植物发育生物学.ppt

第三章植物细胞编程死亡及其与发育的关系? PCD的概念?PCD的特征及其与坏死的比较?检测PCD的方法?PCD的机理?植物PCD的特点?PCD在植物发育中的作用?细胞程序性死亡(programmed cell death, PCD)是一个由基因决定的细胞主动的有序的死亡方式,是由某些特定基因参与调控的,在细胞生长发育以及对外界刺激的反应过程中有关键作用的一种重要生物学过程。如胚乳细胞去核之后,细胞并未立即死亡,继续进行淀粉和贮藏蛋白的合成与积累,最终被贮藏物质充满时成为死细胞,完成其程序性死亡过程。一、PCD的概念一、PCD的概念?编程性细胞死亡(Programmed Cell death,PCD)的概念由Gluchsman在1951年首先提出。?1965年Lockshio首次提出PCD是多细胞动物组织中细胞对特定生理性刺激产生反应的死亡方式。?1972年,Kerr提出了细胞凋亡(Apoptosis)的概念。由于PCD和凋亡时细胞表现相同的形态特征,因此人们认为细胞凋亡就是PCD。其实凋亡是PCD过程中伴随着出现的特定的形态、生化特征,也有一些细胞在PCD过程中并不表现凋亡的特征。可见,凋亡是PCD在形态学上的表现,两者不完全等同。PCD在植物体整个生长发育过程中普遍存在。植物体在胚胎发育、根、茎、叶、花等器官的形态建成、细胞增殖分化过程中,都伴随有PCD的发生。营养生长中的PCD现象糊粉层细胞的退化消失根冠细胞的死亡导管分子的形成叶片的形成与衰老生殖生长中的PCD现象大小孢子的形成与发育雌、雄配子体的发育胚的发育单性花的形成二、PCD的特征及其与坏死的比较二、PCD的特征及其与坏死的比较细胞核凝聚成块状、马蹄状,凋亡小体以出芽形式使细胞外观呈葡萄状改变。形态:细胞水分减少导致细胞萎缩,细胞分成一块块,后被吞噬。结构:核增大,色素积累,细胞质向外出芽,染色质固缩。功能:新陈代谢速度减慢,呼吸速度减慢(线粒体功能退化、形变)有些酶的活性降低(酪氨酸酶)细胞膜通透性功能改变。PCD细胞的主要特征PCD的生化特征:caspase的出现和DNA的降解。细胞核:染色质DNA被断裂成分子量较大的染色质DN***段。断裂的染色质DNA被依赖于Ca2+、Mg2+的DNA酶Ⅰ内切成180-200bp及不同倍数的片段。蛋白质:在PCD中有生物大分子的合成。离子:细胞内Ca2+增加,打开钙通道,开始凋亡过程。Zn2+是核酸酶的抑制剂,阻止凋亡。细胞骨架:去掉微管,可导致凋亡,而微丝对凋亡是必需的。