第十二章细胞分化与基因表达调控

第十二章细胞分化与基因表达调控第1页，共30页，2023年，2月20日，星期二第一节细胞分化的基本概念与胚

胎发育过程中细胞分化的潜能变化一、细胞分化的概念与特点（一）细胞分化的基本概念1、细胞分化概念：细胞分化(celldifferentiation)：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，产生各不相同的细胞类群的过程。细胞分化是基因选择性表达的结果：不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，并且表达产物决定细胞的形态结构和功能。

第2页，共30页，2023年，2月20日，星期二分子杂交技术检测基因及其表达第3页，共30页，2023年，2月20日，星期二

完整的细胞分化概念包括时间和空间两方面的变化过程

时间上的分化指同一细胞在不同的发育时间内的区别。空间上的分化指处于不同空间位置中的同一种细胞的后代之间出现的差异。第4页，共30页，2023年，2月20日，星期二细胞分裂：细胞数目增多的过程，分裂产生的子细胞与亲代细胞在形态结构和功能上往往一样；细胞分化：细胞种类增多的过程，使细胞由非专一性（非特化性）状态向形态和功能的专一性（特化性）状态转变，成为具有不同表型结构的各种类型细胞。第5页，共30页，2023年，2月20日，星期二组织特异性基因和管家基因◆管家基因（house-keepinggenes）：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。◆组织特异性基因（tissue-specificgenes）：是指不同的细胞类型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。◆调节基因（regulatorygenes）第6页，共30页，2023年，2月20日，星期二组合调控引发组织的特异性基因的表达conceptofcombinationalcontrol每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。生物学作用：将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动。第7页，共30页，2023年，2月20日，星期二转分化与再生Transdifferentiation：一种类型的分化细胞转化为另一种分化类型的细胞的现象。Dedifferentiation：分化细胞失去所特有的结构和功能变成具有未分化细胞特征的过程。Regeneration：是指生物体缺失部分后重建过程，广义的再生可包括分子水平、细胞水平、组织与器官水平及整体水平的再生。第8页，共30页，2023年，2月20日，星期二2、细胞全能性与多能性

概念：是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。植物细胞具有全能性动物细胞核移植(Nucleartransfer)第9页，共30页，2023年，2月20日，星期二第10页，共30页，2023年，2月20日，星期二蛙红细胞移植后发育成蝌蚪第11页，共30页，2023年，2月20日，星期二第12页，共30页，2023年，2月20日，星期二影响细胞分化的因素◆胞外信号分子对细胞分化的影响◆细胞记忆与决定◆受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响◆细胞间的相互作用与位置效应◆环境对性别决定的影响◆染色质变化与基因重排对细胞分化的影响第13页，共30页，2023年，2月20日，星期二3、细胞决定第14页，共30页，2023年，2月20日，星期二第二节癌细胞（cancercell）癌细胞（cancercell）的基本特征癌基因（oncogenes）和抑癌基因肿瘤（tumor）的发生第15页，共30页，2023年，2月20日，星期二一、癌细胞的基本特征肿瘤细胞（tumorcell）：在致瘤因素作用下，基因发生了改变，细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞。良性肿瘤：生长速度缓慢，和周围的组织边界清晰。恶性肿瘤（癌症）：生长速度快，具有转移能力。肿瘤组织由实质和间质两部分组成，实质是肿瘤细胞，间质由结缔组织和血管组成。第16页，共30页，2023年，2月20日，星期二癌细胞的基本特征

形态特征：体积和核质比明显高于正常细胞；出现巨核、双核和多核，染色体非整倍性；线粒体表现为多型性、肿胀、增生；细胞骨架紊乱，某些成分减少，骨架组装不正常；细胞表面特征改变，产生肿瘤相关抗体。生理特征：第17页，共30页，2023年，2月20日，星期二癌细胞的生理特征第18页，共30页，2023年，2月20日，星期二二、癌基因和抑癌基因

癌基因（原癌基因）抑癌基因第19页，共30页，2023年，2月20日，星期二原癌基因

概念：是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。

表达产物：①生长因子，如sis，②生长因子受体，如fms、erbB，③蛋白激酶及其它信号转导组分，如src、ras、raf，④细胞周期蛋白，如bcl-1，⑤细胞凋亡调控因子，如bcl-2，⑥转录因子，如myc、fos、jun。第20页，共30页，2023年，2月20日，星期二第21页，共30页，2023年，2月20日，星期二第22页，共30页，2023年，2月20日，星期二原癌基因的激活第23页，共30页，2023年，2月20日，星期二第24页，共30页，2023年，2月20日，星期二抑癌基因抑癌基因起负调控作用，主要是抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移。抑癌基因的产物：①转录调节因子，如Rb、p53，②负调控转录因子，如WT，③周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CKI），如p15、p16、p21，④信号通路的抑制因子，如rasGTP酶活化蛋白（NF-1），磷脂酶（PTEN）；⑤DNA修复因子，如BRCA1、BRCA2，第25页，共30页，2023年，2月20日，星期二第26页，