第14章 细胞分化与基因表达调控.pptxVIP

2025/07/05细胞分化与基因表达调控汇报人：

CONTENTS目录01细胞分化的机制02基因表达调控原理03信号通路与细胞分化04疾病中的基因表达调控05基因表达调控技术应用

细胞分化的机制01

细胞分化概述细胞分化的基本概念细胞分化是细胞从原始状态变为特定功能细胞的过程，是生物体发育的基础。细胞分化过程中的信号传导细胞通过接收外部信号，如生长因子和激素，激活特定基因表达，引导分化。细胞分化与细胞周期的关系细胞分化通常伴随着细胞周期的退出，分化细胞不再进行分裂，专注于功能执行。细胞分化中的表观遗传调控表观遗传机制如DNA甲基化和组蛋白修饰在细胞分化中起着关键作用，影响基因表达。

分化过程中的信号传导细胞外信号分子的作用细胞外信号分子如生长因子和激素，通过与细胞表面受体结合，启动信号传导通路。信号传导通路的级联反应信号传导通路中的级联反应涉及多种激酶和转录因子，最终影响基因表达调控。

转录因子的作用启动基因表达转录因子结合到DNA特定序列，启动或增强特定基因的转录过程。调控细胞命运通过激活或抑制关键基因，转录因子在细胞分化过程中决定细胞命运。影响细胞信号传导转录因子参与细胞内信号传导途径，响应外部信号，影响细胞分化和发育。

表观遗传调控DNA甲基化DNA甲基化是细胞分化中常见的表观遗传机制，通过添加甲基团来调控基因的表达。组蛋白修饰组蛋白修饰如乙酰化和甲基化可改变染色质结构，影响基因的激活或抑制。非编码RNA调控非编码RNA，如miRNA和lncRNA，通过调控mRNA的稳定性或翻译过程参与细胞分化。染色质重塑染色质重塑复合体通过改变核小体的位置和结构，调节基因的可及性，进而影响细胞分化。

基因表达调控原理02

基因表达的基本概念基因转录过程基因转录是DNA信息转录到mRNA的过程，是基因表达的第一步。蛋白质翻译过程蛋白质翻译是mRNA上的遗传信息指导合成特定氨基酸序列的蛋白质的过程。

转录水平调控转录过程细胞核内，DNA序列被转录成mRNA，是基因表达的第一步。翻译过程mRNA在细胞质的核糖体上被翻译成蛋白质，完成基因信息的表达。

翻译水平调控细胞外信号分子的作用生长因子和激素等信号分子与细胞表面受体结合，启动细胞内信号传导通路。信号传导通路的级联反应信号分子激活的受体触发一系列蛋白激酶的活化，形成信号传导的级联反应。转录因子的激活信号传导通路最终导致特定转录因子的激活，进而调控基因表达，促进细胞分化。

基因表达调控网络启动基因表达转录因子结合到DNA特定序列，启动或增强基因的转录过程，是细胞分化关键步骤。调控细胞命运通过与基因启动子区域的相互作用，转录因子决定细胞分化为特定类型，如神经细胞或肌肉细胞。响应外部信号细胞通过转录因子响应生长因子、激素等外部信号，调节基因表达，影响细胞分化方向。

信号通路与细胞分化03

信号通路概述细胞分化的基本概念细胞分化是细胞从原始状态转变为特定功能细胞的过程，是多细胞生物发育的基础。细胞分化过程中的信号传导细胞通过接收外部信号，如生长因子和激素，激活特定的信号传导途径，进而影响基因表达。细胞分化与细胞周期的关系细胞分化通常伴随着细胞周期的退出，分化细胞不再进行分裂，专注于执行特定功能。细胞分化中的表观遗传调控表观遗传机制如DNA甲基化和组蛋白修饰在细胞分化中起关键作用，调控基因表达模式。

主要信号通路介绍转录过程基因表达的第一步是转录，DNA序列被复制成mRNA，为蛋白质合成做准备。翻译过程mRNA指导蛋白质的合成，即翻译过程，是基因表达的第二步，涉及tRNA和核糖体。

信号通路与基因表达细胞表面受体的作用细胞表面受体如酪氨酸激酶受体，接收外部信号，启动细胞内信号传导通路。转录因子的激活信号传导通路激活特定转录因子，这些因子进入细胞核，调控基因表达，促进细胞分化。

疾病中的基因表达调控04

基因突变与疾病启动基因表达转录因子结合到DNA特定序列，启动或增强基因的转录过程，影响细胞分化。调控基因网络转录因子通过与其他蛋白质相互作用，形成复杂的调控网络，决定细胞命运。响应外部信号细胞通过转录因子响应外部环境变化，如激素或生长因子，进而调节基因表达。

表观遗传异常与疾病01DNA甲基化DNA甲基化是细胞分化中常见的表观遗传调控方式，通过添加甲基团改变基因表达。02组蛋白修饰组蛋白修饰如乙酰化和甲基化可调节染色质结构，影响基因的激活或抑制。03非编码RNA调控非编码RNA，如miRNA和lncRNA，通过调控mRNA的稳定性或翻译过程参与细胞分化。04染色质重塑染色质重塑复合体改变染色质的包装状态，从而调控基因的可及性和表达。

调控失衡与疾病发展启动特定基因表达转录因子结合到DNA上，启动特定基因的转录，从而影响细胞分化过程。调控基因表达时序转录因子在细胞分化过程中调控基因表达的时序，确保细胞