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第九章遗传与发育
第二节 基因在细胞分化和细胞决定中的作用
一、单细胞生物的细胞分化与发育的调控
发育是通过细胞分化来实现的，分化是产生基因型相同但形态和功能趋异的各种类型细胞的一个变化过程，分化产生了细胞的多样性，构
第九章遗传与发育
第二节 基因在细胞分化和细胞决定中的作用
一、单细胞生物的细胞分化与发育的调控
发育是通过细胞分化来实现的，分化是产生基因型相同但形态和功能趋异的各种类型细胞的一个变化过程，分化产生了细胞的多样性，构成形态建成和生长的基础，并保证了生命的世代延续。
单细胞生物的分化和发育过程较为简单。
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二、多细胞生物的细胞分化和细胞决定
多细胞生物的特化和发育过程较为复杂，合子形成后，分离并分化产生了许多类型的细胞。细胞分化的方向是由基因所控制的，称为“指定”。
分两个阶段：特化和决定。
特化：指细胞或组织在一个中性环境中，按原先被指定的命运自主地进行分化。
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决定：指细胞或组织即使处在胚胎的另一区域，仍不受周围其他细胞或组织的影响，按原先指定的命运自主地进行分化。
三种指定方式：
（一）自主特化 大部分无脊椎动物的特性
（二）条件特化 所有脊椎动物和少数无脊椎动物的特性
（三）合胞特化 昆虫纲的无脊椎动物的特性。
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四、细胞程序性死亡
1、细胞程序性死亡的概念
在多细胞生物体中的一些细胞当不再为生物体所需时，或是已受到损伤时，会激活受遗传控制的自我毁灭，称为细胞程序性死亡。
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2、细胞程序性死亡的形式
（1）细胞凋亡
（2）其他类型
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当地时间2019年10月7日，瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖评审委员会将2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿等三位科学家，以表彰他们在“细胞程序性死亡”这一领域中的开创性工作。他们不但发现在生物的器官发育过程中存在细胞程序性死亡，而且阐明了细胞程序性死亡过程中的基因规律。
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布雷内慧眼识线虫  20世纪60年代末，英国科学家悉尼·布雷内希望能找到一种适于基因水平研究，并能确定完整的神经系统的实验生物模型。最终布雷内选择了一种较为简单的生物——秀丽隐杆线虫。
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霍维茨等人确认“死亡基因”  1986年，罗伯特·霍维茨及其学生发现了线虫中在细胞凋亡过程中起关键作用的两种基因：ced-3和ced-4。这两种基因的缺失将改变细胞的命运，使线虫中原本正常情况下会死亡的细胞存活并继续分化下去。同时，对于早先发现的在细胞凋亡中起作用的基因，他们也弄清楚了它们所起的确切作用。
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在知道了控制线虫细胞凋亡的关键性基因后，霍维茨的一位中国学生于1993年克隆了ced-3 基因，并且发现该基因表达的蛋白质与哺乳动物中的一种酶非常相似。随后的研究发现，该酶与细胞凋亡相关，这表明在哺乳动物中也存在引起细胞凋亡的基因及其表达。
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研究新成就及研究的意义  现在，随着对细胞凋亡机制研究的深入，科学家们发现很多细胞内和细胞外信号都可以启动细胞的凋亡。目前，科学家们发现与细胞凋亡相关的基因有三类：促进细胞死亡的基因、抑制细胞死亡的基因和在细胞死亡过程中表达的基因。
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细胞凋亡的发现以及对细胞凋亡发生机制的研究，为科学开拓出一个神奇的新领域，意义非常深远。
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首先，它加深了人类对于生命的认识。在生物体内，有些细胞将牺牲自己以便于机体自身的维持与更新，可以说，细胞凋亡广泛存在于各种生物体内。同时，细胞凋亡也存在于生物发育的各个阶段。蝌蚪在变态期，尾部细胞将发生凋亡，从而使其能转变成正常的成体蛙。从另外一个角度说，细胞凋亡是一种积极而主动的“创造性的毁灭”过程。譬如，在生物体的正常新陈代谢过程中，细胞的凋亡有助于消除体内衰老的细胞，维持组织器官的形体大小，又不引发炎症反应。
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此外，鉴于细胞凋亡过程受到许多基因及其产物的调控，在临床上，如果有选择性地、可控制性地诱导癌细胞的凋亡，同时对机体的正常细胞不产生或产生较小的副作用，对于攻克癌症及其他一些医学顽症将起到重大突破作用。因此，对细胞凋亡及其机制的研究将为癌症、糖尿病等许多疾病的治疗提供新的可能的方法。对人类健康事业产生重大影响。
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