清华大学：《现代生物学导论》第八章（8-2）细胞分化与个体发育（闫永彬）

现代生物学导论 细胞的生命活动B 细胞分化与细胞死亡 闫永彬 Yong-Bin YAN, Ph. D 清华大学生物科学与技术系 MR YAN

THNMR YAN 现代生物学导论 闫永彬 Yong-Bin YAN, Ph.D. 清华大学 生物科学与技术系 细胞的生命活动B 细胞分化与细胞死亡

Cell differentiation occurs in multicellular organisms Nervet aGt.e connect,e ts Hes bood cees Human 1014 cells Bone hsve w h osteocytes month muscle >200 cell types S* ec nile rely Intes*al ep he teus YAN

THNMR YAN Cell differentiation occurs in multicellular organisms Human: 1014 cells, >200 cell types

个体正常发育过程中 细胞数目增加有控制的细胞分裂 细胞类型的增加有序的细胞分化 >细胞分化的关键在于特异性蛋白质的合成->基因 选择性表达〔基因组保持相同) 问题:如何确定细胞分化是基因选择性表达的结 果而非遗传物质在发育过程中的选择性丢失? MR YAN

THNMR YAN 个体正常发育过程中—— ➢ 细胞数目增加——有控制的细胞分裂 ➢ 细胞类型的增加——有序的细胞分化 ➢ 细胞分化的关键在于特异性蛋白质的合成->基因 选择性表达（基因组保持相同） ➢ 问题：如何确定细胞分化是基因选择性表达的结 果而非遗传物质在发育过程中的选择性丢失？

Why a fertilized egg can develop into different cells: Gene differentiated express 分子杂交技术检测基因及其表达(了解) 细胞总DNA 细胞总RNA 输管细胞慮红细胞胰岛組胞输卵管细胞郕细胞丨胰岛细胞 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 + 胰岛素基因 实验方法 Southern杂交 othem杂交 MR YAN

THNMR YAN Why a fertilized egg can develop into different cells: Gene differentiated express 分子杂交技术检测基因及其表达 (了解)

82细胞分化与个体发育 821细胞分化( cell differentiation) 细胞分化是基因选择性表达的结果 组织特异性基因奢侈基因与管家基因 o Tissue-specific genes(luxury genes), House-keeping genes ●管家基因是所有细胞中均要表达的一类基因,其产物 对维持细胞基本生命活动是必需的 ●组织特异性基因是不同的细跑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特征 与特异的生理功能 ●细胞分化是组织特异性基因在时间和空间上差异表达 MR YAN

THNMR YAN 8.2.1 细胞分化（cell differentiation） ▪ 细胞分化是基因选择性表达的结果 ▪ 组织特异性基因(奢侈基因)与管家基因 • Tissue-specific genes (luxury genes), House-keeping genes • 管家基因是所有细胞中均要表达的一类基因，其产物 对维持细胞基本生命活动是必需的 • 组织特异性基因是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特征 与特异的生理功能 • 细胞分化是组织特异性基因在时间和空间上差异表达 8.2 细胞分化与个体发育

冷细胞分化分子机制-基因的选择性表达 (differential gene expression) °细胞分化是发育的核心问题; 细胞分化的实质在于细胞合成特异性蛋白; °特异性蛋白合成的基础在于细胞基因的选 择性表达。 调节基因 MR YAN

THNMR YAN • 细胞分化是发育的核心问题； • 细胞分化的实质在于细胞合成特异性蛋白； • 特异性蛋白合成的基础在于细胞基因的选 择性表达。 调节基因 ❖ 细胞分化分子机制---基因的选择性表达 (differential gene expression)

◇细胞分化的组合调控 前体细胞 组合调控 调节蛋白 几种基因调节蛋白以不同的 细胞分裂 组合调节不同的专一基因表 达,产生不同的细胞分化。 调节蛋白 调节蛋 ②露 课外参考 基因表达的调控(书上第十 调节蛋白 33m3章) o/00 HNMR YAN

THNMR YAN 细胞分化的组合调控 组合调控 几种基因调节蛋白以不同的 组合调节不同的专一基因表 达，产生不同的细胞分化。 1 2 2 2 1 3 3 3 3 1 1,2 A B C D E F G H 课外参考 基因表达的调控（书上第十 章）

822细胞全能性( cell totipotency) ◇大约200-300种不同分化类型的细胞构成人体不同的组织, 不同的组织细胞经历不同的变化;细胞社会的维持需要精密 的调控机制; ◆细胞全能性( cell totipotency) 分化:细胞经历从全能到 多能再到专能,彼此间在 结构、功能和形态产生稳 定性差异的过程。 MR The sheep star: Dolly YAN

THNMR YAN 8.2.2 细胞全能性（cell totipotency） 大约200-300种不同分化类型的细胞构成人体不同的组织， 不同的组织细胞经历不同的变化；细胞社会的维持需要精密 的调控机制； 细胞全能性（cell totipotency） 分化：细胞经历从全能到 多能再到专能，彼此间在 结构、功能和形态产生稳 定性差异的过程。 The sheep star: Dolly

822细胞全能性( cell totipotency) The ability of a cell develops into a complete organism ·植物细胞具有全能性, 在适宜条件下可培育成 完整植株,已广泛应用 MR YAN

THNMR YAN 8.2.2 细胞全能性（cell totipotency） The ability of a cell develops into a complete organism • 植物细胞具有全能性， 在适宜条件下可培育成 完整植株，已广泛应用

动物细胞 of stra ▲▲ adult frog Prepare cell Egg culture from tissue of mammary gland Cell culture epithelial cells) Remove egg Reduce serum level chromosomes in culture to arrest growth and division Fuse e ultured cell and activate ed egg Cells in normal blastula (Go) phase of stra MR ▲▲ YAN

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