细胞的分化第二章课件示例.ppt

第三节 影响细胞分化的因素 一、核-质的相互作用 对细胞分化的影响 1．核的影响 核提供遗传信息，提供特异mRNA的模板，调控胞质中各种成分的种类和数量，影响整个细胞的代谢活动，产生不同性状。去核或核被破坏的细胞，分化不会发生，细胞也会很快死亡。 2．细胞质的影响 (1) 细胞质的影响： ①细胞质在细胞中的分布不均匀； ②细胞分裂时胞质不均等分配，子细胞所得胞质成分不完全相同。 这些胞质成分可调控基因的选择性表达，影响细胞的分化方向。 (2) 卵细胞质的影响： 卵细胞质的某些成分可激活或抑制核基因活动。 如：爪蟾肾细胞核 蝾螈去核卵中，观察核基因的表达。 蛋白质电泳分析表明： 正常肾应该表达的基因关闭； 非肾蛋白质表达(基因打开) 。 移植 再如： HeLa细胞+鸡终末分化红细胞→融合细胞 鸡红细胞核被重新激活： ①表达红细胞特异性基因产物； ②表达HeLa细胞特有的蛋白质。 (图，鸡红细胞) 二、诱导和抑制对分化的影响 1．分化诱导(differentiation induction) ：也称胚胎诱导，胚胎发育过程中胚层之间相互促进分化的正向作用。 胚胎发育过程中一般中胚层先分化，并对相邻的内、外胚层分化诱导。 (1) 脊索中胚层 相邻外胚层 神经板→神经管→脑。 若预先去掉脊索，神经板分化受阻。 (2) 中胚层诱导外胚层形成皮肤及其附属器，如表皮、鳞、指(趾) 甲等。 (图,汪,P,552,12-35) 诱导 分化 (3) 中胚层诱导内胚层形成胰腺等。 (4) 胚层之间相互诱导：外胚层神经细胞与其支配区域的肢芽相互诱导。 切除颈、腰区神经细胞，肢体发育受阻。切除肢芽，神经细胞的数目大大减少。 2．分级诱导： 细胞间的相互诱导作用是分级进行的。诱导产生的结构可作为诱导物诱导下一结构产生。如眼球发育过程中的三级诱导。 (图，分级诱导) 3．分化抑制： 抑素：已分化的细胞可产生抑素(chalone) ，抑制附近的细胞进行同样的分化。这是发育过程中的负反馈调节。 如将蛙胚置于含成体蛙心脏的培养液中，则蛙胚分化进程受阻致分化不能完成。 诱导和抑制的相互作用，维持细胞正常分化和胚胎的发育。 三、激素对分化的作用 1．激素对靶细胞促分化作用 如：给未成熟小鸡注射雌激素 输卵管上皮细胞 腺体细胞(分泌卵清蛋白) 分化出杯状细胞和纤毛细胞(运动排卵) 。 (图，激素对分化影响) 4天 分化 10天 2．激素作用方式 (1) 甾体激素：脂溶性激素(如性激素) 进入胞质 激素受体复合物(亲核性) 核→与非组蛋白特异位点结合→启动某些基因转录 进入 扩散 质内受体 (2) 肽类激素：水溶性，如甲状腺素、甲状腺素、肾上腺素、胰岛素等，不能进入细胞内。 作为第一信使 激素-受体复合物 腺苷酸环化酶 cAMP 磷酸化激酶系统→靶蛋白磷酸化→靶细胞分化 ATP 激活 激活 膜受体 3．激素作用特点 (1) 特异性：同一种激素对不同靶细胞作用不同，取决于靶细胞膜上的受体。 (2) 高效性：微量激素可促发一系列放大效应，产生复杂变化。 (3) 整体性：可调节机体整体广泛和复杂的发育过程，而不是针对某一组织，如两栖类的变态发育。 四、位置信息对分化的影响 1．核DNA的信息 (1)基因排列顺序包含空间位置信息。 如果蝇同源基因(HOM)在染色体上的排序和激活的时间顺序一致，也与表达产物在躯体纵轴上的排序一致：头部只表达HOM复合体的第一个基因，躯体部表达最后一个基因。 (2) 母源基因的信息 果蝇躯体前后轴与背腹轴的发育也是由母源基因预先决定。 受精后母源蛋白在受精卵内形成三维空间浓度, 使体形正常分化发育。 前后轴：由母源biocoid基因决定 背腹轴：由母源dorsal 和toll基因决定 ①在受精卵中biocoid基因产物BIOCOID蛋白质由前自后逐渐减弱，到中部消失。 若biocoid基因缺失，发育的个体无头； 若人为将该蛋白注射到受精卵的极后部，则发育为双头个体。 ②受精卵中由dorsal 和toll基因编码的TOLL蛋白可提示细胞外部和未来胚胎腹侧的空间位置。 2．受精卵细胞质的信息 受精卵细胞质中含有位置信息。 如鸟类卵不对称(动物极和植物极) 。动物极构成胚泡胚盘的表面中心，将来发育为动物背侧，即鸟类的背腹极是预先决定的。 两栖类受精