation