细胞凋亡基因

1、细胞凋亡细胞凋亡基因基因 郄银东郄银东 细胞凋亡是多细胞有机体内受复杂遗传机制调控，维护机体正常生长细胞凋亡是多细胞有机体内受复杂遗传机制调控，维护机体正常生长发育及维护内环境稳定的重要生理过程，是教学的重点，也是教学难发育及维护内环境稳定的重要生理过程，是教学的重点，也是教学难点。点。苏教版高中生物在必修苏教版高中生物在必修1 1教科书第教科书第9191页作出页作出 “ “细胞凋亡是一个主细胞凋亡是一个主动由基因决定的细胞程序化或自行结束生命的过程动由基因决定的细胞程序化或自行结束生命的过程”。这一概念精准。这一概念精准描述了基因在细胞凋亡中的控制作用。描述了基因在细胞凋亡中的控制作用。但教

2、学实践中发现有些教师对但教学实践中发现有些教师对这一重要概念的认识还不够清晰，这一重要概念的认识还不够清晰，例如例如 ，一道相关命题及其答案是，一道相关命题及其答案是“下列无基因表达过程发生的是（答案选下列无基因表达过程发生的是（答案选d d）：）：a a、细胞增殖、细胞增殖 b b、细胞、细胞分化分化 c c、细胞衰老、细胞衰老 d d、细胞凋亡、细胞凋亡”。从该命题及其答案可看出未能真从该命题及其答案可看出未能真正理解细胞凋亡机理正理解细胞凋亡机理是一个由基因参与的复杂调控过程，没有认识到是一个由基因参与的复杂调控过程，没有认识到细胞凋亡过程中必然发生一系列的基因表达。下面针对细胞凋亡过程

3、中必然发生一系列的基因表达。下面针对“细胞凋亡机细胞凋亡机制与相关基因制与相关基因”这一问题与老师们共同探讨。这一问题与老师们共同探讨。 1 1、细胞凋亡的过程（大致可分为四个阶段）：、细胞凋亡的过程（大致可分为四个阶段）： （ 1 1 ）凋亡信号转导）凋亡信号转导 当细胞内外的凋亡诱导因素（诱导性因素：激素，生长当细胞内外的凋亡诱导因素（诱导性因素：激素，生长因子、理化因素、免疫、微生物等）与被作用的细胞死亡因子、理化因素、免疫、微生物等）与被作用的细胞死亡受体结合后，细胞产生复杂的生化反应，并形成与凋亡有受体结合后，细胞产生复杂的生化反应，并形成与凋亡有关的启动信号（死亡信号）：关的启动信

4、号（死亡信号）：ca2+ca2+、 campcamp、 神经酰胺。神经酰胺。举例：举例：caca2+2+ 在细胞凋亡中充当凋亡信号传递的角色。例在细胞凋亡中充当凋亡信号传递的角色。例如，人为提高如，人为提高 b b 淋巴细胞内淋巴细胞内 caca2+2+ 的水平，可诱导的水平，可诱导 b b 淋巴淋巴细胞的凋亡。细胞的凋亡。钙稳态失衡引起凋亡的主要原因：钙稳态失衡引起凋亡的主要原因： ca 2+ca 2+促使核小体间酶切位点暴露、激活促使核小体间酶切位点暴露、激活ca2+/mg 2+ca2+/mg 2+依依赖的核酸内切酶，降解赖的核酸内切酶，降解dnadna链，形成凋亡小体。链，形成凋亡小体。

5、 死亡受体：死亡受体：到目前为止共发现到目前为止共发现8 8种死亡受体，其中种死亡受体，其中tnftnf受体受体1 1和和fasfas被研究的最多，它们均通过其被研究的最多，它们均通过其配体而被激活起作用。配体而被激活起作用。fasfas和和tnf-tnf-可以活可以活化死亡复合体，然后由死亡复合体激活一化死亡复合体，然后由死亡复合体激活一系列的上游细胞凋亡执行者系列的上游细胞凋亡执行者凋亡蛋白凋亡蛋白酶，再由它激活下游的细胞凋亡执行者酶，再由它激活下游的细胞凋亡执行者凋亡蛋白酶来执行促使细胞凋亡的作用凋亡蛋白酶来执行促使细胞凋亡的作用。 （ 2 2 ）凋亡基因激活，表达相关酶类和其他物质）凋

6、亡基因激活，表达相关酶类和其他物质调控的凋亡基因在接受死亡信号后，开始按预定程序启调控的凋亡基因在接受死亡信号后，开始按预定程序启动，并合成执行凋亡所需的各种酶和相关物质。动，并合成执行凋亡所需的各种酶和相关物质。目前在目前在哺乳动物中已鉴定出至少哺乳动物中已鉴定出至少1515种种bclbcl-2-2促进和抑制细胞凋促进和抑制细胞凋亡亡蛋白。它们可以分成两大类：促进细胞凋亡的，如蛋白。它们可以分成两大类：促进细胞凋亡的，如baxbax、bakbak、bokbok bcl-xsbcl-xs、bagbag、bidbid、hrkhrk、bnip3bnip3、bimlbiml、eglegl、blkbl

7、k和和badbad；抑制细胞凋亡的，如；抑制细胞凋亡的，如bcl-2bcl-2、bcl-xlbcl-xl、bcl-wbcl-w、mcl-1mcl-1、bfl-1bfl-1、brgbrg-1-1、和、和a1a1。促进和抑制细。促进和抑制细胞凋亡的胞凋亡的bclbcl-2-2家族成员能结伴形成同源或异源二聚体家族成员能结伴形成同源或异源二聚体。抗细胞凋亡的。抗细胞凋亡的bclbcl-2-2家族成员可以与线粒体结合抑制家族成员可以与线粒体结合抑制其释放细胞色素其释放细胞色素c c，发挥抗细胞凋亡的作用。研究表明，发挥抗细胞凋亡的作用。研究表明当当bcl-2/baxbax/baxbcl-2/baxba

8、x/bax时，细胞趋向于存活，当时，细胞趋向于存活，当bcl-bcl-2/bax2/baxbax/baxbax/bax时，细胞趋向于凋亡。时，细胞趋向于凋亡。 附：凋亡相关基因附：凋亡相关基因抑制凋亡基因：抑制凋亡基因：bclbcl-2-2促进凋亡基因：促进凋亡基因： fasfas，p53p53双向调控基因：双向调控基因： c-mycc-myc，bclxbclx例如：促进凋亡基因例如：促进凋亡基因p53p53：在细胞分裂：在细胞分裂g1g1期发挥卡点期发挥卡点功能功能缺陷缺陷dnadna启动凋亡；抑制凋亡基因启动凋亡；抑制凋亡基因bclbcl-2-2抗凋亡抗凋亡机制是：机制是：直接的抗氧化，直

9、接的抗氧化，抑制线粒体释放促凋亡的蛋白质抑制线粒体释放促凋亡的蛋白质，抑制促凋亡的抑制促凋亡的baxbax，bakbak细胞毒作用，细胞毒作用，抑制抑制cascadescascades激活，激活，维持细胞钙稳态，抑制维持细胞钙稳态，抑制ca2+/mg 2+ca2+/mg 2+依依赖的核酸内切酶对降解赖的核酸内切酶对降解dnadna链的降解。链的降解。 （ 3 3 ）凋亡的执行）凋亡的执行被激活的凋亡基因表达出的一组被激活的凋亡基因表达出的一组细胞凋亡执行者细胞凋亡执行者凋亡蛋白酶凋亡蛋白酶被激活（至少有被激活（至少有1313个成员）个成员）使细胞的结构全面解体。例如，使细胞的结构全面解体。例如

10、，核酸内切酶核酸内切酶执行染色质执行染色质dnadna切割，彻底破坏细胞的生物命令切割，彻底破坏细胞的生物命令系统。系统。 （ 4 4 ）出现细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻（由细胞膜内侧转向膜外侧），膜反折包）出现细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻（由细胞膜内侧转向膜外侧），膜反折包裹胞内物（染色质断裂成片断），形成凋亡小体被吞噬等。裹胞内物（染色质断裂成片断），形成凋亡小体被吞噬等。附：凋亡时细胞形态学改变示意图附：凋亡时细胞形态学改变示意图凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞识别吞食及消化。该过程一般较快，从凋亡凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞识别吞食及消化。该过程一般较快，从凋亡开始到凋亡小体形成不过几分钟的时间，整个凋亡过程大约持续几个小时。开始到凋亡小体形成不过几分钟的时间，整个凋亡过程大约持续几个小时。凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞识别吞食及消凋亡小体被邻近的细胞或巨噬细胞识别吞食及消化。该过程一般较快，从凋亡开始到凋亡小体形化。该过程一般较快，从凋亡开始到凋亡小体形成不过几分钟的时间，整个凋亡过程大约持续