生殖细胞的产生课件

生殖细胞的产生
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Germ Plasm at the Vegetal Pole of Frog Embryos
生殖细胞的产生
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• 如果用紫外线照射豹蛙或林蛙的动物极，则对生 殖细胞的形成没有影响，但照射植物极后，形成 的蝌蚪中生殖细胞明显减少，有的可减少90%。
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将吸管插入盘舌蟾的受精卵或四细胞期的胚胎 的植物极，吸去约占卵体积1/4的细胞质，结果在能 变态的蝌蚪生殖腺中没有或只有少量的生殖细胞。
Caenorhabditis elegans
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线虫未受精卵中有一种均匀分布于整个卵质中的P 颗粒。
受精后P颗粒集中位于预定胚胎后部。
第一次卵裂时形成一个AB大细胞和一个含有P颗粒 的P1小细胞。
P4细胞是所有生殖细胞的始祖细胞，细胞质内含有 所有原来卵质中的P颗粒。生殖细胞最初的分化开 始于P4细胞。
• 观点Ⅱ:从受精卵第一次卵裂时就已分出,即从胚胎发生起就与体细胞不同（线 虫、果蝇和两栖类动物爪蟾）。
• 原生殖细胞以变形运动方式自主前进，其定向迁移与生殖嵴的吸引力，途中
周围细胞外基质的合成有关。没有到达生殖嵴的则分化为所到那个胚层的细
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Germ plasm：具有一定形态结构的特殊细胞质，主要有蛋白质和RNA构成。
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Ikenishi等（1986）将含生殖质的植物极细胞 质注入从32细胞期分离出的单个体细胞分裂球中， 并将此细胞以3H-胸腺嘧啶标记，然后注入到神经胚 中，结果这种标记的细胞发育为PGCs。并可随宿主 胚胎的PGCs一起迁移到生殖嵴中。
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• 受精前即卵子发育时母体细胞转录的RNA甚至 翻译的蛋白质，产物定位在成熟的卵的细胞质 中。
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生殖细胞的起源和分化
• 马蛔虫（某些线虫和部分 昆虫）
• 染色质消减的细胞--体细胞
• 染色质不消减的细胞--生殖细胞
• 染色质消减（Chromatin dimination)：线虫或某些 昆虫在卵裂过程中部分染 色质（体）消失在细胞质 中，不能保持原来数目的 染色体组的现象
生殖细胞的发生
生殖细胞的产生
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主要内容
H 生殖细胞的发生： H 生殖细胞的起源和分化； H 精子的发生； H 卵子的发生
生殖细胞的产生
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生殖细胞的发生
• 体细胞（Somatic cell） • 生殖细胞（Germ cell）或配子（Gamete）
特殊分化的细胞，世代间的桥梁，个体发育的基 础。包括：雌配子（Female gamete）或卵 （Ovum），雄配子（Male gamete）或精子 （Sperm）
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第一节 生殖细胞的起源和分化
原生殖细胞（Primordial germ cell，PGC）----性别尚未分 化的生殖细胞
一、原生殖细胞的起源
• 观点Ⅰ:在胚胎发育的后期由体细胞分化而来。是通过相邻器官原基的诱发和/ 或在环境因素影响下使局部细胞分化为生殖细胞。如海绵动物、腔肠动物和 扁虫等；
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一、生殖质——原始生殖细胞
• 秀丽线虫（Caenorhabditis elegans） • 果蝇（Drosophila melanogaster） • 爪蟾（Xenopus laevis） • 小鼠（Mouse）等
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生殖细胞的起源和分化
二、生殖质与生殖细胞分化 1、线虫（nematode）
• 在胚胎发育初期生殖细胞就已经决定的动
物，其生殖细胞来源于它的前体——原生 殖细胞(primordial germ cell，简称PGC，复 数为PGCs)。
• 这些原生殖细胞只有经过迁移，进入发育
中的生殖腺原基(genital anlage)——生殖嵴 (genital ridge)才能分化成为生殖细胞
母性效应基因（maternal-effect gene）的表达对果蝇生殖质 的形成有重要作用（cappucino,spire, staufen, oskar, vasa, valois, tudor），他们在卵泡细胞中被激活，产物进入发育卵 细胞中。他们的突变将干扰极质成分的正确定位，从而阻止原 生殖细胞的发生或迁移。
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果蝇
•极质（Pole plase）
（determinant for germ cell）
• 移植果蝇极质引起生
殖细胞分化
• UV照射实验
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生殖细胞的起源和分化
决定果蝇原生殖细胞命运的基因
germ cell-less:在卵的生成过程中由营养细胞转录，受精后翻译的 蛋白定位在极质中，其缺失导致无生殖细胞。
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生殖细胞的起源和分化
Oskar: 其母体mRNA定位在极质中，它的表达量影响极细胞的数 量，如 1 copy of oskar=10-15 pole cells, 2 copies=35 pole cells, 4 copies=50 pole cells. 它还影响极细胞的定位。
不同细胞质对染色体 的影响不同。
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尼龙绳结扎核不 能进入极细胞质 将来不育
• 离心使极细胞质分布均匀，每个细胞都有极细
胞质，则染色体不消减。
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3、两栖动物生殖细胞命运也决定于生殖质
无尾类的生殖质虽无膜包围，但有明显 的界限，一般呈直径5-12 um的小斑， 由许多生殖颗粒所组成。
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生殖细胞的起源和分化
其他：
nanos mRNA，这是一个影响果蝇腹部分化发育的基因，如果缺 失，将影响腹部分化，同时导致生殖干细胞不能向生殖腺迁移， 最终引起生殖细胞缺失
线粒体大核糖体RNA，实验发现，用紫外线破坏极细胞中的 RNA后再注射线粒体大核糖体RNA，可恢复极细胞发生
polar granule component(Pgc)的非翻译RNA分子，与极细 胞迁移有关
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生殖细胞的起源和分化
2、果蝇(drosophila)
雌体
雄体
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生殖细胞的起源和分化
果蝇的原生殖细胞的命运决定于后部极质
9次卵裂后，有5个细胞核移至未来胚 胎的末端，分化为极细胞
极细胞（Polar cell）含有极质（含生 殖细胞决定子）