《之细胞分化》.ppt

Human:
1014 cells,
>200 cell types
第三节 细胞分化
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组织、器官、系统
个体
是指从受精开始的个体发育过程中细胞之间发生稳定性差异的过程。
一、细胞分化 (cellHuman:
1014 cells,
>200 cell types
第三节 细胞分化
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组织、器官、系统
个体
是指从受精开始的个体发育过程中细胞之间发生稳定性差异的过程。
一、细胞分化 (cell differentiation)
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。
特点
。
----不可逆
----细胞决定
。
----细胞分裂能力、对环境的反应及抵抗能力的改变
。
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果蝇成虫盘是一些初级分化细胞群，在幼虫变态过程中，不同的成虫盘发育为成虫不同的器官，如腿、翅和触角等。
生殖的
触角
上唇
唇的
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单个细胞在一定条件下具有
分化发育成完整个体的能力。
二、 细胞分化的潜能
1、在发育过程中细胞潜能逐步变窄
全能细胞（totipotent cell)
多能细胞（pluripotent cell)
分化潜能受限，失去发育成完整个体的能力，但仍具有发育成多种表型的能力。
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随着细胞分化，细胞的分化潜能进一步受到限制，只有分化形成
某一类型细胞的能力。
稳定型单能 (unipotency)
因此，就其分化潜能来讲，动物细胞的全能性随着细胞分化程度提高，而逐渐“变窄”，此为细胞分化的普遍规律。
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2、分化细胞细胞核的全能性
高度分化的植物细胞仍具有全能性，在适宜的条件下可培育成正常的植株。
证据一：
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囊胚
蝌蚪
证据二：动物细胞核移植实验：爪蟾、克隆羊
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高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的全套基因
植物组织培养技术
克隆个体的产生
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？
红细胞
血红蛋白基因开启
合成血红蛋白
肌细胞
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白
细胞分化的实质是细胞按照一定程序发生的差别基因表达
三、 细胞分化与基因表达
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分子杂交技术检测基因及其表达
不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，其产物不仅决定细胞的形态结构，而且执行各自的生理功能。
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又称组织特异性基因(tissue-specific genes)
指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功能；
如红细胞的血红蛋白基因，皮肤的角蛋白基因。
管家基因(house-keeping gene)：
是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；
如核糖体蛋白，线粒体蛋白，膜蛋白、组蛋白。
奢侈基因(luxury gene)
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细胞分化的基因表达调控可以发生在转录、翻译以及蛋白质形成后活性修饰等不同水平，其中转录因子介导的转录水平调控最为重要。
●转录水平的调控
--顺式作用元件（包括启动子、增强子、沉默子），促进基因
转录活性，调节基因的组织专一性表达。
--反式作用因子（又叫转录因子或调节蛋白），结合特异的顺
式作用元件而激活基因的转录。
--包括转录激活和转录抑制两方面。
●转录后的加工调节
--选择性将mRNA移出细胞核
--前体mRNA的选择性剪接
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在卵裂期间，不同的细胞质组分被分配到不同类型的细胞内，这些特殊的组分被称为形态发生的决定子，它们支配细胞分化的途径
四、 细胞分化的影响因素
（一）细胞核对细胞分化的影响
（二）细胞质对细胞分化的影响
细胞核内基因选择性表达
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卵细胞中的蛋白质、mRNA并非均匀分布的，而是定位于特定的空间。卵的异质性使卵的分裂必然是不对称的，不同的子细胞得到的“家产”不同，因此具有不同的分化命运。
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指一部分细胞对其邻近细胞的形态发生影响，并决定其分化方向。如眼的形成。
是通过细胞旁分泌产生的信号分子来实现的。如，成纤维细胞生长因子，转化生长因子，Wnt家族等。
（三）诱导和抑制对分化的影响
在细胞生物中，细胞间相互作用对细胞分化有较大影响。
1. 细胞诱导
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外胚层
视泡
眼球发育过程的多级诱导作用
蛙胚发育22天时，前脑两侧向外