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1、11发育的遗传基础T动物发育的历程T胚胎发育的调控T细胞分化*T动物行为的遗传11.1细胞分化是基因选择性表达的结果 按照细胞分化和基因的关系,可将基因分为:管家基因:与分化细胞种类无关的基因,在任何细胞中都表达,是维持细胞基本功能的必需基因 如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。奢侈基因(组织特异性基因):与分化细胞特殊性状有关的基因体细胞克隆的理论基础去分化因子2 干细胞T 一般认为:指在理论上具有无限“自我更新能力”和多方向分化潜能的一类细胞T“自我更新”是指由它分裂形成的两个子细胞中,其中至少有一个细胞仍完全保持干细胞特性,另一个细胞可获得有限分裂能力,并分化为组织或器官的
2、特异性细胞T 多分化潜能是指能分化成多种细胞类型根据其分化潜能不同分为:4全能干细胞:具有形成完整个体的分化潜能4如受精卵4多能干细胞:失去了发育成完整个体的能力,但具有分化出多种细胞组织的潜能(如胚胎干细胞、胚胎生殖干细胞)4单能干细胞:只具有向单一细胞类型分化的细胞(造血干细胞、神经干细胞)肿瘤干细胞肿瘤干细胞比非肿瘤干细胞具有更快的修复由射线引起的DNA损伤,能躲避射线伤害,存活下来 放疗和化疗主要清除分裂中的细胞,而肿瘤干细胞在大部分时间里是保持静止状态,基本不受影响肿瘤干细胞比一般的癌细胞能生成更多的血管发生启动蛋白,刺激癌肿块中新血管发生,提供营养肿瘤干细胞可驱动癌细胞在体内转移+
3、细胞凋亡是:1、生物体清除 多余无用细胞 不正常细胞 有害细胞 完成正常使命的衰老细胞2、控制组织器官各部分的细胞总数+以维持整体的正常发育和健康生长的生理机制(2)细胞坏死由极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤或死亡(4)凋亡相关基因Y死亡基因(凋亡基因)Y生存基因(凋亡抑制基因)Y肿瘤抑制基因A、死亡基因细胞凋亡基因qICE 1995年在高等哺乳动物中发现q白介素1转化酶(interleukin-1 converting enzyme ICE)表达产物ICE类似蛋白酶作用底物 聚腺苷二磷酸核糖聚合酶此聚合酶结合在DNA断裂处,参与染色质DNA修复工作ICE类似蛋白酶通过降解
4、此聚合酶,引起DNA修复的抑制及核酸内切酶活性增加,造成染色质断裂,使细胞发生凋亡凋亡的分子机制从线虫到哺乳动物有相当一致之处P53基因q1、促进细胞凋亡qBcl-2 可阻止凋亡形成因子如细胞色素C等从线粒体释放出来,具有抗凋亡作用 q凋亡促进剂(Bax)基因可与线粒体上的电压依赖性离子通道相互作用,介导细胞色素c的释放,具有凋亡作用qp53可以上调Bax的表达水平,下调Bcl-2的表达,共同完成促进细胞凋亡作用。qP53还可通过死亡信号受体蛋白途径诱导凋亡 q2、阻滞细胞周期qP53表达产物是与专一性DNA结合的核蛋白P53q可通过将细胞阻断于G1期而抑制细胞生长qP53基因在肿瘤中突变率高
5、a周期蛋白只有与CDK结合并磷酸化后,CDK激酶才能表现出活性,启动有丝分裂aP16基因,编码P16蛋白,与依赖细胞周期蛋白激酶4(CDK4)结合,抑制细胞周期蛋白和CDK4活性,也称CDK4抑制因子。aP16蛋白对肿瘤生成有抑制作用aP16蛋白比P53蛋白作用直接、专一,可特异性抑制CDK4、CDK6aP16在肿瘤中突变率高、分布广P16基因(6)凋亡机制哺乳动物中细胞凋亡包括外在死亡受体途径和内在线粒体途径两种线粒体中细胞色素C进入细胞质便成了死亡因子,引起细胞凋亡营养成分分泌不足,可造成细胞色素C进入细胞质11.1.4 细胞衰老 组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤
6、,造成功能退行性下降而老化。细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象。1、体细胞突变学说:认为诱发和自发突变积累和功能基因的丧失,减少了功能性蛋白的合成,导致细胞的衰老和死亡。2、端粒学说染色体两端有端粒,细胞分裂次数多,端粒向内延伸,正常DNA受损。LMNA(Lamin A)基因为lamin(核纤层蛋白)A和lamin C 二种蛋白编码,该基因所负责编码的蛋白质是细胞结构的支架,也参与基因表达和DNA复制。早衰症研究基金会的研究人员于2004年6月17日宣布,Lamin A基因的突变,产生异常的lamin A 蛋白,从而导致细胞核膜不稳定,容易让组织器官因强大身体力量而受伤,如心血管和肌骨骼系统
7、。是导致早衰症儿童细胞结构及功能逐渐退化的原因。werner综合征(成人早老症)罕见的人类常染色体隐性遗传疾病,作为研究人类早老综合征的典型病例。研究发现:体内解旋酶存在突变,该酶基因位于8号染色体短臂8p11-12,称为WRN基因 Werner综合征患者皮肤成纤维细胞在体外培养时生长潜能显著下降,与正常同龄人细胞相比,复制寿命显著缩短,体外培养一般只能分裂210代,而正常人可分裂2040代。Werner综合征中一个基因的突变可同时引起体内衰老相关过程及体外培养细胞的衰老。q如:一个人遇到猛兽,q通过视觉、听觉、嗅觉等途径把恐怖的刺激传入大脑,q再通过大脑的一系列复杂的神经通路把整合的刺激信号经几个途径传出:q第一条途径:把整合的信号传递给脑下垂体,由腺垂体分泌促肾上腺皮质素,作用于肾上腺皮质,促使它分泌肾上腺皮质激素,使肝糖原水解为葡萄糖 q第二条途径:把整合的信号作用于肾上腺髓质:分泌肾上腺素、去甲肾上腺素,使心跳加快、呼吸急促、血糖升高q第三条途径:脑内整合的刺激信号通过脊髓传到肌肉,做出逃跑或搏斗的行为