第一篇--发育生物学基本原理.pptVIP

第二章 细胞分化的分子机制 个体发育的中心问题是细胞分化。 从表型特征上，将可细胞分为3种类型： 全能细胞：能够产生有机体所有细胞表型，或者一个完整的有机体。全套基因信息都可以表达。 多潜能细胞：发育潜能受到一定的限定，仅能分化形成特定范围内的细胞。部分限制、部分表达。 分化细胞：由多潜能细胞通过一系列分裂和分化发育成的特殊细胞表型。大部分限制、 5-10%的信息表达。 全能细胞 totipotent cell 多能细胞 pluripotent cell 专能细胞multipotent 双能细胞 bipotent 单能细胞unipotent 细胞分化是基因差异性表达的结果, 由基因差异性表达，不同细胞具有了不同的蛋白质组。 引起差异基因表达来源于： —— 细胞内卵质差异 —— 细胞外邻近细胞的相互作用 差异基因表达的调控机制： —— 差异基因转录 —— 核RNA的选择性加工 (转录组） —— mRNA的选择性翻译 （蛋白质组） —— 差别蛋白质的加工（功能蛋白质组） 第一节 基因组相同和基因差异表达 一、有机体不同组织细胞基因组相同的证据 （一）遗传学证据 染色体数目 （二）胚胎学证据 不同细胞期的卵裂球 可单独发育个体 （三）分子生物学证据 分子杂交 原位杂交 同一有机体的不同细胞，无论是已决定的细胞或是已分化的细胞，都与未分化细胞的核相同，具有全部发育的潜能，具有相等的基因组结构，即基因组相同。 二、核潜能的限定 核移植实验 随着个体发育的不断进行，细胞核指导发育的潜能被越来越限定，甚至丧失了指导全部发育的能力。 一般核移植过程 核克隆过程 核克隆过程 Dolly的诞生 三、基因组相同的例外 1 染色体消减 马蛔虫: 体细胞中80%的DNA丢失 生殖细胞含完整的基因组结构 2 基因重排 图 剪切 免疫球蛋白基因重排 第二节 染色质水平基因活性的调控 第二节 转录水平调控 一 、基因表达的时间和空间的特异性 基因表达的精确时间范围、空间位置，否则会导致发育异常。 二、发育中基因转录水平的调节和变化 珠蛋白基因的转录 图 图 妊娠第3个月：γ-珠蛋白基因表达逐渐停止，同时β-和δ-基因开始表达，产量逐渐增加。 出生后：血红蛋白分子的组成迅速转换，由胎儿型代之为成体型，即α2β2。 正常成体的血红蛋白分子中α2β2占97%，α2δ2为2%-3%，α2γ2为1%。 人的ζ-和α-珠蛋白基因位于第16号染色体上，而ε -、γ-、δ-和β-珠蛋白基因相连，在第一号染色体上依次排列。 β-珠蛋白基因家族的表达显示了一种调控机制，即指导其从胚胎型→胎儿型→成体型转变的顺序开关。 (三)转录调控蛋白5S核糖体RNA基因的转录调控 三、基因差异转录的调控机制 基因的结构及转录过程 启动子、增强子 转录因子（protein） 第三章 转录后调控 DNA——转录——RNA RNA加工水平调控 翻译及翻译后水平调控 第一节 RNA加工水平调控 一、mRNA前体和mRNA 细胞核的最初转录产物，细胞核RNA，区别细胞质中mRNA ——与mRNA相比，细胞核RNA分子量大，寿命短 ——仅有少部分能被加工形成mRNA 二、 前体RNA加工 不同发育期的核RNA一致性。在一定程度上，基因差异表达是在RNA加工水平上进行调控。 在核RNA、细胞质mRNA、（翻译）水平分别检测。 三、 加工水平的调控 DNA— mRNA前体— 不同加工——mRNA—— 第二节 翻译及翻译后水平调控 mRNA的种类、数量，贮藏/翻译 翻译的时间、数量 ——与其他基因产物的协调 翻译产物的加工、转运、包装 第四章 发育中的信号传导 多细胞动物的胚胎发育是一个复杂又高度协调的过程。 信号传导是细胞间通讯的主要形式，即由信号细胞产生信号分子，诱导靶细胞发生某种反应；靶细胞通常通过特异性受体识别细胞外信号分子，并把细胞外信号转变为细胞内信号，引起细胞反应的这一过程称为信号传导。 参与早期胚胎发育的信号调节途径 一、TGFβ 信号途径 二、Wnt 信号途径 三、Hedghog 信号途径 四、Notch 信号途径 一、TGFβ 信号途径 转化生长因子（tranforming growth factor β，TGFβ），是一类分泌性的信号分子。 超家族因子包含30个成员: TGFβ，BMP (bone morphogenetic protein), Activin等亚类。 TGFβ参与细胞