细胞分化的分子机制转录和转录前调控专家讲座.pptx

细胞分化分子机制——转录和转录前调控一、有机体不一样组织细胞基因组相同证据二、核潜能限定三、基因相同例外——基因组改变（一）遗传学证据：同一个体细胞染色体和基因组相同以后研究发觉假如将蝾螈原肠胚早期细胞移植到其它胚胎区域，这些细胞预定命运能够发生改变分化成为其它类型细胞。那么，发育命运已经决定或已分化细胞，是否依然含有发育成其它细胞潜能呢?以下两方面试验证听说明已分化细胞依然含有发育成为其它细胞潜能1、首先是转决定试验证据幼虫眼成虫盘细胞2、另首先试验证据是转化1、核酸分子杂交试验表明有机体不一样组织细胞都拥有等量核基因组DNA，且序列完全相同2、原位杂交技术许多已分化细胞依然含有不表示其它组织专一性基因证实了分化过程中基因组含有稳定性，普通没有遗传物质改变发生，且含有可逆性。二、核潜能限定在发育中核潜能被限定及其潜在全能性（二）、细胞核含有潜在全能性研究这些研究结果说明，绝大多数动物细胞核都含有潜在全能性。爪蟾与小鼠核移植试验三、基因相同例外——基因组改变（一）、染色质消减蠓胚胎中染色体消减1976年Hozuni和Tonegawa又揭示了另一不符合基因组相同例外，即淋巴细胞分化过程中发生免疫球蛋白基因重排B淋巴细胞是受到抗原刺激后能产生抗体细胞。依据克隆选择学说观点，有机体内原来就存在能识别各种抗原B淋巴细胞克隆免疫球蛋白分子结构示意图B淋巴细胞发育过程中免疫球蛋白轻链基因重排B淋巴细胞发育过程中免疫球蛋白重链基因重排（三）、基因扩增我们必须注意到，前述基因组遗传信息发生改变现象仅仅存在于一些特殊细胞中，而有机体绝大多数分化细胞核DNA保持相对稳定，它们基因组相同。因为分化细胞依然含有一样基因组，必须经过一系列复杂基因表示调控，使不一样细胞产生不一样蛋白质。第二节染色体水平基因活性调控真核生物DNA主要集中存在于细胞核内，并与蛋白质结合，组成以核小体为基本单位染色质结构。染色质可依据在细胞分裂间期折叠压缩情况分成异染色质和常染色质。染色质结构发生改变是基因转录前提。异染色质类型异染色质依据折叠压缩情况能否改变，异染色质又可分为：组成型:DNA序列折叠组装情况一直不发生改变，也从不进行转录，不过对于基因表示调整起着主要作用兼性型:在一些情况下DNA序列折叠压缩情况能够发生改变，成为常染色质并含有转录活性；而在另一些情况下又可转变成为异染色质失去转录活性。这个现象称为异染色质化，如雌性哺乳动物两个X染色体中有一个随机失活现象就是经典例子。（一）、哺乳动物X染色体失活2、剂量赔偿效应对于果蝇和哺乳动物来说理论上：雌性具两条X染色体，其上基因产物应有两份，而雄性只有一份。实际上：雌、雄X染色体基因产物基本相同。原因：赔偿效应（dosagecompensationeffect)A：X染色体转录速率不一样，雌性慢；B：雌性一条X染色体失活。（Lyon假说）3、Lyon假说1）、正常雌性体细胞中，只有一条X有活性（activationX,Xa)，另一条在遗传上无活性（inactivationX,Xi），确保雌雄性X染色体上基因产物相同。2）、失活是随机。3）、杂合体雌性在伴性基因作用上是嵌合体4）、失活发生在胚胎发育早期，如人类（合子细胞增殖到5-6千个细胞时），且一旦失活，此细胞全部后代细胞此染色体均处于失活状态。染色体失活Lyon假说对转录水平差异性基因失活提供了一很好解释，但也有几个例外。（1）X染色体失活并不是贯通于X染色体整个长度。即使几乎全部基因在X染色体长臂上，但X染色体短臂上基因并不发生这种失活。（2）X染色体失活仅适合用于体细胞中，而不适用生殖细胞。在雌性生殖细胞，失活X染色体在细胞进入减数分裂前很快重新激活。在成熟卵母细胞中，两条X染色体都有活性。在每一代，X染色体失活必须重新确定。（3）小鼠中最早X染色体失活发生在滋养层细胞中，此处父本来X染色体特异性地失活。莱一尼二氏症（Lesch-Nyhansyndrome）又称为自毁容貌综合征。属X-连锁隐性遗传，仅发觉于男性。发病率为1/30万。患儿出生正常，8个月到1岁时出现肌张力障碍，指痉病和舞蹈症。患儿2-3岁开始强制性地吸自己手指、嘴唇和口腔粘膜，并侵害他人，必须捆绑其双手或拔掉牙齿。故称为自毁容貌综合症。患儿还表现为高尿酸血症，约在十二岁左右夭折。在人类Lesch-Nyhan综合症（自毁容貌综合症）中，缺乏X染色体连锁次黄嘌呤核糖转移酶(HPRT)。在X染色体上具此突变男性患此病，但雌性中突变HPRT基因存在可为另一X染色体所掩盖，因它携带野生型等位基因。儿子具此病母亲被称为携带者，一条X上具突变HPRT基因，另一X上具野生型。BarbaraMigeon(1971)将HPRT基因杂合子妇女皮肤细胞进行单克隆培育，再检测这些克隆发觉其中大约二分之一克隆携带野生型HPR