细胞分化ppt课件
细胞分化(共71张PPT)
genes):
是指所有细胞中
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 调控
因子,如bcl-2,⑥ 转录因子,如均my要c、fo表s、ju达n。的一类基因,其产物是对维持细胞基本生命
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。
●不同的细胞有机体,其再生能力有明显的差异。
二、 影响细胞分化的因素
●细胞的全能性(totipotency) ●影响细胞分化的因素
单细胞有机体的细胞分化
●与多细胞有机体细胞分化的不同之处: 前者多为适应不同的生活环境,而后者则通过细 胞分化构建执行不同功能的组织与器官。
细胞总 DNA
细胞总 RNA
输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞 输卵管细胞 成红细胞 胰岛细胞
卵清蛋白 基因
β-珠蛋白 基因 胰岛素 基因
实验方法
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Southern 杂交
+
-
-
-
+
-
-
-
+
Northern 杂交
组织特异性基因与当家基因
◆当家基因(house-keeping 随着染色体丢失 则可能恢复致癌(Rb).
●转分化经历去分化(dedifferentiation)和再分化的过程。
第一节 细胞分化(Cell differentiation) 由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态
细胞的分化ppt课件
➢ 细胞 → 器官
×
➢ 种子 → 完整个体
×
➢ 表皮细胞 → 完整胡萝卜植株
√
细胞全能性
植物体细胞的全能性
➢ 离体
➢ 植物激素
脱分化
再分化
植物组织培养
➢ 一定的营养条件
➢ 适宜的环境(pH、温度等)
➢ 无菌环境
细胞全能性
动物细胞的细胞核具有全能性
爪蟾克隆技术
细胞全能性
第六单元 细胞的生命历程
6.2 细胞的分化
第2节 细胞的分化
1
细胞分化的概念、原因和意义。(重点)
2
细胞全能性的概念。(重点)
3
细胞分化的原因。(难点)
4
细胞全能性的概念。(难点)
细胞分化
细胞分化指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、
结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
特点:持久性、普遍性、不可逆性
两者往往是相伴相随的,一般分化程度增大,分裂能力则逐渐下降。
细胞分化
实质:基因选择性表达(根本原因)
持久性:发生在整个生命过程中,胚胎时期达到最大程度。
特点:
普遍性:生物界普遍存在。(单细胞生物没有细胞分化。)
稳定性、不可逆性:一般来说,分化了的细胞一直保持分化后的状态。
意义:细胞分化是生物个体发育的基础;使多细胞生物体中的细胞
【典题应用】
1.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程
是(
D)
A. 受玉米种子萌发长成新植株
B. 小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C. 小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D. 胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
细胞的分化(公开课)PPT课件
THANK YOU
感谢聆听
03
细胞分化的类型与特点
胚胎细胞分化
胚胎细胞分化是指在胚胎发育过程中,细胞根据一定的遗传 和环境信号,逐渐形成具有特定形态、结构和功能的细胞类 型的过程。
胚胎细胞分化的特点包括:高度特化、不可逆性、有序性和 时空性。这些特点有助于胚胎发育过程中形成复杂的组织和 器官。
组织特异性分化
组织特异性分化是指细胞在特定的组织环境中,通过一系 列基因表达的调控,逐渐获得该组织特有的形态、结构和 功能的细胞类型的过程。
再生医学的主要优势在于其安全性和有效性,可以避免免疫排斥反应和伦理问题, 同时可以提供与机体相容性更好的替代品。
药物筛选与开发
药物筛选与开发是指利用细胞分化的原 理,通过体外培养和筛选特定的细胞系,
来发现和验证新的药物候选物。
药物筛选与开发是药物研发过程中不可 药物筛选与开发的主要优势在于其快速、
04
细胞分化的应用与前景
干细胞治疗
干细胞治疗是指利用干细胞的分化潜能,将其定向诱导为特定类型的细 胞,用于替代或修复受损的组织和器官,从而达到治疗疾病的目的。
干细胞治疗在许多疾病领域都有广泛的应用,如心血管疾病、糖尿病、 神经退行性疾病等。目前,许多临床试验已经证明干细胞治疗在某些疾
病中的有效性。
细胞的分化(公开课)ppt课件
目
CONTENCT
录
• 细胞分化的定义与重要性 • 细胞分化的机制 • 细胞分化的类型与特点 • 细胞分化的应用与前景 • 细胞分化的挑战与展望
01
细胞分化的定义与重要性
细胞分化的定义
细胞分化是指在个体发育过程中,由一个或一种细胞增殖产生的 后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
细胞的分化 16张ppt
受精作用
问题导学
1.多细胞生物体发育起点是什么?
2.受精卵进行分裂的方式是什么? 3. 什么是细胞分化? 4.细胞分化的意义是? 5.细胞出现了分化,是否遗传物质发生了改变?
不是,各种细胞的遗传信息完全相同,但执 行情况不同
思考:
已经发生高度分化的细胞,还能像早 期胚胎细胞那样,再分化成其他细胞 吗?
细胞的全能性:
是指已经分化的细胞,仍然具有发育成 完整个体的潜能。
植物细胞全能性的ห้องสมุดไป่ตู้用:
组织培养进行快速繁殖
“多利”的诞生 证明:已分化的动 物体细胞的细胞 核具有全能性
但是目前为止,人 们还没有成功地将 单个已分化的动物 体细胞培养成新的 个体.
克隆羊的全过程
白面羊乳 腺细胞的 细胞核 黑面羊卵 细胞的细 胞质
融合 新的细胞
体外培养 一段时间
代孕母羊
白面羊的克隆羊
干细胞:
动物和人体内保留的少数具有分裂和 分化能力的细胞
e.g.人的骨髓的造血干细胞
干细胞的用途:
ü干细胞移植治疗白血病 ü在体外培养出组织和器官,并最终通过组织 和器官移植实现对临床疾病的治疗。
85.每一年,我都更加相信生命的浪费是在于:我们没有献出爱,我们没有使用力量,我们表现出自私的谨慎,不去冒险,避开痛苦,也失去了快乐。――[约翰· B· 塔布] 86.微笑,昂首阔步,作深呼吸,嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌,吹吹口哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来,你想让自己烦恼都不可能。――[戴尔· 卡内基] 87.当一切毫无希望时,我看着切石工人在他的石头上,敲击了上百次,而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时,石头被劈成两半。我体会到,并非那一击,而是前面的敲打使它裂开。――[贾柯· 瑞斯] 88.每个意念都是一场祈祷。――[詹姆士· 雷德非] 89.虚荣心很难说是一种恶行,然而一切恶行都围绕虚荣心而生,都不过是满足虚荣心的手段。――[柏格森] 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石,我们的心灵正在失去自由,成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。――[托尔斯泰] 91.要及时把握梦想,因为梦想一死,生命就如一只羽翼受创的小鸟,无法飞翔。――[兰斯顿· 休斯] 92.生活的艺术较像角力的艺术,而较不像跳舞的艺术;最重要的是:站稳脚步,为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯· 奥雷利阿斯] 93.在安详静谧的大自然里,确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰· 纳森· 爱德瓦兹] 94.对一个适度工作的人而言,快乐来自于工作,有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。――[约翰· 拉斯金] 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了,因为没有时间我们几乎无法做任何事。――[威廉· 班] 96.人生真正的欢欣,就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己;而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳,只知抱怨世界无法带给你快乐。――[萧伯纳] 97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔;恨我的人教我谨慎;对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来,根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色,也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔· 普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物,然而能看到这些美好事物的人,事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情,而且对人的理智也发生巨大的作用,在这种令人愉快的影响之下,我觉得更加聪明了,各种想法,以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化,向前跨进,就看到与初始不同的景观,再上前去,又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利,如果一个人和他的同伴保持不一样的速度,或许他耳中听到的是不同的旋律,让他随他所听到的旋律走,无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间,而我们应该最担心的也是时间;因为没有时间的话,我们在世界上什么也不能做。――[威廉· 彭] 105.人类的悲剧,就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词,被屏蔽】,而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔· 卡内基] 106.休息并非无所事事,夏日炎炎时躺在树底下的草地,听着潺潺的水声,看着飘过的白云,亦非浪费时间。――[约翰· 罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老,我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化,而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳· 厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于:自认最快乐的人实际上就是最快乐的,但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝· C· 科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁,在千钧一发之际,往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔· 卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟· 倾听你的气息,感觉它,感觉你自己,并且试着什么都不想。――[艾瑞克· 佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫,在公司或任何领域里往上攀爬,却在抵达最高处的同时,发现自己爬错了墙头。--[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可;生活中微小之处,照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二:先是获得你想要的;然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根· 皮沙尔· 史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习,才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望,也不肯学习的人,没有生存的资格。 ――[阿萨· 赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由,完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉· 海兹利特] 116.昨天是张退票的支票,明天是张信用卡,只有今天才是现金;要善加利用。――[凯· 里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事,浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地,努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验,但适度的休息绝不可少,否则迟早会崩溃。――[迈可· 汉默] 119.进步不是一条笔直的过程,而是螺旋形的路径,时而前进,时而折回,停滞后又前进,有失有得,有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代,能量之所以能够带来奇迹,主要源于一股活力,而活力的核心元素乃是意志。无论何处,活力皆是所谓“人格力量”的原动力,也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的:一种人无法做被吩咐去做的事,另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言,机会就像波浪般奔向茫茫的大海,或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的,而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现,而是需要开拓,开路的过程,便同时改变了你和未来。――[约翰· 夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害,如果他很慈悲,如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯· 米尔多] 125.大凡宇宙万物,都存在着正、反两面,所以要养成由后面.里面,甚至是由相反的一面,来观看事物的态度――。[老子] 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖,经历过各种人生烦恼的人,才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小;但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron] 128.医生知道的事如此的少,他们的收费却是如此的高。――[马克吐温] 129.问题不在于:一个人能够轻蔑、藐视或批评什么,而是在于:他能够喜爱、看重以及欣赏什么。――[约翰· 鲁斯金]
《细胞的分化》PPT课件
汇报人:可编辑
2023-12-23
目录
• 细胞分化的定义与特点 • 细胞分化的过程与机制 • 细胞分化的影响因素 • 细胞分化的应用 • 细胞分化研究展望
01
细胞分化的定义与特点
细胞分化的定义
01
细胞分化是指在个体发育中,由 一个或一种细胞增殖产生的后代 ,在形态,结构和生理功能上发 生稳定性差异的过程。
研究细胞如何选择分化路 径,以及影响细胞命运决 定的因素。
细胞分化与疾病治疗
肿瘤细胞分化
研究肿瘤细胞分化的机制,寻找抑制肿瘤生长和扩散的方法。
干细胞治疗
利用干细胞的分化能力,为各种疾病提供新的治疗策略。
药物筛选与靶点发现
通过研究细胞分化过程中的关键分子,发现新胞分化与肿瘤
1
2
肿瘤干细胞与分化
肿瘤干细胞是肿瘤组织中具有自我更新和多分化 潜能的细胞,其分化可以影响肿瘤的生长和扩散 。
细胞分化的异常与肿瘤发生
在肿瘤发生过程中,细胞分化的异常可以导致细 胞的异常增殖和分化,从而形成肿瘤。
3
肿瘤治疗与细胞分化
一些肿瘤治疗手段如化疗和放疗可以通过影响肿 瘤细胞的分化,从而抑制肿瘤的生长。
一系列基因的激活和抑制。
细胞分化起始于胚胎发育的早期 阶段,随着胚胎的发育,细胞逐 渐特化,形成具有特定功能的细
胞类型。
细胞分化的过程包括细胞命运的 决定、细胞形态的变化和功能的
获得。
细胞分化的机制
细胞分化的机制涉及多种复杂 的分子事件和信号转导途径。
转录因子在细胞分化过程中起 着关键作用,它们能够调控特 定基因的表达,从而决定细胞 的类型和功能。
04
细胞分化的应用
《细胞分化 》课件
3
研究神经元分化的调控机制,有助于深入了解神 经退行性疾病的发病机制,为神经退行性疾病的 治疗提供新的思路。
细胞分化与免疫系统疾病
免疫细胞分化过程中出现异常, 导致免疫细胞功能紊乱,是免疫 系统疾病发生的重要原因之一。
免疫系统疾病如自身免疫病、过 敏反应等,其病理特征与免疫细 胞的异常活化或功能紊乱有关。
。
细胞器的变化
分化后的细胞内细胞器的种类和数量也会 发生变化,如线粒体、内质网、高尔基体
等细胞器分化后的细胞具有不同的功能,如分泌、 运动、吞噬等,这些功能的实现依赖于细 胞内不同的蛋白质和酶类。
细胞连接方式的改变
不同分化程度的细胞之间的连接方式也会 有所不同,如神经元之间的突触连接、上 皮细胞之间的紧密连接等。
03
细胞分化的类型与实例
胚胎细胞分化
总结词
胚胎细胞分化是指从受精卵发育成为胚胎过程中,细胞按照一定规律分化的过程。
详细描述
胚胎细胞分化是生命发育的基础,从受精卵开始,细胞经过一系列的分裂和分化,最终形成各种组织和器官。在 这个过程中,细胞逐渐获得不同的形态和功能,如胚胎外胚层分化成神经系统和皮肤,中胚层分化成骨骼、肌肉 和血液系统等。
遗传性
细胞分化是由基因选择性表达的结果,受遗传信息的调控,因此具有 遗传性。
细胞分化的意义
个体发育
细胞分化是生物个体发育的基础,通过细胞分化产生不同类型的细胞,构建出复杂的组织和器官,最终形成完整的生 物个体。
生物多样性
细胞分化是生物多样性的来源之一,不同类型细胞的特化与协同作用,使得生物能够适应各种复杂的环境条件,维持 生态平衡。
组织细胞分化
总结词
组织细胞分化是指在个体发育过程中,由一种原始的未分化细胞形成不同类型细胞的过 程。
《细胞的分化》ppt课件完整版
《细胞的分化》ppt 课件完整版目录•细胞分化概述•细胞分化的分子基础•细胞分化的调控机制•细胞分化与胚胎发育•细胞分化与组织器官形成•细胞分化与疾病治疗01细胞分化概述细胞分化的定义与意义定义细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
意义细胞分化是生物体发育的基础,它使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分化的类型组织特异性分化细胞在发育过程中,逐渐特化形成具有特定形态和功能的组织或器官。
例如,神经细胞、肌肉细胞和上皮细胞等。
功能特异性分化细胞在特定生理或病理条件下,发生特定功能的改变。
例如,免疫细胞在受到抗原刺激后,会分化为具有特定免疫功能的细胞。
时空特异性分化细胞在发育过程中的时间和空间上发生特定的变化。
例如,胚胎发育过程中,细胞按照特定的时间和空间顺序进行分化和排列,形成不同的组织和器官。
细胞分化的研究历程早期研究0119世纪末至20世纪初,科学家们开始研究细胞分化的现象和规律,提出了细胞全能性和细胞分化的概念。
中期研究0220世纪中期,随着分子生物学和遗传学的发展,科学家们开始从分子水平研究细胞分化的机制,揭示了基因选择性表达和表观遗传学在细胞分化中的重要作用。
近期研究03近年来,随着高通量测序技术和单细胞测序技术的发展,科学家们能够更深入地研究细胞分化的分子机制和调控网络,为理解生物体发育和疾病发生发展提供了重要依据。
02细胞分化的分子基础基因的选择性表达是指在细胞分化过程中,不同基因在特定时间和空间上的表达差异。
这种表达差异导致了不同细胞类型的形成,是细胞分化的分子基础。
基因的选择性表达受到多种因素的调控,包括转录因子、表观遗传学修饰等。
基因的选择性表达在细胞分化过程中,转录因子通过识别并结合到特定基因的启动子区域,调控基因的转录和表达。
不同的转录因子在细胞分化过程中发挥着不同的作用,形成了复杂的基因表达调控网络。
细胞的分化PPT课件
探索新型细胞分化诱导方法
化学诱导分化
利用小分子化合物或药物诱导细 胞分化,为再生医学和疾病治疗
提供新的手段。
物理因素诱导分化
探究物理因素(如力学刺激、电磁 场等)对细胞分化的影响,为组织 工程和器官再生提供新思路。
基因编辑技术
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术, 精准调控细胞分化相关基因,实现 细胞命运的定向操控。
光学显微镜观察
利用普通光学显微镜观察细胞形态和内 部结构的变化。
荧光显微镜技术
利用荧光标记的抗体或染料,观察特定 蛋白质或细胞器的定位和分布。
共聚焦显微镜技术
利用激光共聚焦显微镜技术,获得高分 辨率的三维图像,观察细胞内部的精细 结构。
超分辨显微镜技术
利用超分辨显微镜技术,突破光学衍射 极限,观察细胞内部更细微的结构和变 化。
THANKS
应用前景
胚胎干细胞分化在再生医 学、疾病模型、药物筛选 等领域具有广阔的应用前 景。
成体干细胞分化
成体干细胞来源
成体干细胞存在于已分化 的组织中,如骨髓、脂肪、 皮肤等,具有自我更新和 定向分化潜能。
分化过程
成体干细胞在特定微环境 下,可以分化为相应组织 的细胞类型,以维持组织 稳态和修复损伤。
应用实例
拓展细胞分化在医学领域的应用
再生医学
利用细胞分化技术体外培养具有特定功能的细胞或组织,用于替代 受损或病变的组织器官,实现组织修复和再生。
疾病模型与药物筛选
构建基于细胞分化的疾病模型,模拟疾病发生发展过程,用于药物 筛选和疗效评估。
免疫治疗
利用细胞分化技术诱导免疫细胞分化为具有特定功能的细胞亚群,增 强机体免疫应答能力,用于治疗肿瘤等免疫相关疾病。
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受精卵
内容
细胞分化的概念及规律 细胞分化与细胞决定 细胞分化的潜能 基因与细胞分化 影响细胞分化的因素 细胞分化与癌细胞
细胞的重大生命活动:
细胞生长 细胞增殖 细胞分化 细胞衰老 细胞死亡 ……
基因表达调控 细胞类型形成 组织器官形成 个体发育
多能细胞:在三胚层形成后,由于细胞所处的 空间位置和微环境的差异,细胞的分化潜能受到限 制,各胚层细胞只能向本胚层组织和器官的方向分 化发育,成为多能细胞。
单能细胞:经过器官发生,各种组织细胞仅具 有分化形成某一种类型细胞的能力,称为单能细胞, 或称为定向细胞。
终末分化细胞:由单能细胞最终分化形成的执 行特定功能的特化细胞类型,称为终末分化细胞。
第一节 细胞分化概念及规律
一、细胞分化的概念
细胞分化(cell differentiation) 指同一 来源的细胞通过分裂逐渐产生形态结构、生 理功能和蛋白质合成等方面具有稳定差异的 过程。
细胞分化的标志
1.细胞形态结构的差异 如神经细胞伸出长长的突起,肌细胞呈
柱状或梭形。 2.生理功能差异
如神经细胞伸出长长的突起,主要是为 了传导神经冲动,储存信息,肌细胞呈柱状 或梭形,具有收缩,运动的功能。 3.新的特异性的蛋白质的合成
(四) 细胞分化的时空性
1.时间上的分化 指一个细胞在不同的发育阶段 可以有不同的形态和功能。
造血干细胞
祖细胞
前体细胞
功能 血细胞
2.空间上的分化 指同一细胞的后代由于所处空 间位置的不同,结果表现出的形态和功能的 差异 。
三、细胞分化的意义
受精卵(单细胞)
细胞增殖
细胞数量 增加
细胞分化
形成不同类 型的细胞
生物体(多个、多种细胞)
第二节 细胞决定与细胞分化
脊椎动物细胞分化示意图
一、细胞决定概念
在细胞出现可识别的形态和功能差异以前,细 胞已经具备按特定的方向分化,最终形成一定表型 细胞的能力,这种细胞的发育选择叫做细胞决定( cell determination)。
细胞决定是细胞潜能逐渐受限的过程,也是有 关分化的基因选择性表达前的过渡阶段,具有高度 的遗传稳定性。
离体培养的上皮细胞,始终保持为上皮细胞, 而不会变成其他类型的细胞。
注意分化与激素引起变化的区别
(二)可逆性(能去分化和转分化)
去分化:分化细胞失去原有的分化结构和功能成为 具有未分化细胞特性的过程。随后可导致细胞再分化 成另一种细胞。
转分化:已分化细胞经去分化后再分化成另一种细 胞的变化过程。表皮细胞在过量维生素A的作用下可 以转分化为粘液细胞;眼视网膜色素上皮细胞可以转 分化为神经上皮细胞。
细胞分化的一般规律:在胚胎发育过程中,细 胞逐渐由“全能”到“多能”,最后向“单能”的 趋向。
第四节 基因与细胞分化
一、细胞分化与基因表达
细胞分化过程中一般并不伴有基因组的改变。
多细胞生物个体发育与细胞分化过程中,其基 因组DNA并不全部表达,而呈现选择性表达,它们 按照一定的时-空顺序,在不同细胞和同一细胞的不 同 发 育 阶 段 发 生 差 异 表 达 ( differential expression)。
在一定条件下,细胞分化是可逆的。 植物细胞的 去分化,低等动物的再生现象(转分化)。
植物细胞的去分化
叶组织薄片
在培养基中 离体培养
成熟胡萝卜植株
试管苗
胚状体发育
(三) 细胞分化基因调节的保守性
不同动物同源蛋白,特别是其中的基因调 节蛋白,在结构、功能以及生化反应上具有一 定的相似性, 如将编码控制小鼠脑发育的基因 调节蛋白Engrailed-1基因敲除,引起发育的小 鼠缺乏小脑;若以果蝇的同源蛋白代替小鼠的 Engrailed-1蛋白,小鼠的小脑同样能够正常的 发育。
如皮肤表皮细胞中的角蛋白,肌细胞中 出现肌球蛋白和肌动蛋白等。
红细胞
神经细胞
上皮细胞
肌肉细胞
不同类型细胞形态各异(扫描电镜图)
二、细胞分化的规律
(一)稳定性
稳定性是细胞分化的一个显著特点,在高等生 物中分化一旦确立,则其分化状态十分稳定且能通 过许多细胞世代。
例:黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑 色素;
必须指出的是,无论是动物还是植物,细胞分化 的稳定性是普遍存在的,而分化的可逆性,即发生细 胞的转分化或去分化是有条件的。
三、细胞决定的机制
(一)卵细胞的极性与早期胚胎细胞的不对称 分裂;
细胞的不对称分裂是指存在于核酸蛋白颗粒 中的转录因子mRNA在细胞质中的分布是不均等的, 当细胞分裂时,这些决定因素被不均匀地分配到两 个子细胞中,结果造成两个子细胞命运的差异。
细胞分化的本质:基因的选择性表达,一些基 因处于活化状态,同时另一些基因被抑制而不活化。
1.基因的选择性表达是细胞分化的普遍规律
从分子水平看,细胞内与分化有关的基因按其 功能分为2类:
管家基因(housekeeping gene) :编码管家蛋白 (housekeeping protein) ,存在于所有分化类型细胞 中,维持细胞生存所必需的基本蛋白,如细胞骨架 蛋白、膜蛋白、染色质的组蛋白、核糖体蛋白。
问题:细胞决定与细胞分化在胚胎发育过程 中哪一个先发生?
二、细胞决定的特点
(一)细胞决定先于分化进行,具有遗传稳定性
原肠期的三胚层形成时,形成各器官的预定 区已经确定,只能按一定的规律发育分化成特定 的组织、器官和系统 。
细胞决定表现出遗传稳定性。典型的例子是 果蝇成虫盘细胞的移植实验。
果蝇成虫盘细胞决定状态的移植实验
(二)细胞决定具有可逆性
在果蝇研究中发现,有时某种培养的成虫盘细胞会 出现不按已决定的分化类型发育,而是生长出不是相应 的成体结构,发生了转决定(transdetermination)。
细胞决定的可逆性导致细胞去分化,已决定分化方 向的细胞如果改变其微环境,它的分化方向会改变。
细胞转决定导致细胞转分化:在某种条件下,已 决定分化方向的细胞会改变预定的发展方向而发生转 决定,生长出另外的成体结构。
(二)发育早期胚胎细胞间的相互作用。
第三节 细胞的分化潜能
全能细胞:在一定条件下能够分化发育成为完 整个体的细胞,称为全能细胞。两栖类动物在囊胚 形成之前的卵裂球细胞、哺乳动物桑椹胚8细胞期 之前的细胞均属于全能细胞。
终末分化细胞的细胞核具有全能性! 爪蟾细胞核移植实验:
克隆羊多莉(Dolly)