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细胞分化与基因表达调控 一、名词解释 1.cell differentiation 2.combinational control 3.transdifferentiation 4.dedifferentiation 5.regeration 6.totipotency 7.stem cell 8.determination 9.oncogenes 10.proto-oncogene 11.tumor-suppressor gene 12.Cancer cell 13.基因组印记 14.决定子 二、填空题 1.细胞分化是多种细胞有机体发育的基础与核心，细胞分化的关键在于的合成，本质在于 2.如果调控蛋白的数目是 3，则在理论上可以启动分化种细胞类型。 3.转分化往往要经历两种过程，分别是，。 4.细胞分化的基本机制是通过方式启动的表达。 5.仅具有分化成一种类型能力的细胞称为。 6.近端组织的相互作用是通过细胞分泌产生的 _来实现的，远距离细胞间相互作用是通过_来调节的。 7.细胞记忆可以通过两种方式实现，一种是，另一种是。 8.某种基因突变可以致使某一部位的性状特征在其他部位出现，这种基因是。 9.肿瘤的发生是逐渐累积的结果。 10.真核细胞基因表达的调控有三种，。 11.细胞分化过程常常伴随_与_。分化细胞最终归宿为_。 12.分化细胞基因组中所表达的基因大致分为_与_两种基本类型。 13.有些细胞仅具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能，这种潜能称_，这种细胞称_。 14.细胞中组织特异性基因的选择性表达主要由_所启动。 15.改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变,这种现象称_。 16.某些不具致癌能力，但由于它的发现源于病毒癌基因及与病毒癌基因的高同源性的基因称为 _。 17.癌基因编码的蛋白质主要包括_,_,_,_和_. 18.肿瘤的发生是_逐渐积累的结果 19.转录调控由为数众多的蛋白质即_的作用为主导，这类蛋白质从功能上分为两类_和 _。 20.蛋白质多样性也能在个体内，通过_而产生,这是在 RNA 加工的水平上调节基因表达的重要机制。 21.在细胞内 mRNA 的前体有两种基本剪接方式_和_,其中_是可调节的。 三、选择题 1.下列是由内胚层分化形成的组织的是 。 A.淋巴细胞 B.消化道上皮细胞 C.大脑 2.DNA 甲基化用于基因表达的 。 A.复制水平的调节 B.转录水平的调节 C.翻译水平的调节 3.全能性最高的细胞 。 A.卵母细胞 B.受精卵 C.原始生殖细胞 4.只在特定细胞表达的基因是 。 A.调控基因 B.奢侈基因 C.持家基因 5.细胞分化最主要的原因是 。A. 染色体的选择性表达 B.基因重排 C.不同奢侈基因的选择表达 6.对细胞癌基因的说法正确的是 。 A.正常细胞接触致癌因素后形成 B.存在于正常体细胞中 C.只存在于肿瘤细胞中 7.奢侈基因 。 A.只在特定细胞中表达 B.只在分裂细胞中表达 C.不能表达的基因片段 8.关于细胞分化的概念叙述错误的是 。 A.细胞分化使机体不同细胞之间产生稳定的差异 B.细胞分化是细胞由非专一性状态向形态和功能专一性状态的转变 C.细胞分化进程是细胞原有的高度可可塑性潜能逐渐增加的过程 9.细胞决定主要发生在 。 A.胚胎三胚层期 B.胎儿器官出现后 C.婴儿期 10.持家基因包括 。 A.组蛋白 B.血红蛋白 C.分泌蛋白 四、问答题 1.简述癌细胞的基本特征。 2.组织特异性基因的表达是如何调控的? 3.影响细胞分化的因素有哪些? 4.说明癌症的发生与癌基因与抑癌基因的关系。 5.为什么说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果? 6.简述分化细胞的特点。 7.细胞记忆的实现方式。 参考答案 一、名词解释 1. 细胞分化（cell differentiation）：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态结构 和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。 2. 组合调控（combinational control）：每种类型的细胞分化是由多中调控蛋白共同完成的的方式。 3. 转分化（transdifferentiation ）：一种类型的分化细胞转变成另一种类型分化细胞的现象。 4. 去分化（dedifferentiation）：是指分化细胞失去起特有的结构与功能变成具有未分化特征的过程。 5. 再生现象（regeration）：生物体的整体或器官受外力作用发生创伤而部分丢失，在剩余部分的基础上又长 出与丢失部分在形态与功能上相同的结构的这一过程。 6. 细胞全能性(totipotency)：是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整机体的潜能或特征。 7. 干细胞（stem cell）：具有多潜能性的细胞。 8. 决定（determination ）：细胞在发生可识别的形态变化之前，就已受到约束而向着特定方向分化，这时细 胞内部已发生变化，确定了未来的发育命运。 9. 癌基因（oncogenes）：是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式，能引起正常细胞癌变。 10. 原癌基因（proto-oncogene）：它不具有致癌能力，但由于它的发现源于病毒基因及其与病毒基因的高同源 性，因而不恰当的称为原癌基因。 11. 抑癌基因（tumor-suppressor gene）：是正常细胞增殖过程中的负调控因子，它编码的蛋白往往在细胞周期 的检验点上起阻止周期进程的作用。 12. Cancer cell：经基因突变招致某些分化细胞的生长与分裂失控,脱离了衰老和死亡的正常途径的细胞 13. 基因组印记：哺乳动物所特有的现象,用来说明甲基化作用在基因表达中具有的重要意义的最好例证 14. 决定子：影响卵裂细胞向不同方向分化的细胞质成分。 二、填空题 1.特异性蛋白，基因选择性表达 2.8 3.去分化，再分化 4.组合调控，组织特异性基因 5.单能干细胞 6.旁泌素，激素 7.正反馈调节，染色体结构变化 8.同型异位基因 9.基因突变 10.转录水平的调控，加工水平的调控，翻译水平的调控 11.细胞增殖，细胞凋亡，衰老和死亡 12.管家基因，组织特异性基因 13.多潜能性，干细胞 14.调控蛋白 15.位置效应 16.细胞癌基因(原癌基因) 17.生长因子，生长因子受体，信号转导通路因子，基因转录调节因子，细胞周期调节因子 18.基因突变 19.转录因子，通用转录因子，特异特异因子 20.选择性剪接 21.组成型剪接，选择性 剪接，选择性剪接 三、选择题 1-5 BBBBC 6-10 BACAA 四、问答题 1.简述癌细胞的基本特征。 细胞生长与分裂失去控制； 具有侵润性和扩散性； 细胞间相互作用改变：冲破了细 胞识别作用的束缚，产生水解酶类，异常表达某些膜受体蛋白； 蛋白表达谱系或蛋白活性改变：往往出 现一些胚胎细胞中表达的蛋白，具有较高的端粒酶活性等；mRNA 转录谱系的改变； 体外培养的恶性 转化细胞的特征：癌细胞失去运动和分裂的接触抑制，在琼脂培养基中可形成细胞克隆，是细胞恶性程度 的 标志之一。 2.组织特异性基因的表达是如何调控的? 答:如果每种类型的细胞分化都需要一种基因表达调控蛋白,那么至少需要 200 种以上的调控蛋白,然而实际 上是有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异细胞类型的分化.其机制就是组合调控的方式,即每种类型的细胞 分化是由多种调控蛋白共同调控完成的.这样如果调控蛋白的数目是 n,则其调控的组合在理论上就可以启动分 化的细胞类型为 2n.然而在启动细胞分化的各类调控蛋白组合中,其中往往是只有一两种调控蛋白是起决定性 的因子.这样单一调控蛋白就有可能启动整个的细胞分化过程。 借助于组合调控,一旦某种关键性基因调控蛋白与其他调控蛋白形成适当的调控蛋白组合,不仅可以将一种 类型的细胞转化成另一种类型的细胞,而且遵循类似的机制,甚至可以诱发整个器官的形成。 这种仅靠一种关键性调控蛋白通过对其他调控蛋白的级联启动,是一种令人惊奇的高小而经济的细胞分化 启动机制,复杂的有机体正是通过这一原则的重复运用逐渐完成形态建成的。 3.影响细胞分化的因素有哪些? 答:调控蛋白的组合是影响细胞分化的直接因素 胞外信号分子对细胞分化的影响 包括近端组织相互作用和远距离细胞间相互作用。近端组织的相互作用是通过细胞旁分泌产生的信号分子 旁泌素(细胞生长分化因子)来实现的,它包括成纤维细胞生长因子、转化生长因子、hedgehog 家族、Wnt 家族 和 Juxtacrine 等五大家族因子。远距离细胞间相互作用对细胞分化的影响主要是通过激素来调节的。 细胞记忆与决定 信号分子的有效作用时间是短暂的,然而细胞可以将这种短暂的作用储存起来并形成长时间的记忆,逐渐向特定 方向分化,细胞记忆可以能通过两种方式实现,一是正反馈途径,即细胞接受信号刺激后,活化转录调节因子,该 因子不仅诱导自身基因的表达,还诱导其他组织特异性基因的表达；二是染色体结构变化的信息传到子代细胞, 如同两条 X 染色体中,其中一条始终保持凝集失活状态并可在细胞世代间稳定遗传一样。一个细胞接受了某种 指令,在发育中这一细胞及其子代细胞将区别于其他细胞而分化成某种特定的细胞类型,或者说在形态,结构与 功能等分化特征尚未显现之前就已确定了细胞的分化命运。 受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响 在卵母细胞的细胞质中除了储存有营养物质和多种蛋白外,还有多种隐蔽 mRNA,不能被核糖体识别,它们在卵细 胞质中呈不均匀分布,在受精后卵细胞质重新定位,少数母 mRNA 被激活,合成早期胚胎繁育所需要的蛋白质,随 着受精卵早期细胞分裂,隐蔽 mRNA 不均一地分配到子细胞,即卵裂后细胞所携带的信息已开始有所不同,这种区 别又通过信号分子影响其他细胞产生级联效应,这样最初储存的信息不断被修饰并逐渐形成更为精细更外复杂 的指令,最终产生分化各异的细胞类型。 细胞间的相互作用与位置效应，细胞间的相互作用对细胞分化器官构建有影响,这种作用为胚胎诱导,胚 胎诱导作用不断强化可分化成不同的层次；细胞所处的位置不同对细胞分化的命运有影响,改变细胞所处的位 置可导致分化方向的改变。 环境对性别决定的影响环境因素对细胞分化可产生影响,特别是对性别决定的影响,并进而影响到生物的 个体发育。 染色质变化与基因重排对细胞分化的影响。 4.说明癌症的发生与癌基因与抑癌基因的关系。 答:癌基因是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式,能引起正常细胞癌变.癌基因编码的蛋白主 要包括生长因子,生长因子受体,信号转导通路中的分子,基因转录调节因子和细胞周期调控蛋白等几大类型.癌 基因的产物常常是正常细胞不表达,或表达很少,或表达产物活性不能调控的一类蛋白;抑癌基因实际上是正常 细胞增殖过程中的负调控因子,它编码的蛋白往往在细胞周期的检验点上起阻止周期进程的作用.如果抑癌基因 突变,丧失其袄增殖的负调控作用,则导致细胞周期失控饿日过度固执.通过细胞增殖相关基因和抑制细胞增殖 相关基因的协同作用,共同调控细胞的正常增殖进程.肿瘤细胞的基本特征之一是细胞增殖失控,恰恰也是这两 大类基因的突变,破坏了正常细胞增殖的调控机制,形成了具有无限分裂潜能的肿瘤细胞。可附图 12-3(P426)。 5.为什么说肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果? 答:根据大量的病例分析,癌症的发生一般并不是单一基因的突变,而至少在一个细胞中发生了 5-6 个基因 突变,才能赋予癌细胞所有的特征,因此细胞基因组中产生与肿瘤发生相关的某一原癌基因的突变,并非马上形 成癌,而是继续生长直至细胞群体中新的偶发突变的产生.某些在自然选择中具有竞争优势的细胞,再经过类似 的过程,逐渐形成具有癌细胞一切特征的恶性肿瘤。癌症是一中典型的老年性疾病,它涉及一系列