第十四章 细胞分化与基因表达分化Word格式.docx

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与核苷酸序列无关的调节基因表达的可遗传控制机制。

7、干细胞stemcell

分化程度相对较低、具有不断增殖和分化能力的细胞

8、良性肿瘤benigntumor

这类肿瘤的细胞不受正常生长的调控，但不浸润附近的正常组织，也不向较远的位点转移。

9、胚胎干细胞embryonicstemcell

在哺乳动物胚泡中发现的一类具有分化成各种胚胎组织细胞能力的细胞。

可在体外培养，通过遗传修饰后导入胚泡发育成转基因动物。

10、选择性RNA剪接alternativeRNAsplicing

从同一RNA转录物以不同剪接方式产生多种不同mRNA的机制。

11、原癌基因proto-oncogene

可促进细胞增殖的正常基因，其功能获得性突变形式为癌基因，具有促使细胞发生癌变的能力。

12、肿瘤抑制基因tumor-suppressorgene

该基因编码的蛋白质可以抑制细胞生长并防止细胞癌变，其功能丧失性突变将导致细胞癌变。

13、DNA肿瘤病毒DNAtumorviruse

能感染脊椎动物细胞，并使其转变成癌细胞的病毒。

成熟病毒颗粒中含有DNA。

14、p53

肿瘤抑制基因，编码一种基因调控蛋白，当DNA受到损伤后被活化，组织细胞周期运转或介导细胞凋亡。

15、X-染色体失活X-chromosomeinactivation

雌性哺乳动物体细胞中一条X染色体失活。

16、主导基因mastergene

在启动细胞分化的各类调节蛋白中，往往存在一两种起决定作用的调控蛋白，编码这种蛋白的基因称为主导基因

17、转分化transdifferentiation

一种分化类型的细胞转变成另一种分化类型的细胞的现象称转分化。

18、去分化dedifferentiation

又称脱分化，是指分化细胞失去其特有的结构与功能变成具有未分化特征的细胞的过程。

19、细胞全能性totipotency

指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。

20、多能性pluripotency

动物细胞特别是高等动物细胞，随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成多种细胞类型及构建组织的潜能。

21、单能干细胞/定向干细胞monopotentialcell/directionalstemcell

仅具有分化成某一种类型细胞能力的干细胞

22、终末分化terminaldifferentiation

由定向干细胞最终形成特化细胞类型的过程称为终末分化。

23、近端组织的相互作用/胚胎诱导proximatetissueinteraction/embryonicinduction

在研究早期胚胎发育过程中发现，一部分细胞会影响细胞使其向一定方向分化。

24、决定determination

指一个细胞接受了某种指令，在发育中这一细胞及其子代细胞将区别于其他细胞而分化成某种特定的细胞类型，或者说在形态、结构与功能等分化特征尚未显现之前就以确定了细胞的分化命运。

25、隐蔽mRNAmaskedmRNA

储存在卵细胞中没有翻译活性的mRNA，常被称作隐蔽mRNA。

26、决定子determinant

指影响卵裂细胞向不同方向分化的细胞质成分。

27、位置效应positioneffect

改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变

28、肿瘤细胞tumorcell/恶性肿瘤malignancy/癌carcinoma

动物体内因分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞。

具有转移能力的肿瘤称为恶性肿瘤。

上皮组织的恶性肿瘤称为癌。

29、转移灶metastasis

肿瘤细胞转移并在身体其他部位增殖产生的次级肿瘤称为转移灶。

30、转录因子transcriptionfactors

调控DNA对转录的调节，并不依靠DNA本身，而是依靠特异识别某些DNA序列并与之结合的蛋白质，这些蛋白质叫做转录因子。

31、剪接增强子splicingenhancer

有些剪接位点是弱位点，在一定条件下，它们可以不被剪接机器剪接。

这种弱剪接位点的识别和使用被一段RNA序列所主宰，这段RNA序列称为剪接增强子。

思考题

1、何谓细胞分化？

为什么说细胞分化是基因选择性表达的结果？

细胞分化是指在个体发育中由一种相同的细胞类群经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。

细胞分化是结构和功能发生差异的过程，而结构和功能是蛋白质所体现出来的。

所以细胞分化的实质是细胞在发育过程中特异蛋白质的合成，分化的过程就是产生新的专一的结构蛋白和功能蛋白的过程。

例如，分子杂交实验结果表明，鸡的输卵管细胞、成红细胞和胰岛细胞都含有基因组的全套基因，但是输卵管细胞中表达卵清蛋白mRNA、成红细胞表达珠蛋白mRNA和胰岛细胞中表达胰岛素mRNA。

这些实验结果说明，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。

2、组织特异性基因的表达是如何调控的？

组织特异性基因通过组合调控而引发表达。

即每种类型的细胞的分化是由多种调控蛋白共同调控完成的。

如果调控蛋白数是n，那么调控的组合在理论上就可以启动分化的细胞类型为2^n。

然而在启动细胞分化的各类调控蛋白组合中，其中往往只有一两种起决定性的因子。

这样，单一的调控蛋白就有可能启动整个细胞的分化过程。

借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其他调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机制，甚至可以诱发整个器官的形成。

这时一种高效而经济的细胞分化启动机制。

复杂的有机体正是通过这一原则的重复运用逐渐完成形态建成的。

3、影响细胞分化的因素有哪些？

请予以说明。

1）组织特异性基因的选择性表达主要是由调节蛋白所启动的。

调节蛋白的组合是影响细胞分化的主要的直接因素。

2）胞外信号分子对细胞分化的影响

在研究早期胚胎发育过程中发现，一部分细胞会影响周围细胞使其向一定方向分化，这种分化作用称近端组织的相互作用，也称胚胎诱导。

近端组织的相互作用主要通过细胞旁分泌产生的信号分子旁泌素来实现的，包括成纤维细胞生长因子、转化生长因子以及hedgehog家族、Wnt家族和juxtacrine等5大家族因子。

另一种远距离细胞间相互作用对细胞分化的影响主要是通过激素来调节的。

如甲状腺分泌甲状腺激素和三碘甲状腺原氨酸调控蝌蚪形态建成。

3）细胞记忆与决定

信号分子的有效作用时间是短暂的，然而细胞可以将这种短暂的作用储存起来并形成长时间的记忆，逐渐向特定方向分化。

决定早于分化，在形态、结构与功能等分化特征尚未显现之前就已确定了细胞的分化命运。

细胞记忆可通过两种方式实现：

一是正反馈途径，即细胞接受信号刺激后，活化转录调节因子，该因子不仅诱导自身基因的表达，还诱导其他组织特异性基因的表达；

而是染色质结构变化的信息传到子代细胞。

4）受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响

卵母细胞中的隐蔽mRNA在卵母细胞中呈不均匀分布，受精后随着受精卵细胞的早期细胞分裂，隐蔽mRNA不均一地分到子细胞中，决定未来细胞分化命运，产生分化方向的差异。

5）细胞间的相互作用与位置效应

细胞所处的位置不同对细胞分化的命运有明显的影响。

实验证明，改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变，位置信息是产生效应的主要原因。

6）环境对性别决定的影响

环境因素对细胞分化可产生影响，并进而影响到生物的个体发育。

如温度条件影响蜥蜴和龟类的性别决定，蜗牛个体间的相互位置关系决定其性别。

7）染色质变化与基因重排对细胞分化的影响

如原生动物纤毛虫营养核中染色体DNA大量缺失，剩余DNA经重排与扩增后形成多倍体，其基因活跃的转录并决定一切表型特征。

4、说明癌症的发生与癌基因和抑癌基因的关系。

为什么抑癌基因突变在细胞水平是隐性的，却表型出典型的显性孟德尔遗传？

癌症主要是由携带遗传信息的DNA的病理变化而引起的疾病。

癌的生成涉及多种基因和基因以外的变化，单独一种基因的突变不足以致癌，多种基因变化的积累才能引起控制细胞生长和分化的机制紊乱，使细胞的增生失控而癌变。

在这些基因的变化中最常发生的两类基因的异常变化是癌基因及抑癌基因变化。

癌基因是指其编码的产物与细胞的肿瘤性转化有关的基因，是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式，能引起正常细胞的癌变。

癌基因编码的蛋白主要包括生长因子、生长因子受体、信号转导通路中的分子、基因转录调节因子、细胞凋亡蛋白、DNA修复相关蛋白和细胞周期调控蛋白等几大类型，这些基因突变后可造成细胞增殖失控和细胞脱分化。

它以显性的方式作用，对细胞生长起阳性作用，并促进细胞转化。

抑癌基因正常时起抑制细胞增殖和肿瘤发生的作用。

抑癌基因实际上是正常细胞增殖过程中的负调控因子，它编码的蛋白往往在细胞周期的检验点上阻止周期进程的作用。

许多肿瘤均发现抑癌基因的两个等位基因缺失或失活，失去细胞增生的阴性调节因素，从而对肿瘤细胞的转化和异常增生起作用。

细胞的生长是推动细胞周期进行的基因产物与抑制其进行的基因产物之间微妙平衡的结果。

任何一种产物的异常表达，如一种癌基因的过度表达，或一种抑癌基因的失活，都可能导致细胞生长的失控。

癌的生成是一个涉及多种癌基因活化和抑癌基因失活的多步骤累积变化的过程。

原来在细胞分裂过程中，有时会发生染色体的错误分离或有丝分裂重组，导致产生的子细胞中抑癌基因的两个拷贝均发生突变。

虽然就某个细胞而言，这种情况极少发生，但就整体而言，在大量的有丝分裂进行过程中，这种情况几乎是必然发生的。

一旦产生两个拷贝的抑癌基因均失活的细胞，该细胞的分裂就会加速，基因突变也随之增加，从而产生大量的携带突变的后代。

突变的累积，最终导致细胞癌化。

5、为什么说肿瘤的发生是基因突变逐渐累积的结果？

肿瘤的形成是基因突变逐渐累积的结果。

肿瘤的发生需要多基因突变长时间积累。

根据大量的病例分析，癌症的发生一班并不是单基因的突变，而至少在一个细胞中发生5-6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征：

即癌细胞不仅增殖速度快，而且其子代细胞能够逃脱细胞衰老的命运，取代相邻正常细胞的位置，不断从血液中获取营养，进而穿越基膜与血管壁在新的组织部位安置、存活与生长。

由此可见，细胞基因组中产生与肿瘤发生相关的某一原癌基因的突变，并非马上形成癌，而是继续生长直到细胞群体中新的偶发突变产生。

某些在自然选择中具有竞争优势的细胞，再经过类似的过程，逐渐形成具有癌细胞一切特征的恶性肿瘤。

如直肠癌发生的病程中开始的突变仅在肠壁形成多个良性的肿瘤，进一步突变才发展为恶性肿瘤，全部过程需要10-20年或更长时间。

因此，癌症是一种典型的老年性疾病，它涉及一系列的原癌基因与肿瘤抑制基因的致癌突变的累积。

在某些癌症病例中，其生殖细胞中原癌基因或肿瘤抑制因子发生致癌突变，致使