南农 细胞生物学 10 PPT课件
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第十二章细胞分化与基因表达调控特异性蛋白质合成的实质在于基因选择性表达。
正因为如此,本章的主题才定为细胞分化与基因表达调表12几种生物的细胞数目与类型细胞类型在个体正常发育过程中,通过有控制的细胞分裂而增加细胞数目,通过有序的细胞分化而增加细胞类型,进而由不同类型的细胞构成生物体的组织与器官,执行不同的功能。
显然,细胞分化为某种细胞类群通过相互协同作用完成各种复杂特殊的生物学功能,为生命向更高层次的发展与进化奠定了基础。
尽管分化的细胞类型千差万别,但究其本质却是基因组保持相同而表达的基因有所不同,从而在形态结构、生理功能及生物学行为方面均有所不同。
细胞分化过程常常伴随着细胞增殖与细胞凋亡,分化细胞的最终归宿往往是细胞的衰老和死亡。
细胞癌变是细胞分化领域中的一个特殊问题,因为肿瘤细胞可以看做是正常细胞分化机制失控的细胞,成为不衰老的永生细胞,丧失分化细胞的正常生理功能,形态上趋于一致,表现出某些未分化细胞的特征(有人称之为“去分化”)。
然而肿瘤细胞的基因组却不同程度地发生了改变,其结果是正常机体的构建受到破坏,并丧失了相应的正常生物学功能。
第一节细胞分化一、细胞分化的基本概念(一)细胞分化是基因选择性表达的结果早期人们推测细胞分化是由于细胞在发育过程中遗传物质的选择性丢失所致。
现代分子生物学的证据表明,细胞分化是由于基因选择性的表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。
如鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白,成红细胞合成β珠蛋白,胰岛细胞合成胰岛素,这些细胞都是在个体发育过程中逐渐产生的。
用编码上述三种蛋白的基因分别作探针,对三种细胞中提取的总DNA的限制性酶切片段进行Southern杂交实验。
结果显示,上述三种细胞的基因组DNA中均存在卵清蛋白基因、 β珠蛋白基因和胰岛素基因 (表12—2);然而用同样的三种基因片段作探针,对上述三种细胞中提取的总 RNA进行Northern杂交实验,结果表明,仅在输卵管细胞中表达卵清蛋白 mRNA,而成红细胞中表达β珠蛋白mRNA,胰岛细胞中表达胰岛素mRNA(表表12—2 ) 上述结果说明,不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因,其产物不仅决定细胞的形态结构,而且执行各自的生理功能。