第一篇-发育生物学基本原理

全能细胞totipotentcell多能细胞pluripotentcell专能细胞multipotent双能细胞bipotent单能细胞unipotent

第一页，共二十五页。第二页，共二十五页。细胞分化是基因差异性表达的结果,由基因差异性表达，不同细胞具有了不同的蛋白质组。

引起差异基因表达来源于：

——细胞内卵质差异

——细胞外邻近细胞的相互作用差异基因表达的调控机制：

——差异基因转录

——核RNA的选择性加工(转录组）

——mRNA的选择性翻译（蛋白质组）

——差别蛋白质的加工（功能蛋白质组）第三页，共二十五页。第一节基因组相同和基因差异表达一、有机体不同组织细胞基因组相同的证据（一）遗传学证据

染色体数目（二）胚胎学证据

不同细胞期的卵裂球可单独发育个体（三）分子生物学证据

分子杂交原位杂交

同一有机体的不同细胞，无论是已决定的细胞或是已分化的细胞，都与未分化细胞的核相同，具有全部发育的潜能，具有相等的基因组结构，即基因组相同。第四页，共二十五页。二、核潜能的限定核移植实验

随着个体发育的不断进行，细胞核指导发育的潜能被越来越限定，甚至丧失了指导全部发育的能力。第五页，共二十五页。一般核移植过程核克隆过程第六页，共二十五页。核克隆过程Dolly的诞生第七页，共二十五页。三、基因组相同的例外1染色体消减马蛔虫:

体细胞中80%的DNA丢失生殖细胞含完整的基因组结构2基因重排图第八页，共二十五页。剪切免疫球蛋白基因重排第二节染色质水平基因活性的调控第九页，共二十五页。第二节转录水平调控一、基因表达的时间和空间的特异性

基因表达的精确时间范围、空间位置，否则会导致发育异常。第十页，共二十五页。二、发育中基因转录水平的调节和变化珠蛋白基因的转录图图第十一页，共二十五页。妊娠第3个月：γ-珠蛋白基因表达逐渐停止，同时β-和δ-基因开始表达，产量逐渐增加。出生后：血红蛋白分子的组成迅速转换，由胎儿型代之为成体型，即α2β2。正常成体的血红蛋白分子中α2β2占97%，α2δ2为2%-3%，α2γ2为1%。第十二页，共二十五页。人的ζ-和α-珠蛋白基因位于第16号染色体上，而ε-、γ-、δ-和β-珠蛋白基因相连，在第一号染色体上依次排列。β-珠蛋白基因家族的表达显示了一种调控机制，即指导其从胚胎型→胎儿型→成体型转变的顺序开关。(三)转录调控蛋白5S核糖体RNA基因的转录调控第十三页，共二十五页。三、基因差异转录的调控机制基因的结构及转录过程启动子、增强子转录因子（protein）第十四页，共二十五页。第三章转录后调控DNA——转录——RNARNA加工水平调控翻译及翻译后水平调控第十五页，共二十五页。第一节RNA加工水平调控一、mRNA前体和mRNA细胞核的最初转录产物，细胞核RNA，区别细胞质中mRNA——与mRNA相比，细胞核RNA分子量大，寿命短——仅有少部分能被加工形成mRNA第十六页，共二十五页。二、前体RNA加工

不同发育期的核RNA一致性。在一定程度上，基因差异表达是在RNA加工水平上进行调控。在核RNA、细胞质mRNA、（翻译）水平分别检测。第十七页，共二十五页。三、加工水平的调控DNA—mRNA前体—不同加工——mRNA——第十八页，共二十五页。第二节翻译及翻译后水平调控mRNA的种类、数量，贮藏/翻译翻译的时间、数量

——与其他基因产物的协调翻译产物的加工、转运、包装第十九页，共二十五页。第四章发育中的信号传导多细胞动物的胚胎发育是一个复杂又高度协调的过程。信号传导是细胞间通讯的主要形式，即由信号细胞产生信号分子，诱导靶细胞发生某种反应；靶细胞通常通过特异性受体识别细胞外信号分子，并把细胞外信号转变为细胞内信号，引起细胞反应的这一过程称为信号传导。第二十页，共二十五页。参与早期胚胎发育的信号调节途径一、TGFβ

信号途径二、Wnt信号途径三、Hedghog信号途径四、Notch信号途径第二十一页，共二十五页。一、TGFβ

信号途径转化生长因子（tranforminggrowthfactorβ，TGFβ），是一类分泌性的信号分子。超家族因子包含30个成员:TGFβ，BMP(bonemorphogeneticprotein),Activin等亚类。TGFβ参与细胞分裂的调节.BMP在脊椎动物及果蝇的胚胎背腹轴图式形成中具有重要作用。Nodal在脊椎动物胚胎中胚层的图式形成、左右轴的建立中起着关键作用。第二十二页，共二十五页。图4.1TGFβ

信号传导途径第二十三页，共二十五页。二、Wnt信号途径分泌性信号分子人类19，果蝇7活性差异：Wnt-1/wg