细胞生物学第十三章细胞分化与调控(精)

卵 母 细 胞 中 贮 存 的 mRNA 和 蛋 白 质 的分布是不均匀的,各种mRNA在细胞 中都有定位分布,并随卵裂进入不同的 子细胞中。
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蛙 的 发 育
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卵裂与细胞分化
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13.2.1 细胞决定
性细胞决定子
果蝇卵在受精后的2小时内只进行核分裂, 细胞 质不分裂,形成合胞体胚胎。随后核向卵边缘迁 移,细胞的分化命运决定于核迁入不同的细胞质 区域。迁入卵后端极质中的形成极细胞,最后分 化为生殖细胞。 极质中含有膜包裹的颗粒装物质,称为极粒 (polar ganule)。当核进入极质后,极粒围绕在 核周围,诱导极细胞分化为生殖细胞。因此, 生 殖细胞的分化决定于细胞质中的极质。
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植物细胞的全能性
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13.1.3 干细胞 (stem cell)
干细胞及其类型
成体产生新的分化细胞有两种方式: ① 分化细胞的分裂产生新细胞;②由未分化 的干细胞产生。
干细胞是一类成熟较慢但能自我维持增 殖的未分化的细胞Hale Waihona Puke Baidu这种细胞存在于各 种组织的特定位置上，一旦需要,这些细 胞便可按发育途径,先进行细胞分裂, 然后 经过分化产生出另外一群有限而分裂迅 速的细胞群。
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卵细 胞与 体细 胞的 比较
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13.2.1 细胞决定
卵细胞质决定子在细胞决定中的作用 从受精卵第一次卵裂开始,细胞核就受到 内环境(即不同的卵细胞质)的影响。这些 特殊细胞质组分称为细胞质决定子 (cytoplasmic determinants)。决定子支 配着细胞分化的途径。受精卵在数次卵裂 中,决定子一次次地被重新改组、分配。 卵裂后,决定子的位置固定下来,并分配到 不同的细胞中,子细胞便产生差别。
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全能性(totipotency)
分化细胞保留着全部的核基因组,它具有 生物个体生长、发育所需要的全部遗传 信息,即能够表达本身基因库中的任何一 种基因,也就是说分化细胞具有发育为完 整个体的潜能,称为全能性。
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13.2 细胞分化中的核质关系
13.2.1 细胞决定(cell determination) 细胞决定是指细胞在发生可识别的形态 变化之前,就已受到约束而向着特定方向 分化,这时细胞内部已发生变化,确定了未 来的发育命运,这就是决定。 胚胎细胞分化的潜能与决定 细胞决定可看作分化潜能逐渐限制的过 程,决定先于分化。
第十三章
细胞分化与调控
Cell differentiation and regulation
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第十三章 纲要
一、个体发育与细胞与细胞分化 二、细胞分化中的核质关系 三、细胞的相互作用对分化的影响 四、细胞分化的基因调控 五、细胞衰老与死亡
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在个体发育中, 细胞的后代在形态、 结构和功能上发生差异的过程称为 细 胞 分 化 (differentiation) ， 其 本 质是基因选择性表达的结果，即基 因表达调控的结果。
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性细胞决定
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13.2.1 细胞决定
体细胞决定子 体细胞的分化方向同样受细胞质的决定。 果蝇幼虫从前到后分布着若干未分化的 成虫盘,前部胚盘和后部胚盘分别发育为 成虫的前部(头、胸和前腹部)和后腹部结 构。
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果蝇 的体 细胞 决定
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13.2.2 卵细胞质的母体效应
母体效应( maternal-effect)
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受精 作用
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电镜 下观 察到 的海 胆受 精作 用
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13.1.1 个体发育
胚胎发生
受精后，受精卵经过多次有丝分裂，形成许 多分裂球，这个过程叫卵裂。它与体细胞有丝 分裂比较具有以下三个特点：①细胞增殖， 伴 随着一定程度的卵内物质的重新分配，而无细 胞生长；②由于第一个特点而产生的核质比例 越来越大；③细胞间期较短，分裂快，迅速形 成囊胚。 经 过 囊 胚 期 (blastula) 之 后 , 进 入 原 肠 胚 (gastrula),这是分化发展的过程。
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胚胎发生 12
13.1.1 个体发育
胚后发育 这一时期在脊椎动物方面, 主要是各组 织的干细胞系的增殖和分化, 发育成为成 熟的个体。在种子植物方面, 种子萌发, 生长发育成为一个植物体。
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蛙的胚胎发育
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胎儿的发育
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13.1.2 细胞分化
细胞分化的概念 细胞分化是指同一来源的细胞逐渐发生 各自特有的形态结构，生理功能和生化 特征的过程。细胞分化时的主要特征是 细胞出现不同的形态结构和合成组织特 异性蛋白质，演变成特定表型的细胞类 型。
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13.1.2 细胞分化
分化细胞的特点 分化细胞具有以下四个特点： 个体中所有不同种类的细胞的遗传背景完全 一样。 分化细胞彼此之间在形态、结构、功能方面 的不同是由于其拥有不同的蛋白质所致。 细胞分化中最显著的特点是分化状态的稳定 性。 虽然细胞分化是一种相对稳定和持久的过程, 但是在一定的条件下, 细胞分化又是可逆的。
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细 胞 分 化
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13.1 个体发育与细胞分化
13.1.1 个体发育 (individual development)
从受精卵形成胚胎，而后胚胎生长发育 成个体的过程称为个体发育。从形态上 看，个体发育过程经历生长(growth)、 分 化 (differentiation) 和 形 态 发 生 (morphogenesis)。
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干细胞
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干细胞具有以下几个特点:①干细胞本身 不是终末分化细胞(即干细胞不是处于分 化途径的终端); ②干细胞能无限地分裂; ③干细胞分裂产生的子细胞只能在两种 途径中选择其一:或保持亲代特征,仍作为 干细胞,或不可逆地向终末分化。
干细胞可以分为专能干细胞和多能干细 胞。
①专能干细胞
②多能干细胞
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13.1.1 个体发育
配子发生(gamete genesis) 雌雄生殖细胞的发生都要经过三个时期, 即增殖期、生长期和成熟分裂期。
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配 子 的 发 生
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13.1.1 个体发育
受精(fertillization) 受精是成熟的精子与成熟的卵子相遇, 两 者相互作用后,经过顶体反应(acrosomal reaction)、皮层反应(cortical reaction)、 原核融合(pronuclei fussion)等过程,受 精作用结束。