细胞生命活动PPT.pptx

细胞的生命活动一、细胞的发育潜能 哺乳类都是通过有性生殖来繁衍后代的。新生命开始于母体子宫内的一个受精卵细胞。所以从一个受精卵细胞发育成一个小生命，纯属正常。 实例1.草履虫的运动和分裂 每一个多细胞生命都是由大量的各种各样的细胞组成的。成年人全身细胞总数约1014个，总共有 200 多种不同种类型的细胞。 正是这 200 多种细胞协同配合，才使人体正常地运转。 追根溯源，这 200 多种细胞都来自于最初的一个受精卵。 1、 细胞分化与个体发育 细胞分化（cell differentiation） 在个体发育中，细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程，称为细胞分化。 细胞分化体现在个体发育中。不但从卵细胞发育成一个胎儿，包含着细胞分化。婴儿诞生后，成长为成年人的过程也包含着细胞分化。甚至，在成年人阶段，人体的细胞分化并没有终止。例如，从骨髓中的一种叫做多能生血干细胞，分化成各种血细胞的过程，在每个人的一生中都一直进行着 细胞分化是基因选择性表达的结果组织特异性基因(奢侈基因)与管家基因 Tissue-specific genes (luxury genes), House-keeping genes管家基因是所有细胞中均要表达的一类基因，其产物对维持细胞基本生命活动是必需的组织特异性基因是不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能细胞分化是组织特异性基因在时间和空间上差异表达细胞的分化机制及选择性表达(differential gene expression)细胞分化是发育的核心问题；细胞分化的实质在于细胞合成特异性蛋白；特异性蛋白合成的基础在于细胞基因的选择性表达。调节基因The sheep star: Dolly 细胞全能性（cell totipotency）?大约200-300种不同分化类型的细胞构成人体不同的组织，不同的组织细胞经历不同的变化；细胞社会的维持需要精密的调控机制；?细胞全能性（cell totipotency） 分化：细胞经历从全能到多能再到专能，彼此间在结构、功能和形态产生稳定性差异的过程。受精卵细胞具有分化出各种组织所有不同类型细胞，足以造成完整个体的潜能，所以把受精卵的分化潜能称为全能性。多能生血干细胞可以分化出多种类型的细胞，但它不可能分化出足以生成完整个体的所有类型细胞。所以多能生血干细胞的分化潜能可以称为多能性。像 CFC-E（红细胞集落形成细胞）或 CFC-T（T 细胞集落形成细胞）这样的细胞，分化后只能形成一种细胞——红细胞或 T 细胞,所以 CFC-E 或 CFC-T 的分化潜能称为单能性。总的趋势是，受精卵是全能性的，随着分化发育过程的向前推进，细胞逐渐丧失其分化潜能，或者说分化潜能越来越窄，从全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定型的细胞。一般说来，分化成熟后定型地执行一定功能的细胞，同时也失去生长分裂的能力。在有些特殊因素影响下，完成分化的细胞又可以从分化定型状态“解脱”出来，恢复旺盛的生长分裂能力，称为“脱分化”。细胞的癌化就是这种情况。已经失去全能性的动物囊胚期细胞及体细胞（例如蛙的红细胞），它们的细胞核仍保留着全套基因组。或者也可以说，这些细胞核仍保留着全能性。把这些细胞核移入到未受精或已受精的卵母细胞或卵细胞的细胞质环境中去。经过精心培育，仍有可能发育称为子代个体。这种不经过有性繁殖的过程称为克隆。看来，动物细胞在分化过程中发育潜能变窄，乃至完全丧失，问题不在细胞核，而在细胞质。可见决定细胞分化全能性的物质（称为分化决定因子），存在于细胞的细胞质中。分化成熟的体细胞的细胞质中，比起卵细胞的细胞质来，在分化决定因子成分上有差别。后来的研究逐渐揭示，分化决定因子是 RNA。Fertilized ovum has totipotencyStrachan T, Read A 2003 2、 干细胞（stem cell）（高等）动物细胞随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能，成为多潜能性，这种细胞成为干细胞。干细胞的特征：①终生保持未分化或低分化特征；②在机体的中的数目、位置相对恒定；③具有自我更新能力；④能无限制的分裂增殖；⑤具有多向分化潜能；⑥分裂的慢周期性，绝大多数处于G0期；⑦可行不对称分裂。根据个体发育过程中出现的次序，干细胞又可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞（ESC）是从胚胎内细胞团或原始生殖细胞筛选分离出的具有多能性或全能性的细胞。ESC的用途主要有：①动物克隆；②动物转基因；③组织工程。3、细胞分化的特点 时空性细胞分化的实质是在细胞质（信号系统）和细胞核（基因组）共同作用下，选择性地表达特定的基因，称为差别基因表达。已分化细胞的胞质RN