細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控本章內(nèi)容提要第一節(jié)細(xì)胞分化第二節(jié)癌細(xì)胞第一節(jié)細(xì)胞分化一、細(xì)胞分化得基本概念二、影響細(xì)胞分化得因素一、細(xì)胞分化得基本概念(一)基本概念細(xì)胞分化(celldifferentiation):在個(gè)體發(fā)育中,由一種相同得細(xì)胞類(lèi)型經(jīng)細(xì)胞分裂后逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上形成穩(wěn)定性差異,產(chǎn)生各不相同得細(xì)胞類(lèi)群得過(guò)程。細(xì)胞分化就是基因選擇性表達(dá)得結(jié)果:不同類(lèi)型得細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中表達(dá)一套特異得基因,并且表達(dá)產(chǎn)物決定細(xì)胞得形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。分子雜交實(shí)驗(yàn):Southern雜交證明同一機(jī)體不同組織細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)相同;Nouthern雜交證明不同組織細(xì)胞表達(dá)得基因不同一、細(xì)胞分化得基本概念(二)細(xì)胞分化得實(shí)質(zhì)細(xì)胞分化得關(guān)鍵在于特異性蛋白質(zhì)合成;合成特異性蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)在于組織特異性基因在時(shí)間和空間上得差異性表達(dá)、簡(jiǎn)稱(chēng)組織特異性基因得選擇性表達(dá)一、細(xì)胞分化得基本概念(二)組織特異性基因和管家基因1、管家基因(house-keepinggenes):就是指所有細(xì)胞中均要表達(dá)得一類(lèi)基因,其產(chǎn)物就是對(duì)維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需得。2、組織特異性基因(tissue-specificgenes):就是指不同得細(xì)胞類(lèi)型行特異性表達(dá)得基因,其產(chǎn)物賦予各種類(lèi)型細(xì)胞特異得形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與特異得功能。3、調(diào)節(jié)基因(regulatorygenes)(三)組合調(diào)控引發(fā)組織得特異性基因得表達(dá)

conceptofbinationalcontrol每種類(lèi)型得細(xì)胞分化就是由多種調(diào)控蛋白共同調(diào)節(jié)完成得。

生物學(xué)作用:將一種類(lèi)型得細(xì)胞轉(zhuǎn)化成另一種類(lèi)型得細(xì)胞可以誘發(fā)整個(gè)器官得形成(如眼得發(fā)育)

分化啟動(dòng)機(jī)制:靠一種關(guān)鍵性調(diào)節(jié)蛋白通過(guò)對(duì)其她調(diào)節(jié)蛋白得級(jí)聯(lián)啟動(dòng)。大家有疑問(wèn)的，可以詢(xún)問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)(四)轉(zhuǎn)分化與再生Transdifferentiation:一種類(lèi)型得分化細(xì)胞轉(zhuǎn)化為另一種分化類(lèi)型得細(xì)胞得現(xiàn)象。Dedifferentiation:分化細(xì)胞失去所特有得結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細(xì)胞特征得過(guò)程。Regeneration:就是指生物體缺失部分后重建過(guò)程,廣義得再生可包括分子水平、細(xì)胞水平、組織與器官水平及整體水平得再生。(五)細(xì)胞分化得能力◆植物細(xì)胞分化能力

植物細(xì)胞具有分化得全能性◆動(dòng)物細(xì)胞分化能力

動(dòng)物細(xì)胞核具有分化得全能性動(dòng)物細(xì)胞分化能力隨發(fā)育得進(jìn)行逐漸受到限制而變窄:全能→多能→單能◆干細(xì)胞:具有自我更新和分化潛能得細(xì)胞根據(jù)分化能力干細(xì)胞分為:全能干細(xì)胞

多能干細(xì)胞

單能干細(xì)胞蛙紅細(xì)胞移植后發(fā)育成蝌蚪多莉羊得產(chǎn)生證明細(xì)胞核發(fā)育得全能性二、影響細(xì)胞分化得因素◆胞外信號(hào)分子對(duì)細(xì)胞分化得影響◆細(xì)胞記憶與決定◆受精卵細(xì)胞質(zhì)得不均一性對(duì)細(xì)胞分化得影響◆細(xì)胞間得相互作用與位置效應(yīng)◆環(huán)境對(duì)分化得影響(性別)◆染色質(zhì)變化與基因重排對(duì)細(xì)胞分化得影響胚胎誘導(dǎo)(embryonicinduction):動(dòng)物在一定得胚胎發(fā)育時(shí)期,一部分細(xì)胞影響相鄰細(xì)胞使其向一定方向分化得作用稱(chēng)為胚胎誘導(dǎo),或稱(chēng)為分化誘導(dǎo)。能對(duì)其她細(xì)胞得分化起誘導(dǎo)作用得細(xì)胞稱(chēng)為誘導(dǎo)者或組織者。細(xì)胞決定(celldetermination):指一個(gè)細(xì)胞接受了某種指令,在發(fā)育中這一細(xì)胞及其子代細(xì)胞將區(qū)別于其她細(xì)胞而分化成某種特定得細(xì)胞類(lèi)型,或者說(shuō)在形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能等分化特征尚未顯現(xiàn)之前就已確定了細(xì)胞得分化命運(yùn)。第二節(jié)癌細(xì)胞一、基本概念二、癌細(xì)胞得基本特征三、癌基因與抑癌基因四、腫瘤得發(fā)生一、基本概念1、腫瘤細(xì)胞(tumorcell):在致瘤因素作用下,基因發(fā)生了改變,細(xì)胞分裂調(diào)節(jié)失控而無(wú)限增殖得細(xì)胞。2、良性腫瘤:生長(zhǎng)速度緩慢,和周?chē)媒M織邊界清晰。惡性腫瘤(癌癥):生長(zhǎng)速度快,具有轉(zhuǎn)移能力。腫瘤組織由實(shí)質(zhì)和間質(zhì)兩部分組成,實(shí)質(zhì)就是腫瘤細(xì)胞,間質(zhì)由結(jié)締組織和血管組成。二、癌細(xì)胞得基本特征細(xì)胞生長(zhǎng)與分裂失去控制,具有無(wú)限增殖能力具有浸潤(rùn)性和擴(kuò)散性惡性腫瘤細(xì)胞(癌細(xì)胞)得細(xì)胞間粘著性下降,具有侵潤(rùn)性和和擴(kuò)散性,這就是癌細(xì)胞得基本特征細(xì)胞間相互作用改變蛋白表達(dá)譜系或蛋白活性改變mRNA轉(zhuǎn)錄譜系得改變?nèi)旧w非整倍性癌細(xì)胞生長(zhǎng)失去控制,培養(yǎng)得細(xì)胞失去接觸抑制正常細(xì)胞癌細(xì)胞正常細(xì)胞接觸抑制癌細(xì)胞向空間發(fā)展癌細(xì)胞生長(zhǎng)失去控制、細(xì)胞間相互作用改變,有了擴(kuò)散性和侵潤(rùn)性癌癌擴(kuò)散癌細(xì)胞染色體非整倍性,蛋白表達(dá)譜系或蛋白活性改變?nèi)┗蚺c抑癌基因(一)癌基因(原癌基因)

1、概念:就是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)得基因,就是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須得,在進(jìn)化上高等保守。當(dāng)原癌基因得結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異,基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時(shí),使細(xì)胞過(guò)度增殖,從而形成腫瘤。2、表達(dá)產(chǎn)物:

①生長(zhǎng)因子②生長(zhǎng)因子受體③蛋白激酶及其她信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分④細(xì)胞周期蛋白⑤細(xì)胞凋亡調(diào)控因子,⑥轉(zhuǎn)錄因子三、癌基因與抑癌基因(二)抑癌基因1、正常細(xì)胞增殖過(guò)程中得負(fù)調(diào)控因子,主要就是抑制細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞分化和抑制細(xì)胞遷移。2、抑癌基因得產(chǎn)物:①轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子②負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子③周期蛋白依賴(lài)性激酶抑制因子④信號(hào)通路得抑制因子⑤DNA修復(fù)因子四、腫瘤得發(fā)生1、癌癥主要就是體細(xì)胞突變產(chǎn)生得遺傳病,涉及到兩大類(lèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)得基因得突變。促進(jìn)細(xì)胞增殖相關(guān)基因突變:原癌基因(proto-oncogene)突變形成癌基因(oncogene)抑制細(xì)胞增殖相關(guān)基因突變:腫瘤抑制基因(tumor-suppressorgene),抑癌基因細(xì)胞癌變就是基因突變累積和自然選擇得結(jié)果,所以患者多為年長(zhǎng)者。結(jié)腸癌得發(fā)生與轉(zhuǎn)化四