細胞生物學第十二章細胞的分化與基因表達調控詳解演示文稿本文檔共29頁；當前第1頁；編輯于星期二\5點28分優(yōu)選細胞生物學第十二章細胞的分化與基因表達調控本文檔共29頁；當前第2頁；編輯于星期二\5點28分胚胎發(fā)生過程中形成各種類型的組織和細胞本文檔共29頁；當前第3頁；編輯于星期二\5點28分干細胞分化為多種類型的細胞本文檔共29頁；當前第4頁；編輯于星期二\5點28分血細胞分化示意圖本文檔共29頁；當前第5頁；編輯于星期二\5點28分內皮細胞的分化本文檔共29頁；當前第6頁；編輯于星期二\5點28分

一、基本概念（一）基因的選擇性表達（主線）實驗證據(jù)（分子雜交）：不同的細胞類型（celltypes)中，DNA相同，mRNA種類不同，蛋白質種類不同。結論：相同的基因組在不同細胞中的選擇性表達；

細胞分化是基因組選擇性表達的結果。本文檔共29頁；當前第7頁；編輯于星期二\5點28分各種蛋白質在不同細胞中的表達本文檔共29頁；當前第8頁；編輯于星期二\5點28分（二）管家基因和奢侈基因

管家基因（housekeepinggenes)：維持細胞基本功能所必需的基因，在所有細胞類型中均表達。e.g.,肌動蛋白、微管蛋白、組蛋白、核糖體蛋白、TAC循環(huán)的關鍵酶，etc.

組織特異性基因（tissue-specificgenes):在不同的細胞類型中特異性地表達，使細胞形成特定的形態(tài)結構，行使特定的功能。e.g.,卵清蛋白、胰島素、血紅蛋白，etc.

調節(jié)基因（regulatorygenes):調節(jié)基因的表達。(?)本文檔共29頁；當前第9頁；編輯于星期二\5點28分（三）組織特異性基因調控的基本模式細胞分化過程是由一系列基因產物（regulatoryproteins）調控的。i.e.,每個基因的表達都必須：在正確的細胞中；在正確的時間；對正確的信號產生正確的反應；產生正確的表達水平。

問題：細胞是如何協(xié)調（coordinate）這一過程的？

答案：一個關鍵的調控蛋白，可以調控一系列下游基因，完成細胞分化。本文檔共29頁；當前第10頁；編輯于星期二\5點28分腎上腺（糖）皮質激素／受體的調控模式本文檔共29頁；當前第11頁；編輯于星期二\5點28分組合調控：少數(shù)調控蛋白完成眾多細胞類型的分化比喻：調控蛋白，如同單詞和文章。Limitedwordsunlimitedmeaning本文檔共29頁；當前第12頁；編輯于星期二\5點28分例子：眼形成的關鍵調控蛋白Ey（果蠅）ey基因早期細胞（發(fā)育成腿）腿中眼細胞分化眼形成本文檔共29頁；當前第13頁；編輯于星期二\5點28分（四）單細胞生物中的細胞分化

應對環(huán)境條件，產生不同細胞類型。e.g.,細菌的芽孢、酵母的單倍體孢子、粘菌的多核團，……（進化的中間類型）本文檔共29頁；當前第14頁；編輯于星期二\5點28分（五）轉分化和再生轉分化（trans-differentiation）：由一種分化的細胞類型轉化為另一種細胞類型。轉分化：去分化再分化

（dedifferentiation）（redifferentiation）再生：轉分化重新啟動細胞周期（G0－M)多能干細胞例子：植物細胞愈傷組織根芽形成植株再生動物：傷口愈合；肝再生；Wolftion晶體再生；低等生物的肢體再生；etc.（神經細胞分裂再生？）增殖去分化再分化本文檔共29頁；當前第15頁；編輯于星期二\5點28分植物的組織培養(yǎng)本文檔共29頁；當前第16頁；編輯于星期二\5點28分

二、影響細胞分化的因素

（一）細胞的全能性（totipotency）：單個細胞形成完整個體的能力。受精卵、早期胚胎細胞；現(xiàn)已證實高度分化的細胞也具有全能性。（基礎、內因）

實驗證據(jù)：植物體細胞胚胎發(fā)生（plantsomaticembryogenesis）;動物克?。?997，多莉羊；……）高度分化的動植物體細胞，在遺傳背景（基因組DNA)和功能上均是全能的。本文檔共29頁；當前第17頁；編輯于星期二\5點28分受精卵的全能性植物細胞的全能性本文檔共29頁；當前第18頁；編輯于星期二\5點28分通過細胞核移植和細胞融合再生的生物個體本文檔共29頁；當前第19頁；編輯于星期二\5點28分干細胞（stemcells）具有部分的全能性（多潛能性，pluripotency）干細胞來源胚胎干細胞（embryonicstemcells,ESC）成體干細胞：造血（骨髓）干細胞神經干細胞肝臟干細胞……功能多潛能干細胞（pluripotentstemcells）定向干細胞（directionalstemcells）本文檔共29頁；當前第20頁；編輯于星期二\5點28分由胚胎干細胞（ESC）制造嵌合鼠本文檔共29頁；當前第21頁；編輯于星期二\5點28分干細胞技術在治療性組織工程中的應用本文檔共29頁；當前第22頁；編輯于星期二\5點28分造血干細胞的分化（hemopoiesis）本文檔共29頁；當前第23頁；編輯于星期二\5點28分（二）影響細胞分化的因素（外因）

眾多的內外因素，形成“網絡”。1，胞外信號

近端因子：細胞接觸；旁分泌；自分泌；縫隙連接環(huán)境胞外信號遠端因子：內分泌（激素）本文檔共29頁；當前第24頁；編輯于星期二\5點28分Agapjunction

細胞信號的傳遞方式本文檔共29頁；當前第25頁；編輯于星期二\5點28分2，細胞記憶和決定

定義：細胞將信號分子的作用儲藏起來，以決定分化的能力。（memoryfate）

本質：特定的基因表達譜式（profile）在細胞增殖過程中的傳遞。

“決定早于分化”的概念

方式：a.正反饋途徑（positivefeedbackloop）b.染色質構型（e.g.,常染色質和異染色質）染色質重塑（chromatinremodeling）的作用這些方式均是可傳遞的。本文檔共29頁