细胞分化与基因表达调控.ppt

第十二章细胞分化与基因表达调控,细胞分化（celldifferentiation）癌细胞（cancercell）,第一节细胞分化的基本概念,细胞分化的基本概念影响细胞分化的因素,细胞增殖,细胞分化,细胞衰老,细胞死亡,细胞类型形成,组织器官形成,个体发育,基因表达调控,细胞的重大生命活动：,（一）细胞分化的概念,概念：细胞分化(celldifferentiation)：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。细胞分化的关键在于：特异性蛋白质的合成，实质是基因选择性表达的结果：不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，并且表达产物决定细胞的形态、结构和功能。,分子杂交技术检测基因及其表达,实验结果表明：相同的基因组在不同细胞中的选择性表达；细胞分化是基因选择性表达的结果。,（二）组织特异性基因和管家基因,管家基因（house-keepinggenes）：是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。组织特异性基因（tissue-specificgenes）：是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态、结构与功能。调节基因（regulatorygenes）其产物用于调节组织特异性基因的表达。,（三）组合调控引发组织特异性基因的表达,conceptofcombinationalcontrol每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。一个关键的调控蛋白，可以调控一系列下游基因，完成细胞分化。生物学作用：将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）。,例子：眼形成的关键调控蛋白Ey（果蝇）,ey基因-早期细胞（发育成腿）-腿中眼细胞分化-眼形成,MyoD在骨骼肌细胞分化中的关键作用,比喻：关键调控蛋白打开组合密码锁的最后一个数字。,（四）转分化与再生,Transdifferentiation：一种类型的分化细胞转化为另一种分化类型细胞的现象。Dedifferentiation：分化细胞失去所特有的结构和功能变成具有未分化细胞特征的过程。Regeneration：是指生物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。,细胞的全能性,细胞的全能性：是指细胞经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。植物细胞具有全能性动物细胞核移植(Nucleartransfer),蛙红细胞移植后发育成蝌蚪,多莉羊的产生,第二节癌细胞（cancercell）,癌细胞（cancercell）的基本特征癌基因（oncogenes）和抑癌基因肿瘤（tumor）的发生,一、癌细胞的基本特征,肿瘤细胞（tumorcell）：动物体内在致癌因素作用下，基因发生了突变，细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞。良性肿瘤：生长速度缓慢，和周围的组织边界清晰。恶性肿瘤（癌症）：生长速度快，具有转移能力。,一、癌细胞的基本特征,形态特征：体积和核质比明显高于正常细胞；出现巨核、双核和多核，染色体非整倍性；线粒体表现为多型性、肿胀、增生；细胞骨架紊乱，某些成分减少，骨架组装不正常；细胞表面特征改变。,宫颈癌细胞特征A:normal;B:precancerous;C:invasivecarcinoma,癌细胞的生理特征,细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为永生细胞。具有侵润性和扩散性癌细胞的细胞间粘着性下降，具有浸润性和扩散性，这是癌细胞的基本特征。细胞间相互作用改变（识别改变；表达水解酶）mRNA转录谱系的改变和蛋白表达谱系或蛋白活性改变（扩散相关蛋白、端粒酶活性高）,二、癌基因和抑癌基因,癌基因（原癌基因）抑癌基因,原癌基因和癌基因,原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。癌基因是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式，当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。,抑癌基因,抑癌基因是细胞增殖过程中的负调控因子，抑癌基因编码的蛋白抑制细胞增殖，在细胞周期检验点阻止细胞周期进程。抑癌基因的产物：转录调节因子，如Rb、p53，负调控转录因子，如WT，周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CKI），如p21，信号通路的抑制因子，如rasGTP酶活化蛋白（NF-1DNA修复因子，如BRCA1、BRCA2，,P53与DNA损伤,三、肿瘤的发生,外因：化学性致癌因素、物理性致癌因素、生物性致癌因素等,（一）化学致癌剂亚硝胺类，引起消化系统肿瘤；多芳香烃类，芳香胺类，诱发泌尿系统的癌症；氨基偶氮类，引起肝癌；氯乙烯，塑料的原料；重金属元素，如：铬，镍，砷,（二）生物致癌因素,1、病毒：逆转录病毒，如HIV等；乙型肝炎病毒等；2、霉菌：黄曲霉菌，存在于霉变的花生和玉米及谷类中，引起肝癌（三）物理因素1、电离辐射：引起染色体或基因突变；激活潜在的致癌病毒2、紫外线：引起DNA断裂，染色体畸变，诱发皮肤癌,内因：癌症产生是基因突变累积的结果,促进细胞增殖相关基因突变：原癌基因突变形成癌基因抑制细胞增殖相关基因突变：抑癌基因发生功能丧失性突变(隐性突变)。原癌基因与抑癌基因产物协调作用，防细胞癌变。细胞癌变是基因突变累积的结果,过程：,事实：移民群体中（各种）癌的发生率接近居住国的平均水平，而不是其本民族的水平。暗示癌症发生中，环境因素的作用大于遗传因素。据认为，80-90的癌症是可以避免的，至少是可以延迟！建议：