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文檔簡介
1、第一章 緒論重點(diǎn):基本概念,其它部分了解即可。發(fā)育包括個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育。什么是發(fā)育生物學(xué)? 是應(yīng)用現(xiàn)代生物學(xué)的技術(shù)研究生物發(fā)育機(jī)制和規(guī)律的科學(xué)。什么是個(gè)體發(fā)育?個(gè)體發(fā)育都包括哪些基本階段?(必須掌握)個(gè)體發(fā)育:從生殖細(xì)胞的發(fā)生到個(gè)體死亡的整個(gè)生命過程。包括階段:1. 胚前期:配子發(fā)生(gametogenesis)、成熟、排放的時(shí)期生殖生物學(xué)(reproductive biology)。2. 胚胎期:受精、卵裂、囊胚、 原腸胚、神經(jīng)胚、器官發(fā)生、新個(gè)體(幼蟲、幼體,變態(tài))。3. 胚后期:性成熟前期、性成熟期、衰老期(老年學(xué))、死亡。模式生物(一般了解)模式生物的共性特征?1. 其生理特征能夠代
2、表生物界的某一大類群。2. 容易獲得并易于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)飼養(yǎng)繁殖。3. 容易進(jìn)行試驗(yàn)操作,特別是遺傳學(xué)分析。海膽的主要發(fā)育階段都有哪些?受精卵輻射型卵裂2細(xì)胞期、4細(xì)胞期、8細(xì)胞期、16細(xì)胞期、32細(xì)胞期腔囊胚(浮游生活)內(nèi)陷原腸胚2腕幼蟲、4腕幼蟲(長腕幼蟲)棱柱幼蟲稚海膽性成熟。海膽的個(gè)體發(fā)育期源于受精卵,經(jīng)過輻射型全裂產(chǎn)生一個(gè)中空的腔囊胚,并由卵膜中孵出,進(jìn)行浮游生活(1分);之后以內(nèi)陷方式為主形成原腸胚(1分);再依次發(fā)育為棱柱狀幼蟲、長腕幼蟲(1分),最后變態(tài)成為稚海膽(1分);稚海膽經(jīng)過生長達(dá)性成熟,產(chǎn)生兩性生殖細(xì)胞,啟動(dòng)下一代的發(fā)育(1分)。發(fā)育的三大基本規(guī)律以及其所對(duì)應(yīng)的概念:1.
3、 細(xì)胞增殖(cell prolification):伴隨發(fā)育的整個(gè)過程中,不同時(shí)期、不同結(jié)構(gòu)增殖速度不同。2. 細(xì)胞分化(cell differentiation):遺傳信息在不同時(shí)間、空間表達(dá)的結(jié)果。即按一定的時(shí)空順序發(fā)生,并沿著模式形成進(jìn)行。3. 圖式形成(pattern formation):胚胎細(xì)胞形成不同組織、構(gòu)成有序空間結(jié)構(gòu)的過程。基本概念:誘導(dǎo):指一類組織與另一類組織之間的相互作用。前者稱為誘導(dǎo)者,后者稱為反應(yīng)組織。誘導(dǎo)者可指令鄰近組織的發(fā)育。發(fā)育模式:實(shí)驗(yàn)技術(shù)(與實(shí)驗(yàn)相關(guān))的基本概念和基本原理:顯微注射:概念:細(xì)胞顯微操作技術(shù)是指,采用顯微操作系統(tǒng)(倒置顯微鏡/體視顯微鏡+顯微
4、操作器)將供體物(基因、細(xì)胞核或細(xì)胞其他成分)直接注入宿主細(xì)胞(去核卵母細(xì)胞、胚胎細(xì)胞或體外培養(yǎng)的細(xì)胞)中,研究供體物的功能或者獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的技術(shù)。基本原理:原位雜交:概念:用于檢測某一特定mRNA在胚胎或組織中分布的技術(shù)。原理:以特定基因序列為模板,體外合成帶有特定標(biāo)記的RNA探針,此探針序列與研究基因的mRNA互補(bǔ),然后通過此探針與胚胎進(jìn)行雜交反應(yīng),帶有標(biāo)記的探針通過與特定部位表達(dá)的研究基因mRNA配對(duì),經(jīng)顯色反應(yīng)后確認(rèn)其表達(dá)部位。形態(tài)發(fā)育模式:第一篇 發(fā)育生物學(xué)基本原理(非常重要的一篇,相當(dāng)一部分的內(nèi)容在此三章出)重點(diǎn):基本概念和原理,一定要掌握。第一章 細(xì)胞命運(yùn)的決定重點(diǎn):重要掌握一
5、些概念以及這些概念所涉及的實(shí)例。概念:細(xì)胞命運(yùn):指正常發(fā)育情況下細(xì)胞將發(fā)育的方向,這種方向可因條件的改變而改變。細(xì)胞定型:在細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的形態(tài)和功能變化之前,細(xì)胞內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了一些隱蔽的變化,使細(xì)胞命運(yùn)朝向特定的方向發(fā)展。這一過程稱為細(xì)胞定型。細(xì)胞命運(yùn)決定:當(dāng)一個(gè)細(xì)胞或組織放在胚胎另一個(gè)部位可以自主分化時(shí),那么這個(gè)細(xì)胞或組織被認(rèn)為是命運(yùn)已經(jīng)決定了。此類細(xì)胞的發(fā)育命運(yùn)是不可逆的。胞質(zhì)隔離:受精卵內(nèi)特定的細(xì)胞質(zhì),隨著卵裂被分配到特定的裂球中,這些特殊細(xì)胞質(zhì)將決定裂球的發(fā)育命運(yùn),與鄰近細(xì)胞無關(guān)。自主特化:細(xì)胞發(fā)育命運(yùn)完全由內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)組分決定的細(xì)胞定型方式。通過胞質(zhì)隔離實(shí)現(xiàn)。漸進(jìn)特化(依賴型特化):
6、細(xì)胞的定型分化依賴于周圍的細(xì)胞或組織。同一種細(xì)胞可能因在不同的細(xì)胞或組織環(huán)境中,命運(yùn)不同;通過胚胎誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)。鑲嵌型發(fā)育:自主型發(fā)育以自主特化為特點(diǎn)的胚胎發(fā)育模式,由形態(tài)發(fā)生決定子介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)。由細(xì)胞與細(xì)胞間相互作用的調(diào)整型發(fā)育。細(xì)胞定型方式及其特點(diǎn)自主特化依賴型特化存在多數(shù)無脊椎動(dòng)物所有脊椎動(dòng)物和少數(shù)無脊椎動(dòng)物命運(yùn)決定的因素由所獲得的卵內(nèi)特定細(xì)胞質(zhì)組分決定由細(xì)胞間相互作用決定,細(xì)胞相對(duì)位置頗為重要卵裂方式不可改變可改變裂球發(fā)育命運(yùn)一般不可改變可改變特化發(fā)生時(shí)間胚胎細(xì)胞大量遷移之前大量細(xì)胞重排和遷移之后或與之相伴結(jié)果產(chǎn)生鑲嵌型發(fā)育產(chǎn)生調(diào)整型發(fā)育注:一般兩種細(xì)胞定型同時(shí)存在于胚胎發(fā)育中,但不同動(dòng)物兩種
7、方式發(fā)揮作用的程度不同胚胎誘導(dǎo):胚胎發(fā)育中,一部分細(xì)胞或組織對(duì)其鄰近的另一部分細(xì)胞或組織產(chǎn)生影響,并決定其分化方向(命運(yùn))的作用。組織者:能夠誘導(dǎo)外胚層形成神經(jīng)系統(tǒng),并能和其他組織一起調(diào)整成為中軸器官的胚孔背唇部分;或者可誘導(dǎo)次生胚胎產(chǎn)生的胚胎部分。誘導(dǎo)者:產(chǎn)生影響并引起另一部分細(xì)胞或組織分化方向改變的這一部分細(xì)胞稱為誘導(dǎo)者。反應(yīng)組織:接受影響并改變分化方向的細(xì)胞或組織。形態(tài)發(fā)生決定子:胚胎細(xì)胞中存在的決定細(xì)胞發(fā)育命運(yùn)的物質(zhì)。又稱成形素或胞質(zhì)決定子,它廣泛存在于各種動(dòng)物的卵子細(xì)胞質(zhì)中。形態(tài)發(fā)生決定子:每一個(gè)里面能夠舉一個(gè)例子。海鞘: 早在8細(xì)胞期已經(jīng)決定,如果分離的話會(huì)出現(xiàn)一些差異, 分離后能
8、自我分化,但神經(jīng)系統(tǒng)仍需分裂球相互誘導(dǎo)。 海鞘中,多數(shù)組織特異性結(jié)構(gòu)的形成都對(duì)轉(zhuǎn)錄抑制劑敏感,由此推測:形態(tài)發(fā)生決定子可能通過激活某些特定基因轉(zhuǎn)錄而發(fā)生。海鞘形態(tài)發(fā)生決定子(兩類)1. 可以激活基因轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)(蛋白因子)1) 玻璃海鞘放線菌素D(轉(zhuǎn)錄抑制劑)可以造成培養(yǎng)中的海鞘胚胎不形成AchE,說明該酶基因未被激活;進(jìn)一步注射海鞘不同發(fā)育階段胚胎的mRNA到蛙卵中,可以產(chǎn)生AchE。2) 海鞘胚胎中多數(shù)組織特異性結(jié)構(gòu)的形成都對(duì)轉(zhuǎn)錄抑制劑敏感。2. 可能是以mRNA的形式存在于卵內(nèi)一定區(qū)域。堿性磷酸酶是海鞘內(nèi)胚層特異性酶,放線菌素D不起作用,但用嘌呤霉素(蛋白質(zhì)抑制劑)處理,則ALPase產(chǎn)生
9、受阻,說明形成該酶的mRNA已存在于卵質(zhì)中,在卵裂時(shí)被分配到內(nèi)胚層細(xì)胞中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:1) 分離8細(xì)胞時(shí)4對(duì)裂球,4對(duì)裂球可各自分化。2) 玻針擠壓改變分裂溝位置,使B4與b4兩對(duì)裂球均含有黃色新月區(qū)物質(zhì),則均發(fā)育出肌組織。軟體動(dòng)物:鑲嵌型。極葉:卵裂時(shí)胞質(zhì)向植物極遷移形成的細(xì)胞質(zhì)突起。與中胚層形成密切相關(guān)。形態(tài)發(fā)生決定子可能位于極葉皮質(zhì)部的胞質(zhì)或細(xì)胞骨架上。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:帽貝纖毛細(xì)胞的分離;極葉的切除實(shí)驗(yàn)。線蟲:鑲嵌型。植物極含有抑制染色體消減的細(xì)胞質(zhì)。染色體消減:卵裂時(shí),染色體不同程度丟失在細(xì)胞之中的現(xiàn)象。生殖質(zhì):含生殖細(xì)胞決定子的細(xì)胞質(zhì)。海膽:1. 海膽的發(fā)育為調(diào)整型發(fā)育(沿動(dòng)植物極軸呈現(xiàn)鑲嵌
10、型),它的胚胎存在植物極化和動(dòng)物極化兩個(gè)對(duì)立的梯度;其正常發(fā)育依賴于兩個(gè)梯度的平衡;某些蛋白抑制劑可減弱植物極化因子的作用,而某些呼吸抑制劑可減弱動(dòng)物極化因子的作用。2. 裂球的預(yù)期命運(yùn)只要還未決定,都是可以調(diào)整的。裂球的發(fā)育命運(yùn)一旦由于動(dòng)物極細(xì)胞質(zhì)和植物極細(xì)胞質(zhì)彼此分裂而決定下來,便失去調(diào)整能力。即使在調(diào)整型發(fā)育的胚胎中,總會(huì)從某一時(shí)期開始,胚胎細(xì)胞的發(fā)育潛能逐漸受到限制。3. 海膽胚胎在32細(xì)胞以后,多數(shù)裂球不能再形成完整胚胎。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:動(dòng)物極化實(shí)驗(yàn):an=永久囊胚an+veg1=不完全動(dòng)物極化an+veg2=幼蟲an+小裂球=幼蟲植物極化實(shí)驗(yàn):各級(jí)細(xì)胞分別與1、2、4個(gè)小裂球重組,僅an
11、1+4個(gè)小裂球和an2+2個(gè)小裂球可以發(fā)育為正常幼蟲。兩棲類:早期原腸胚依賴型;晚期原腸胚自主型。Spemann組織者的產(chǎn)生漸進(jìn)特化,把早期蛙卵背唇處的細(xì)胞移植到早期囊胚的囊胚腔里可以誘導(dǎo)一個(gè)完整有機(jī)體的產(chǎn)生。第二、三章 細(xì)胞分化的分子機(jī)制重點(diǎn):機(jī)制一定要清楚。細(xì)胞分化產(chǎn)生差異的原因是細(xì)胞在發(fā)育的過程中可能產(chǎn)生了差異基因表達(dá)而導(dǎo)致的。這種導(dǎo)致有兩個(gè)層面的,大多數(shù)物種是在基于相同基因組的水平下,通過基因在表達(dá)過程當(dāng)中出現(xiàn)了差異而導(dǎo)致的細(xì)胞分化產(chǎn)生了特定的蛋白,而有些個(gè)別類型在分化過程中不是基于相同的基因組,而是由于基因組的改變來導(dǎo)致的。基因組相同的情況下,基因差異表達(dá)的調(diào)控:1. 基因轉(zhuǎn)錄活性水
12、平(染色質(zhì)水平)上的調(diào)控:基因轉(zhuǎn)錄是否有活性在一個(gè)機(jī)制上是通過DNA的螺旋程度來改變。螺旋程度高,基因轉(zhuǎn)錄活性就低。原因:與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的位點(diǎn)沒有暴露出來。相關(guān)例子需要掌握例子:異染色質(zhì)化過程(常染色質(zhì)失去轉(zhuǎn)錄活性成為異染色質(zhì));染色體失活(巴氏小體一條X染色體失活);染色體蓬松區(qū)(解螺旋區(qū)域,是基因轉(zhuǎn)錄活躍區(qū));燈刷染色體(兩棲類卵母細(xì)胞減數(shù)分裂雙線期形成);DNA側(cè)環(huán)(暫時(shí)性的)。2. 差異基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控:既取決于目的基因的特異性的核苷酸調(diào)控區(qū)(包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、轉(zhuǎn)錄因子以及一些激素等的作用),不同的區(qū)域也可以結(jié)合不同的作用因子(反式作用元件)。反式作用元件與順式作用元件相互作用來參
13、與調(diào)控基因的表達(dá),這種調(diào)控可以起到激活、增強(qiáng)、抑制、滅活的作用。順式作用元件:同一DNA分子中具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能的特異DNA序列。(啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等)反式作用元件:能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合在各類順式作用元件核心序列上參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的蛋白質(zhì)。多為轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子:反式作用因子,能與啟動(dòng)子和增強(qiáng)子結(jié)合的蛋白質(zhì),既含有特異性DNA結(jié)合域,又含有與啟動(dòng)子或增強(qiáng)子結(jié)合的結(jié)構(gòu)域,激活或抑制基因的表達(dá)。3. 核RNA的選擇性加工水平的調(diào)控:產(chǎn)生的RNA要進(jìn)行加工,在不同的細(xì)胞中在分化過程中也不一樣。前體RNA(在細(xì)胞核內(nèi))通過加工才能產(chǎn)生mRNA(信使RNA)進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)參與下一個(gè)過程。加工層面:1
14、) 同一基因的初始轉(zhuǎn)錄物(nRNA)經(jīng)選擇性拼接可產(chǎn)生不同的成熟RNA。2) 相同基因在不同發(fā)育時(shí)期或不同組織細(xì)胞中合成不同的蛋白質(zhì)。3) RNA 3末端的決定。4) 選擇性RNA加工與性別決定。4. mRNA的選擇性翻譯水平的調(diào)控: 產(chǎn)生的mRNA何時(shí)進(jìn)行翻譯活動(dòng)有調(diào)控,3UTR可以調(diào)節(jié)mRNA的壽命而導(dǎo)致產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的數(shù)量不一樣。產(chǎn)生的mRNA可能被一些保護(hù)性的結(jié)構(gòu)保護(hù)起來限制其馬上進(jìn)行因此產(chǎn)生的時(shí)間不一樣。在翻譯前mRNA被RNA編輯酶編輯,改變了RNA序列因而使翻譯結(jié)果不一樣。RNA3UTR區(qū)和5UTR區(qū)往往可以被進(jìn)行特異性修飾。如polyA修飾可以穩(wěn)定它從而產(chǎn)生足量的蛋白質(zhì);1) 通
15、過3(兩個(gè)層面:調(diào)控壽命、翻譯活性)3UTR調(diào)控mRNA的壽命:短壽命mRNA的3UTR通常含有一個(gè)或多個(gè)AU富集區(qū);不富含就長命,蛋白質(zhì)產(chǎn)量就高。3調(diào)控區(qū)調(diào)控翻譯的一些區(qū)域,可以結(jié)合一些激活因子也可以結(jié)合抑制因子,eg線蟲的生精還是生卵四齡幼蟲之前3調(diào)控區(qū)被一些抑制因子結(jié)合就不能翻譯2) RNA產(chǎn)生后可能被封閉住讓它不能和翻譯元件發(fā)生結(jié)合,2個(gè)例子:在卵母細(xì)胞中和rnp顆粒結(jié)合,被封閉住,受精后釋放。RNA產(chǎn)生早期沒有運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞核,把它封閉在核里,發(fā)生阻隔3) 對(duì)RNA進(jìn)行修飾,改變了它的翻譯活性。如甲基化、對(duì)3Poly(A)進(jìn)行修飾(有poly A穩(wěn)定,可以行使翻譯功能)4) pH值的改變
16、海膽5) 通過一些離子結(jié)合蛋白鐵蛋白和運(yùn)鐵蛋白6) RNA編輯5. 差別蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控:1) 一條長鏈被剪切并除去部分而激活, 胰島素;2) 除去某些保護(hù)/抑制性片段而激活;3) 特定的亞細(xì)胞定位,膜蛋白、核蛋白等;4) 與其它蛋白質(zhì)一起裝配成為功能單位,血紅蛋白;5) 與某些離子結(jié)合而激活,鈣調(diào)蛋白;6) 通過蛋白質(zhì)修飾(磷酸化、乙酰化)而激活,魚精蛋白、晶體蛋白。 總結(jié):3UTR作用:mRNA的半衰期(富AU不穩(wěn),富C穩(wěn));具有調(diào)控加尾A的功能;調(diào)控配子的決定。基因組不同的情況下的例子:基因刪除:整體刪除和局部刪除。線蟲、癭蠅等部分細(xì)胞染色體丟失,余下的保有全部染色體的發(fā)育為生殖細(xì)胞
17、。哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞細(xì)胞核丟失;基因擴(kuò)增:1) 基因的選擇擴(kuò)增:某些特殊基因被選擇性復(fù)制出許多拷貝。(非洲爪蟾rDNA從變態(tài)期到卵母細(xì)胞成熟前持續(xù)擴(kuò)增;果蠅卵殼蛋白基因擴(kuò)增);2) 基因組擴(kuò)增:通過多倍體和多線染色體擴(kuò)增完整基因組。(哺乳動(dòng)物肝細(xì)胞:多倍體擴(kuò)增;果蠅卵巢營養(yǎng)細(xì)胞:多線染色體擴(kuò)增);基因重排:B細(xì)胞分化過程中免疫球蛋白基因重排。第二篇 動(dòng)物個(gè)體早期發(fā)育模式(每一個(gè)階段的核心內(nèi)容,第三篇也是)第四章不需要看第五章 生殖細(xì)胞的發(fā)生生殖細(xì)胞發(fā)生的一般過程(掌握),尤其是幾種模式生物原始生殖細(xì)胞(PGC)性原細(xì)胞配子發(fā)生過程 在此過程中經(jīng)過兩次命運(yùn)決定。細(xì)胞在由PGC遷移到生殖嵴之后要進(jìn)行一
18、個(gè)定向分化,此定向分化有兩個(gè)層面,一個(gè)層面為確定性別,第二個(gè)層面為確定是有絲分裂還是減數(shù)分裂,可以以線蟲為例來看出它們是怎樣定向分化的。PGC的兩種起源:1. 先成論:胚胎發(fā)育早期通過母源決定子的定位確定生殖細(xì)胞的命運(yùn)。自主特化。實(shí)例:線蟲、果蠅、爪蟾。2. 后成論:胚胎發(fā)育晚期通過周圍組織細(xì)胞誘導(dǎo)確定生殖細(xì)胞的命運(yùn)。依賴型特化。實(shí)例:小鼠、雞。PGC的決定和遷移:1. 決定:1) 線蟲:從受精卵第一次卵裂開始,到4次分裂后PGC獲得決定,由含有pie-1核蛋白顆粒的細(xì)胞分化而成。2) 果蠅:第9次卵裂后由含有極質(zhì)和P顆粒的極細(xì)胞決定。gcl、oskar、nanos等基因參與決定。3) 兩棲類
19、:生殖質(zhì)位于卵的植物極,定位依賴于微管。囊胚腔腹側(cè)中央細(xì)胞為PGCs。4) 鳥類:PGC起源于明區(qū)中央的上胚層細(xì)胞,原腸作用中遷移至明區(qū)前部邊緣的下胚層,形成生殖新月區(qū),成為PGC。5) 哺乳類:位于原腸胚上胚層,誘導(dǎo)信號(hào)為BMP,與oct等基因有關(guān)2. 遷移:1) 果蠅:伴隨胚胎發(fā)育,由后端向前方遷移進(jìn)入中腸內(nèi)部,進(jìn)而穿過中腸,沿腸道外壁向后遷移,與體細(xì)胞形成的生殖嵴結(jié)合構(gòu)成生殖腺。整個(gè)過程受多個(gè)基因調(diào)控。2) 兩棲類:植物極囊胚腔內(nèi)層表面形成PGC幼蟲腸后部聚集沿腸背部遷移至中腸上部的生殖嵴。與kenesin-like protein有關(guān)。3) 鳥類:生殖新月區(qū)形成血管時(shí)PGC進(jìn)入血管,通
20、過血液循環(huán)到達(dá)生殖嵴所在處,然后穿出血管進(jìn)入生殖嵴。4) 哺乳類:由原條后部的胚外中胚層中,經(jīng)內(nèi)胚層、尿囊、卵黃囊到達(dá)后腸,再沿后腸背壁向前遷移到達(dá)生殖嵴。與其接觸的上皮細(xì)胞有關(guān)。GC定向分化的兩次決定:在有絲分裂與減數(shù)分裂之間選擇;在生精和生卵之間選擇。影響GC分化的因素:性染色體或常染色體上的基因、性腺微環(huán)境(激素)、環(huán)境因子。以線蟲XX雌雄同體個(gè)體為例說明GC發(fā)育的兩次選擇:1. 有絲分裂與減數(shù)分裂之間的選擇:生殖腺近端細(xì)胞減數(shù)分裂,遠(yuǎn)端細(xì)胞有絲分裂。由遠(yuǎn)端distal tip cell的纖毛所含lag-2蛋白與GC上的受體glp-1結(jié)合后抑制GC減數(shù)分裂。2. 生精和生卵之間的選擇:幼
21、蟲期fem基因表達(dá)FEM,生精,成蟲期不表達(dá),生卵。確定后一般了解,重點(diǎn)定位在與發(fā)育有關(guān)的新的機(jī)制的探討上。卵子發(fā)生過程中,要經(jīng)過減數(shù)分裂兩次阻斷和再啟動(dòng)的過程的機(jī)制。例子:兩棲類。脊椎動(dòng)物卵子發(fā)生的兩次阻斷:減數(shù)分裂1雙線期、第二次成熟分裂中期。阻斷與繼續(xù)的機(jī)制:孕酮激活c-mosRNA編碼pp39mos,激活MPF前體使細(xì)胞完成第一次減數(shù)分裂,在第二次分裂中期被CFS分子(pp39mos+Cdk2)阻斷。受精后鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放,激活鈣調(diào)蛋白,活化CK使CFS降解,周期蛋白降解,分裂繼續(xù)。其它內(nèi)容:一般性了解。第六章 受精fertilization的機(jī)制重點(diǎn):機(jī)制。概念:受精的專一性:是指
22、動(dòng)物的受精有著嚴(yán)格的物種特異性,通過卵膜上物種特異性識(shí)別受體來識(shí)別精子,觸發(fā)頂體反應(yīng),使精子入卵。這是保證其個(gè)體發(fā)育正常進(jìn)行的基本條件,也是生物進(jìn)化中生存選擇的必然結(jié)果。受精的唯一性:精子在受精中的主要作用是激活卵子并為卵子提供單倍體的核。絕大多數(shù)動(dòng)物為單精入卵,而受精過程通常是一個(gè)大量精子參與的活動(dòng),在這個(gè)過程中,卵細(xì)胞憑借即快封閉反應(yīng)(膜電位變化)和慢封閉反應(yīng)(皮層反應(yīng))兩套機(jī)制阻擋多余精子入卵。受精的過程中卵子是如何被激活并啟動(dòng)其治愈狀態(tài)的?兩種假說:釋放可溶性蛋白,上面有直接識(shí)別分子,可以和卵膜上的受體結(jié)合得以識(shí)別。這個(gè)過程也啟動(dòng)了卵子的皮層反應(yīng)引起卵子的機(jī)動(dòng)。通過Pi信號(hào)系統(tǒng)由表面信
23、號(hào)進(jìn)入內(nèi)部,此系統(tǒng)首先導(dǎo)致Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中大量釋放,由于鈣波的產(chǎn)生,引起皮層顆粒的破裂皮層顆粒的破裂里面的各種酶經(jīng)過怎樣的順序釋放出來,各就各位導(dǎo)致受精膜的產(chǎn)生以及阻止多精入卵的過程為重點(diǎn)。精子激活卵子的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)1. 精子激活因子與卵膜表面受體結(jié)合2. 受體通過G蛋白偶聯(lián)到內(nèi)表面的PLC(磷酸脂酶C)上3. PLC被激活,裂解PIP2(二磷脂酰肌醇)成為IP3(三磷酸肌醇)和脂質(zhì)DAG(二酰甘油)4. IP3擴(kuò)散到胞漿中,與沿內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分布的IP3受體結(jié)合,刺激Ca+從ER中釋放,并激活下游反應(yīng)5. Ca+激活皮層顆粒膜上的葡聚糖酶,引起皮層反應(yīng)6. DAG在Ca+的參與下,與胞
24、漿來的PKC(蛋白激酶C)結(jié)合,激活PKC7. PKC將ATP的磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)到膜上,刺激膜上離子通道開啟,使胞漿中pH升高,使RNP(核糖蛋白顆粒)釋放mRNA,合成蛋白質(zhì)8. PKC轉(zhuǎn)運(yùn)磷酸鹽到核內(nèi),啟動(dòng)DNA復(fù)制第七章 卵裂(cleavage)卵裂的主要特征(不考)1. 分裂周期短;幾何級(jí)數(shù)增加細(xì)胞數(shù)目。2. 早期卵裂只有S期和M期,隨發(fā)育卵裂的速度漸慢。3. 分裂球的體積下降(但核質(zhì)比漸大),但胚胎的總體積不變。4. 卵裂期合子基因大多處于休眠狀態(tài)。5. 卵裂常經(jīng)歷由均等裂向不均等裂變化。卵裂的機(jī)制(以果蠅為例)負(fù)責(zé)卵裂的元件在發(fā)育過程中被母原性不同程度地提前儲(chǔ)備了某些元件。果蠅前13個(gè)時(shí)
25、期由母原控制的,特別快,其中前7個(gè)時(shí)期更快,后17個(gè)時(shí)期是合子合成的,比較慢。原因:前7個(gè)時(shí)期母體內(nèi)準(zhǔn)備了充足的cdc25和MPF分子,其限制因子就是一個(gè)DNA的復(fù)制過程。DNA只要一復(fù)制即可用事先儲(chǔ)備好的元件使其進(jìn)入卵裂期,在S期與M期間振蕩很快。隨著發(fā)育,母原的許多元件已經(jīng)被消耗掉,如原來已經(jīng)存在的MPF分子已經(jīng)被消耗,表現(xiàn)為Cyclin B蛋白被降解掉,但是還存在Cyclin B母原的mRNA,伴隨DNA的復(fù)制,要啟動(dòng)mRNA的翻譯過程再產(chǎn)生Cyclin B,14期開始cdc25被消耗掉了,當(dāng)DNA復(fù)制完之后編碼cdc25的S基因開始啟動(dòng),17期后Cyclin E也受到影響。模式生物的例
26、子簡述今天人們對(duì)果蠅胚胎發(fā)生中細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制轉(zhuǎn)變的了解。1. 前13個(gè)細(xì)胞分裂周期,由母源性胞質(zhì)控制。其中前7次核分裂極快,主要由于排卵時(shí),母體已在卵質(zhì)中貯存了有活性的MPF分子和Cdc25蛋白,細(xì)胞周期僅限于DNA的合成(2分);7-13次卵裂速度變緩,此階段細(xì)胞中仍然有母源性的Cdc25,但由于細(xì)胞周期蛋白開始周期性降解,導(dǎo)致卵裂速度減慢(2分)。2. 14次以后轉(zhuǎn)為合子型控制。14-17次卵裂期間,母源性cdc25 磷酸酶降解,合子型string基因合成活動(dòng)與DNA合成后的G2期啟動(dòng),由此細(xì)胞周期進(jìn)一步加長(2分);17次以后,Cyclin E成為DNA復(fù)制的限速因子,使細(xì)胞增加了G1
27、期(2分)。不同的模式生物卵裂不同,形成的囊胚不同。熟悉一下細(xì)胞如何產(chǎn)生了腔。如海膽的囊胚腔如何形成的,兩棲類中偏腔囊胚成分不同而為下一個(gè)發(fā)育階段奠定好基礎(chǔ)。魚類有中期囊胚轉(zhuǎn)換。1. 第4次分裂將開始不均等分裂,第7次分裂后產(chǎn)生128細(xì)胞組成的囊胚。植物極的小分裂球micromeres是生骨中胚層命運(yùn),具有起動(dòng)原腸作用、誘導(dǎo)第二胚軸的活性。2. 海膽早期囊胚的細(xì)胞體積一致,其后長出纖毛,使囊胚可在受精膜內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)也因細(xì)胞的增殖,細(xì)胞變窄。3. 囊胚腔形成的2種可能機(jī)制:1) 卵裂球分泌的蛋白進(jìn)入囊胚腔中,導(dǎo)致腔中液體粘稠而吸取胚外水分,腔內(nèi)的膨脹壓阻止了細(xì)胞向腔內(nèi)增生;2) 細(xì)胞與透明層緊密
28、粘接,使細(xì)胞不能向腔內(nèi)增生。4. 囊胚的孵化:由動(dòng)物極細(xì)胞分泌孵化酶降解受精膜。第八章 原腸作用概念:原腸作用:是指囊胚細(xì)胞有規(guī)則的移動(dòng),使細(xì)胞重新排列,用來形成內(nèi)胚層和中胚層器官的細(xì)胞遷入胚胎內(nèi)部,而要形成外胚層的細(xì)胞鋪展在胚胎表面。原腸作用期的胚胎叫原腸胚原腸作用的類型有哪些?內(nèi)陷、內(nèi)移、內(nèi)卷、外包、插入、集中延伸、分層。從機(jī)制的角度重點(diǎn)掌握海膽和兩棲類的原腸作用細(xì)胞是怎樣進(jìn)行遷移的。海膽原腸作用機(jī)制(以內(nèi)陷為主,同時(shí)伴有移入):1. 初級(jí)間質(zhì)細(xì)胞內(nèi)移1) 原腸作用時(shí),小分裂球的后代首先與相鄰細(xì)胞以及透明層之間的親和力降低,同時(shí)與囊胚腔內(nèi)部的基質(zhì)片層和胞外基質(zhì)之間的親和力增加。這樣在外小分
29、裂球的后代與透明層及相鄰細(xì)胞脫離2) 進(jìn)入囊胚腔的初級(jí)間質(zhì)細(xì)胞,沿著囊胚腔壁的胞外基質(zhì)伸出線狀偽足,向前遷移。2. 早期原腸內(nèi)陷海膽早期原腸內(nèi)陷來源于兩方面的原因:一是纖絲收縮使細(xì)胞變?yōu)槠跣危蔀榧?xì)胞內(nèi)陷的原動(dòng)力(2分);與此同時(shí),植物極板細(xì)胞向透明層內(nèi)層分泌硫酸軟骨素蛋白多糖(chondroitin sulfate proteoglycan,CSPG)(1分),后者吸水使透明層內(nèi)層膨脹(1分),結(jié)果植物極透明層彎曲,相連的細(xì)胞層內(nèi)陷(1分)。3. 晚期原腸內(nèi)陷v次級(jí)間質(zhì)細(xì)胞位于原腸頂端,伸出線狀偽足至囊胚腔壁的內(nèi)表面并與之相連。然后偽足縮短,原腸得以拉長兩棲類的原腸作用過程(內(nèi)卷、下包為主)
30、1. 原腸作用起始于灰色新月中央位置區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域胚胎表面的細(xì)胞形成瓶狀細(xì)胞,并內(nèi)突,遷移了緣區(qū)的細(xì)胞向植物極遷移,啟動(dòng)了內(nèi)卷過程。2. 緣區(qū)表面下方的深層細(xì)胞內(nèi)卷,又將與之相連的表面細(xì)胞帶入胚胎內(nèi)部,植物極細(xì)胞也向內(nèi)部推進(jìn),進(jìn)一步是胚胎表面的細(xì)胞向內(nèi)部遷移。進(jìn)入胚胎內(nèi)部的未來的內(nèi)中胚層細(xì)胞,沿著囊胚腔的內(nèi)表面內(nèi)壁像動(dòng)物極方向遷移,囊胚腔逐漸擴(kuò)大。3. 深層的緣區(qū)細(xì)胞發(fā)生插入混合,在其向動(dòng)物極遷移的同時(shí)牽拉了附著在其上面的細(xì)胞也向動(dòng)物極遷移,最后形成了原腸的頂璧。4. 植物極緣區(qū)細(xì)胞的拖拉又使外胚層細(xì)胞向植物極方向進(jìn)行擴(kuò)展,不斷下包,最后包圍在胚胎外圍,最后完成胚層的分化。第九章 神經(jīng)胚和三
31、胚層分化概念:神經(jīng)胚形成(neurulation):預(yù)定神經(jīng)外胚層形成神經(jīng)管的過程,是中軸器官分化的階段在此階段外胚層首先分化為神經(jīng)外胚層和表皮外胚層,并且神經(jīng)外胚層要構(gòu)建一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的中軸器官。要卷折形成神經(jīng)管,前端膨大形成腦泡,后端保持脊髓。神經(jīng)嵴細(xì)胞是一種多潛能的細(xì)胞,根據(jù)其遷移的途徑不同,落定的位置不同,最終的分化命運(yùn)不同。神經(jīng)嵴細(xì)胞:由外胚層分化而來的一類多潛能細(xì)胞,在神經(jīng)管形成時(shí),分別與神經(jīng)管細(xì)胞和表皮外胚層細(xì)胞脫離,形成位于神經(jīng)管內(nèi)部兩側(cè)的一群細(xì)胞。表述軀干神經(jīng)嵴細(xì)胞的兩條遷移途徑和分化命運(yùn)。1. 背部遷移途徑: 沿胚胎外胚層下面遷移至最腹部的皮膚中(1分)。分化為色素細(xì)胞(1分
32、)。2. 腹部遷移途徑: 通過體節(jié)的前部向腹側(cè)延伸(1分)。有的在體節(jié)中形成背根神經(jīng)節(jié),有的穿越體節(jié)的前半?yún)^(qū)分化為交感神經(jīng)、腎上腺髓質(zhì)細(xì)胞和施旺細(xì)胞(2分)。中胚層形態(tài)學(xué)的變化以及到分化的起始的作用機(jī)制中胚層分化的5個(gè)區(qū)域及將來的分化命運(yùn)1. 脊索中胚層(chorda m.)-脊索2. 背中胚層(dorsal m.)又稱軸旁中胚層(paraxial m.)-體節(jié)(生皮節(jié)、生肌節(jié)、生骨節(jié)) 重點(diǎn)3. 中間中胚層(intermediate m.)-泌尿系統(tǒng)和生殖器官4. 側(cè)中胚層(lateral m.)-心臟、血管、體腔壁和除肌肉以外的四肢所有中胚層5. 頭部間質(zhì)(head mesenchyme)
33、-面部結(jié)締組織和肌肉分化不一樣的原因:收到了誘導(dǎo)。內(nèi)胚層不考第十章 誘導(dǎo)作用前面為早期發(fā)育,從此往后為晚期發(fā)育重點(diǎn):概念,初級(jí)胚胎誘導(dǎo),尤其是胚層的形成(如何經(jīng)過一系列誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)胚層的分化和分區(qū))。在發(fā)育過程中普遍存在,最早起源于胚層的形成概念:感受性:組織對(duì)一種特定刺激以一種特異方式產(chǎn)生反應(yīng)的能力。容許的相互作用(permissive interaction):反應(yīng)組織含有所有要表達(dá)的潛能,需要環(huán)境,但環(huán)境不能改變它的表達(dá)方向。指令的相互作用(instructive interaction):反應(yīng)組織的發(fā)育潛能不穩(wěn)定,其發(fā)育方向和過程取決于接受的誘導(dǎo)刺激類型。(例,間質(zhì)誘導(dǎo)表皮和上皮的分化,貼
34、近誘導(dǎo)作用模式1、細(xì)胞與細(xì)胞的接觸;2、細(xì)胞與基質(zhì)的接觸;3、可溶性信號(hào)的擴(kuò)散;)重點(diǎn)爪蟾的初級(jí)誘導(dǎo)和中胚層區(qū)域劃分1. -CATENIN在胚胎背部的定位精子入卵,引起卵子皮質(zhì)部繞內(nèi)質(zhì)部旋轉(zhuǎn),結(jié)果使原來被包被于小泡內(nèi)的DSH蛋白移植到卵子預(yù)定背側(cè)并釋放擴(kuò)撒到背部。在背側(cè),DSH通過抑制GSK3表達(dá),而使-CATENIN在背部特異性表達(dá)在腹側(cè),由于沒有DSH分布,致使大量GSK3表達(dá),后者具有抑制-CATENIN的作用,結(jié)果-CATENIN僅在背部分布,并進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。2. 背側(cè)組織中心的啟動(dòng)進(jìn)入核內(nèi)的-CATENIN與Tcf3結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄因子,激活下游基因Siamois編碼蛋白質(zhì),后者將與TG
35、F-通路激活的另外一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子Lim-1結(jié)合,激活組織者中心的goosecoid表達(dá),從而啟動(dòng)了背側(cè)組織中心的一系列分化。3. 側(cè)腹中胚層的形成。囊胚晚期,植物半球細(xì)胞表達(dá)Vg1和VegT,同時(shí)背側(cè)區(qū)域植物極細(xì)胞中還要表達(dá)-CATENIN,植物半球背側(cè)處,這三者協(xié)作將激活Xnr基因的表達(dá),產(chǎn)生Xnr在植物極內(nèi)胚層細(xì)胞形成由背向腹形成了Xnr 蛋白濃度梯度,這一濃度梯度將特化中胚層的不同區(qū)域。xnr的濃度梯度來界定側(cè)腹中胚層的形成:具有少量xnr的區(qū)域?qū)⒈磉_(dá)高水平的BMP和wnt分子激活所有和腹側(cè)中胚層相關(guān)的基因。具有中度濃度xnr的區(qū)域?qū)⒈磉_(dá)中度濃度的BMP和wnt分子,將界定中部側(cè)中胚層的一
36、些分化。具有高濃度xnr的區(qū)域?qū)⒈巢拷M織中心當(dāng)中其他的一些相關(guān)基因的表達(dá),界定背部的形成。第十一章 果蠅胚軸形成圖式在發(fā)育過程中是普遍存在的。重點(diǎn):一些主基因在介導(dǎo)圖式形成上是如何起作用的。概念:持家基因(管家基因):幾乎在所有類型細(xì)胞中表達(dá),保持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必須的基因。組織特異性基因:在特殊類型的細(xì)胞中表達(dá)的基因,其基因產(chǎn)物往往賦予細(xì)胞某些特異性的活性。母源效應(yīng)基因(maternal-effect gene):在卵子發(fā)生過程中表達(dá)并在卵子發(fā)生及早期胚胎發(fā)育中具特定功能的基因合子基因:在受精后表達(dá)的胚胎基因。Gap基因(缺口基因):是指那些在受精后最早沿AP軸線呈區(qū)域性表達(dá)的合子基因成對(duì)
37、控制基因(pair-rule genes):把缺口基因確定的區(qū)域進(jìn)一步分成副體節(jié)的合子基因(在相互間隔的一個(gè)副體節(jié)中表達(dá)) (ftz.eve)體節(jié)極性基因:是指在pair-rule基因表達(dá)之后立即表達(dá)的合子基因,它們決定了體節(jié)的邊界和體節(jié)內(nèi)細(xì)胞的命運(yùn)。(engrailed . wingless)同源異型選擇者基因:在體節(jié)邊界建立之后,用來控制每一個(gè)體節(jié)特征結(jié)構(gòu)發(fā)育的基因。圖式有四大類母原效應(yīng)基因,前端系統(tǒng),后端系統(tǒng),末端系統(tǒng),背腹系統(tǒng)。前兩個(gè)由濃度梯度確立,末端是由信號(hào)系統(tǒng)確立,背腹是先由信號(hào)再由濃度確立。重點(diǎn)以前后軸分化。請(qǐng)說明脊椎動(dòng)物體節(jié)進(jìn)一步分化過程中介入的重要基因和它們的主要作用。脊椎
38、動(dòng)物體節(jié)特化受脊索和神經(jīng)管壁及體壁細(xì)胞等產(chǎn)生和分泌的特異性蛋白所誘導(dǎo)。1. SHHpax1激活軟骨細(xì)胞分化基因椎骨等;(2分)2. Wnt, BMP4誘導(dǎo)肌節(jié)細(xì)胞產(chǎn)生MyoD, Myf5活化分化基因表達(dá)肌肉細(xì)胞定向分化(2分);試述果蠅胚軸是如何構(gòu)建的?1. 圖示形成的定義:胚胎細(xì)胞形成不同組織、器官、構(gòu)成有序空間結(jié)構(gòu)的過程;2. 果蠅胚軸構(gòu)建由四組母源效應(yīng)基因調(diào)控合子基因表達(dá)完成1) 前后軸的構(gòu)建由3組母體效應(yīng)基因(前端系統(tǒng)、后端系統(tǒng)、末端系統(tǒng))參與調(diào)控a) 前后軸的構(gòu)建前端系統(tǒng):該系統(tǒng)由母源效應(yīng)基因biocoid為主導(dǎo)基因參與調(diào)控。Bcd mRNA在受精前,通過其3-端非翻譯區(qū)錨定在卵前極
39、;受精后,mRNA表達(dá)為BICOID蛋白,并形成由前向后逐漸遞減的濃度梯度(1分)。伴隨細(xì)胞囊胚的形成,BCD進(jìn)入到核內(nèi),作為轉(zhuǎn)錄因子激活hunchback表達(dá)和抑制caudal mRNA翻譯的作用(2分)。后端組織中心:該系統(tǒng)由母源效應(yīng)基因nanos和caudal為主導(dǎo)基因參與調(diào)控。nas mRNA在受精前,通過其3-端非翻譯區(qū)錨定在卵的后極;受精后,其翻譯為NAS蛋白,并形成由后向前逐漸遞減的濃度梯度(1分)。伴隨細(xì)胞囊胚的形成,NAS進(jìn)入到核內(nèi),作為轉(zhuǎn)錄因子將抑制hunchback mRNA的翻譯(2分)。BCD和NAS的協(xié)作作用,導(dǎo)致HB蛋白由前向后也形成一個(gè)遞減的濃度梯度(1分)。H
40、B作為轉(zhuǎn)錄因子,在高濃度區(qū)可與knirps和giant(腹部圖式建立所必需的基因)結(jié)合抑制它們的表達(dá),致使胚胎在前端形成胸部(1分),而在后端由于HB濃度低,因此kni和gia等腹部圖式形成所必需的合子基因的表達(dá)(1分);由此胚胎的前后軸的以構(gòu)建。末端系統(tǒng):該系統(tǒng)通過TORSO信號(hào)系統(tǒng)建立A-P軸的兩個(gè)端點(diǎn)。未受精前,TORSO已均勻地分布在卵的質(zhì)膜上(1分)。受精時(shí),定位在兩端卵黃膜上的配體得以釋放, 由于定位和擴(kuò)散距離的限制,該配體僅能與卵子質(zhì)膜兩端的TORSO結(jié)合, 并被活化(自我磷酸化)(1分),啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo)(sos、draf、csw等參與),最終激活合子靶基因(huckebein、t
41、ailless)的表達(dá),導(dǎo)致末端區(qū)域變化(1分)。2) 背腹軸的形成有兩套機(jī)制決定,即信號(hào)傳遞和濃度梯度。合胞體階段,tlTL(跨膜受體蛋白,分布于整個(gè)細(xì)胞膜表面),在腹側(cè)被配體(由卵室腹側(cè)濾泡細(xì)胞產(chǎn)生的母性spätzle基因產(chǎn)物裂片,發(fā)育早期被釋放到卵周隙)激活(2分),TL再進(jìn)一步激活一系列細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)及其母體效應(yīng)基因(pelle, tube等)(1分),最終導(dǎo)致原來在細(xì)胞質(zhì)中以復(fù)合體(DORSAL+CACTUS)形式存在的CS蛋白降解(1分),腹側(cè)DL游離并進(jìn)入核內(nèi),形成一個(gè)由腹向背側(cè)的DL濃度梯度。DL濃度梯度提供一個(gè)背腹向的位置信息,調(diào)控指導(dǎo)背腹部結(jié)構(gòu)形成的缺口基因的表達(dá)
42、(twist, snail; dpp, zen)(2分),即在腹側(cè),DL與合子基因twis(與DL結(jié)合力不高,需要高濃度DL才能被激活)和snail結(jié)合激活其表達(dá)(1分),同時(shí)抑制背部化基因dpp, zen(與DL親和力高,低濃度下其表達(dá)便被抑制)的表達(dá),進(jìn)而指導(dǎo)腹部結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。在背側(cè),因?yàn)闆]有DL的抑制作用或作用小,致使dpp, zen表達(dá),構(gòu)建背側(cè)結(jié)構(gòu)(1分)。簡述果蠅體節(jié)形成基因是如何調(diào)控體節(jié)的形成的(參與體節(jié)形成的基因有哪幾類,它們之間的關(guān)系如何)?果蠅在母源效應(yīng)基因參與構(gòu)建胚體前后軸基礎(chǔ)上,將進(jìn)一步激活其下游的缺口基因(合子基因)(1分),沿胚體前后軸在平均3個(gè)副體節(jié)的寬度上進(jìn)行表達(dá)
43、,后者進(jìn)一步激活體節(jié)成對(duì)控制基因(2分),以2個(gè)副體節(jié)為單位進(jìn)行周期的表達(dá),產(chǎn)生14個(gè)副體節(jié);成對(duì)控制基因進(jìn)一步激活wg、en等體節(jié)極性基因,界定每一個(gè)體節(jié)(2分),最后由同源異形選擇者基因參與體節(jié)結(jié)構(gòu)的分化(1分)。第三篇 動(dòng)物胚胎的晚期發(fā)育第十三章 神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育重點(diǎn):特異的神經(jīng)細(xì)胞。突起的形成及形成過程中的普遍規(guī)律:先過渡生長,再進(jìn)行撤銷。引起精細(xì)化調(diào)控的原因。數(shù)量調(diào)控、影響因子。概念:生長錐:生長錐為軸突或樹突的末端;薄膜狀,具細(xì)的絲狀偽足,偽足上有微棘;生長錐中含有許多小泡,推測是合成的新膜;神經(jīng)軸突的生長首先決定于其自身表達(dá)的基因產(chǎn)物,伸長方向依賴于其靶方向,以生長錐(可伸展和收縮
44、)為探頭。簡述軸突的生長及其影響因素。軸突的生長取決于其自身特定基因的表達(dá),并以其末端形成的生長錐為探頭,指引軸突生長的方向(2分);軸突精確的生長過程依靠某些因素對(duì)軸突生長的引導(dǎo),如:軸突的生長具有向觸性;基質(zhì)粘連性;電向性;化學(xué)向性、生長路線的標(biāo)記等(3分)。模式體現(xiàn)在早期過渡生長,晚期逐漸撤銷撤銷 突觸連接的重排 1. 突觸競爭,較有效地激活靶細(xì)胞活動(dòng)的突觸保留,效力較小者消失。2. 確定連接去留的因素1) 突觸分泌的傳遞抑制因子,抑制一些未使用的突觸生存;2) 活躍的靶器官在突觸連接處分泌“生存因子”,由靶器官的前突觸膜吸收,運(yùn)輸至胞體中產(chǎn)生留的決定;控制細(xì)胞凋亡的主要因素有:靶組織、
45、神經(jīng)生長和營養(yǎng)因子、傳入神經(jīng)的調(diào)節(jié)和 功能活動(dòng)等第十四章 附肢的發(fā)育和再生(重要)重點(diǎn):附肢發(fā)育的圖式,附肢的再生與修復(fù)。三個(gè)軸是怎樣構(gòu)建的,基本模式是怎樣的(重點(diǎn)掌握中胚層和內(nèi)胚層相互作用的結(jié)果)?AER(包括PZ)的出現(xiàn)可以看作是脊椎動(dòng)物肢體發(fā)生建立的中心,請(qǐng)結(jié)合肢體的發(fā)育過程說明其理由。1. AER頂端外胚層嵴定義:是指在附肢發(fā)生區(qū)間質(zhì)細(xì)胞組織的誘導(dǎo)下,背腹交界處的外胚層細(xì)胞突起形成AER(柱狀上皮),它將構(gòu)成附肢發(fā)育信號(hào)中心,對(duì)附肢繼續(xù)向外生長至關(guān)重要(2分); PZ漸進(jìn)帶是指AER內(nèi)保持了旺盛分裂能力的間質(zhì)細(xì)胞區(qū)域,決定肢體的向外生長(2分)。2. AER在肢體形成中的作用:1) 維
46、持外胚層下方的間質(zhì)細(xì)胞組織不斷地進(jìn)行肢體縱軸方向的增殖,使肢體沿近遠(yuǎn)軸線生長。AER分泌FGF8誘發(fā)附肢芽間質(zhì)細(xì)胞組織增生和肢芽體軸后緣組織中shh表達(dá),產(chǎn)生的SHH蛋白誘導(dǎo)AER外胚層細(xì)胞產(chǎn)生FGF4,由此構(gòu)成一個(gè)持續(xù)性的區(qū)域化多基因誘導(dǎo)網(wǎng)絡(luò),F(xiàn)GF4在補(bǔ)充間質(zhì)細(xì)胞進(jìn)入漸進(jìn)帶中是重要的,導(dǎo)致肢芽的形成(3分);2) 持續(xù)產(chǎn)生和分泌遠(yuǎn)端和近端軸分化決定因子(FGF) FGF4同時(shí)具有參與維持shh在ZPA中的作用;反過來SHH的不斷產(chǎn)生也維持了FGFs的產(chǎn)生,構(gòu)成反饋環(huán);由此穩(wěn)定的FGF不斷產(chǎn)生,誘導(dǎo)AER之下的間質(zhì)細(xì)胞不斷分裂,進(jìn)而補(bǔ)充不斷離開漸進(jìn)帶的細(xì)胞,同時(shí)保持肢芽不斷向遠(yuǎn)端生長(3分)
47、。3) 與附肢發(fā)育中控制前后、背腹軸的因子(另兩個(gè)信號(hào)中心)相互作用,指導(dǎo)細(xì)胞分化。肢體圖式當(dāng)中三個(gè)軸:近遠(yuǎn)端軸、前后軸、背腹軸近遠(yuǎn)端軸:肢丫發(fā)生早期,AER分泌FGF8,誘導(dǎo)附肢丫間質(zhì)細(xì)胞增生,形成漸進(jìn)帶,增殖的簡直細(xì)胞,不斷分泌FGF10,誘導(dǎo)AER分泌FGF8,二者相互維持,使肢體沿著近遠(yuǎn)縱軸方向延伸;伴隨著肢體的延伸,部分增殖的細(xì)胞停止分裂,并離開漸進(jìn)帶,其中先離開漸進(jìn)帶的細(xì)胞,參與肢體的近端結(jié)構(gòu)形成,反之參與遠(yuǎn)端的附肢再生過程1. 創(chuàng)傷愈合:傷口愈合,覆蓋切口表面(1-2d完成)表皮細(xì)胞增生頂表皮帽2. 組織破壞和去分化(dedifferentiation): 內(nèi)部組織溶解(膠原酶)
48、和去分化間質(zhì)細(xì)胞3. 再生芽基的形成:間質(zhì)細(xì)胞增殖再生芽基 肢頂部再生芽基分裂增生新的附肢4. 形態(tài)發(fā)生和分化: a) 骨:芽基中間質(zhì)軟骨骨(重演附肢發(fā)生過程) b) 肌肉:軟骨周圍肌肉的重新出現(xiàn)和殘存肌肉末端的增生c) 血管and神經(jīng):伴隨原基的再生,伸入其中并按原來的模式形成。第十五章 不要求(可作為誘導(dǎo)作用的一個(gè)實(shí)例)第十六章 變態(tài)概念:變態(tài):幼蟲經(jīng)形態(tài)改造,達(dá)到與成體形態(tài)、生態(tài)、生理生化等基本一致的過程。變態(tài)在當(dāng)前情況下很大程度上受特定激素在特定時(shí)間上的表達(dá)來調(diào)控特定基因的表達(dá)從而引發(fā)變態(tài)。請(qǐng)舉例說明激素對(duì)動(dòng)物變態(tài)的控制。以昆蟲為例:變態(tài)主要由保幼激素和蛻皮激素協(xié)同調(diào)控,其中保幼激素的水平?jīng)Q定變態(tài)的起始,即當(dāng)該激素水平高時(shí),每次蛻皮的結(jié)果是產(chǎn)生下一齡幼蟲(1分),但當(dāng)該激素水平下降到某一閾值以下
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