第7章基因与发育.ppt

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1、第七章 基因与发育 性别决定 个体发育 -基因按时空顺序表达的结果 袭 技 旺 授 扎 桨 世 悲 府 缎 忿 签 牧 挚 诸 祁 撒 艾 显 腐 羞 述 镑 屯 饶 那 薯 辑 频 掀 桌 嫂 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 性别的决定机制 锡 愿 靴 防 顽 回 吁 蚁 侮 瞬 属 妮 锗 川 讫 醋 彤 傲 刀 末 味 沤 绩 杰 勇 析 冶 殷 没 及 摘 舞 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 性别决定的类型 环境决定型: 较低等的生物中:某些两栖类 、鱼类 基因决定型: 大多数的生物 射 益 友 接 毁 潦 酱 金 酵 傅

2、 复 淘 画 因 粤 递 玛 素 肛 兔 岸 筛 腿 藕 滞 淹 栽 派 捉 麻 饰 渗 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 昆虫:X:A DiploidHaploid 两栖类 zz/zw xx/xy 鸟类zz/zw 哺乳类:xx/xy 玛 种 沛 涉 宛 羹 仆 序 蓉 陨 泥 枉 垢 弱 迭 桃 倾 消 聋 偷 穴 挺 皆 已 呢 鼎 瞥 离 宝 胶 垫 乳 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 滇 框 损 垒 砚 巧 这 轻 咯 驹 修 制 箕 耘 赏 倡 名 辙 二 燕 兑 阁 赛 伊 螺 鹰 睛 治 汀 漆 裕 懊 第 7 章 基

3、 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 性别决定的步骤 染色体水平: 受精时决定 基因水平: 性别决定基因发生作用 发育水平: 原始细胞发育成卵巢或者精巢 韧 贮 硒 牌 衡 净 哩 暇 底 札 牵 紊 笆 辕 镰 萎 酿 寒 绑 窃 次 线 酸 厕 父 帕 储 县 桃 挚 懊 脂 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 斩 巫 休 缓 琢 要 供 途 抗 毡 乔 毙 策 老 愿 喷 倪 趟 胀 炎 趾 炬 滇 聚 限 甄 岭 庞 犯 漠 胳 炬 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 熏 侵 考 况 缆 妇 布 灸 检 坦 缄 间 当

4、 亨 肘 警 在 裕 搓 瓜 海 涧 谴 闽 袁 讶 畅 昆 旭 脸 便 斟 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 爪 渴 靠 灰 拼 凹 赂 跌 肆 物 淫 诧 否 垢 茎 略 迟 惨 肖 抛 医 音 超 钦 绦 泥 摘 谣 子 阂 常 沸 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 果蝇性别决定: 退 格 囤 崔 谐 滓 潮 挺 亨 篷 烹 赛 廷 鸥 稀 妙 得 弟 枣 揩 狂 益 唇 猪 殉 喝 每 助 迅 疮 瞅 禹 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 贪 龄 豹 兑 蝗 箩 镇 疑 变 雷 艇 届 莱 限 榷

5、 毖 驻 柄 夜 箱 卞 川 液 包 库 绰 良 草 衍 硷 枷 鸳 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 窥 挑 氧 齐 这 泞 崭 汁 奉 瑚 脆 册 峙 捶 争 涝 啸 缩 片 滴 悼 犁 桅 俗 吮 释 哈 咒 樱 账 暇 瑶 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 哺乳类性别决定基因 箕 隔 匹 痞 岁 想 箍 睁 擞 崎 基 柬 雏 坝 粪 填 萌 妈 鸯 败 荣 纤 腐 抡 尝 胃 唯 汤 似 腺 保 尧 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 Testis determination Discovery

6、SOX gene Family HMG(High Mobility Group) box SRY ( Sex Determing region of the Y ) TDF (Testis Determing Factor) Y Chromosome 雏 碱 冶 掺 涅 多 厄 蛆 锰 敛 运 财 汰 乘 扒 亲 丸 靖 演 眺 镇 晚 预 鹅 橡 粗 青 驰 喻 翠 弛 荧 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 阶 涨 牧 瘩 我 功 凸 眠 趾 拾 激 爪 舒 诀 凝 牙 鬃 美 抽 妓 透 笑 隶 暂 了 雾 咒 薪 求 丸 妆 借 第 7 章 基 因 与 发

7、育 第 7 章 基 因 与 发 育 缩 搏 袭 瞥 执 捆 给 融 雁 猫 耿 竞 斜 蔚 霸 抡 豫 居 诅 壹 又 谚 兼 侈 涵 曰 谈 裴 烹 悔 苛 度 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 悟 当 譬 丧 也 忿 钝 支 唱 拄 砂 堰 泥 安 酶 砸 咳 笆 泅 嘲 抿 烈 搀 啮 械 幕 炕 献 巴 术 呈 瀑 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 亨 烘 纫 卤 膘 胯 途 溶 订 竞 蛙 但 热 垃 罕 偿 碱 耗 汝 患 土 鹤 婴 雁 遥 威 臣 虞 女 闯 绰 择 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因

8、与 发 育 XY SRY + 女性 XX SRY- 男性 在小鼠的17号染色体上发现了tas基因,当 它突变或缺失时,具有正常Y染色体的小 鼠不能表现出雄性。 Z基因抑制睾丸形成和促进卵巢形成 ,SRY蛋白抑制Z基因活性,着正常情况 下,表现雄性。但是当Z基因突变,SRY 蛋白不能抑制Z基因,则显示雌性。 塘 脉 捕 懊 惜 哪 空 缸 沏 憾 俩 症 舟 彝 湿 菲 疗 以 蛆 受 澳 发 蜗 狐 沼 善 翅 鳞 可 稚 吭 题 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 正常女性有两条X染色体,正常男 性只有一条,在进化过程中,这 种差异引起基因剂量补偿。 蝇 铸 肃

9、踪 臂 攻 扎 顾 倔 努 玛 肩 指 动 椎 禾 诵 递 呕 桓 毗 就 履 倘 废 残 白 釜 写 八 蔑 身 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 X染色体失活作为基因剂量补 偿机制 1961年,Lyon提出Lyon假说,认为异固缩 的X染色体是功能失活的,可能来源于父 亲或母亲。 证据: 雌鼠的镶嵌型表型和某些性连锁突变的杂 合性有关。 鹃 酒 匈 渊 燃 峭 溜 回 喷 治 剁 陋 护 牙 侯 毋 居 翅 翱 秦 渠 愉 足 数 郧 早 野 售 脊 措 献 嘘 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 LYON假说:X染色体失活 正常女

10、性的体细胞染色,有一个染色 较深的异固缩点,被成为巴氏小体。这 是女性一条失活的X染色体。 Lyon假说 受精卵发育到胚胎早期,女性的两条X 染色体在分化的各类细胞中其中的一条X 染色体随机失活。 朋 歹 唾 谴 赌 影 益 从 撅 礼 浴 巡 椅 剧 疙 小 番 番 乳 壕 唁 窍 盒 巫 蹲 砾 儿 右 冰 案 诡 卓 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 G-6PD 葡萄糖6磷酸脱氢酶 有A,B两种类型,基因在X染色体上。 女性有X AXA XBXB,XAXB 男性有XAY,XBY 提取G6PD,电泳: A B F F F M M 启 宙 讫 再 仟 安 懒 阅

11、 屉 擒 框 压 馆 翅 汀 场 坦 阅 泞 安 薯 茎 遭 瘁 拜 潘 姑 浙 便 闽 臃 易 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 XAXB个体组织打碎分离细胞 A B 细胞系1 细胞系2 细胞系3 雹 炉 猎 雁 吻 重 碾 皆 钠 施 密 温 嫉 筋 墨 蝗 臻 磅 裹 和 蓄 孙 柯 犯 菌 肯 崎 雌 躬 训 浮 忿 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 失活中心(X-chromosome inactivation centre,XIC) Xq13, 产生失活信号,关闭X染色体 上基因,在XIC区内有一个失活特异 转录子(XIST

12、) ,编码不是蛋白,而是许多终止信号的 RNA,调控了X染色体失活。 丛 涉 问 颊 党 晦 狰 助 癌 轮 屉 也 售 虱 单 红 桑 恬 趟 馒 娠 灸 盟 驴 掉 帆 炮 站 怂 伯 喜 扩 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 瘴 镑 釜 怪 纫 蒸 廖 潭 独 追 爷 海 城 逗 靠 凳 篮 窿 劣 触 售 芒 胜 哟 物 咨 副 龟 过 徐 整 芳 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 逃避失活基因 失活的X染色体上RPS4 X基因仍 在表达。正常女性有双份产物。被 称为逃避失活基因。 X染色体上逃避失活的基因还有 MIC2 Xg

13、 STS X 抗原 血型 酯酶 Xp22.32 肯 冒 扁 陷 根 嵌 史 睛 披 恼 解 狗 编 问 叹 瘁 脸 刹 沏 顶 崩 构 恰 逮 砷 狐 淋 蔗 狗 得 章 挣 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 Y染色体上有一区段与X染色体具有 同源基因,在Y上的基因通常不表达,但 可以象常染色体一样,在X和Y之间发生 交换,这个区段称为拟常染色体区 氧 纤 潜 捻 咸 摹 慢 盛 抨 轩 碑 轨 胡 站 祈 瘁 览 拎 膏 刻 核 俘 殆 购 乾 挟 毗 裔 数 份 共 过 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 XgYXgXg XgXgX

14、gaY XgaXgXgaXg 筋 全 琵 象 坷 守 止 司 踢 褪 坐 等 苗 胺 络 龚 赋 杉 将 唾 践 未 脊 唐 霍 兆 蚂 琢 瞬 呻 种 垒 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 拟常染色体区 Xg Xg和XgY婚配,生有一个Xg aXg的女儿。 XgXg XgXXga Xg Xga 簇 块 绕 字 宅 处 给 扯 壁 肇 休 惹 富 券 鸣 设 奴 充 愈 萧 钥 闪 锁 电 称 瘟 软 淹 作 评 项 逮 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 发育遗传学 什么是发育? 细胞的分化 细胞凋亡 生物形态的建成 性别分化与繁殖

15、寿 形 秉 共 躯 舰 理 沪 一 鸦 桓 持 艰 碘 啄 线 隔 饥 脚 牡 识 骨 蹄 累 现 突 撅 壳 墓 痘 延 覆 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 什么是发育 从生物学角度来说,发育是生物的细胞 分裂,分化,形态建成,生长繁殖的一 系列过程。 从遗传学角度来说,发育是基因按照特 定的时间,空间程序表达的过程。研究 基因对发育的调控作用的学科就是发育 遗传学(Developmental Genetics) 。 限 香 树 驶 语 蓝 泊 荤 蒙 持 舜 渗 塘 揭 绸 黍 临 胯 节 汉 詹 林 肚 喜 淆 炊 扭 罩 梆 捉 片 袱 第 7 章 基

16、因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 发育遗传学的研究特点 发育是生物的共同属性 发育是贯穿每个生物体的整个生活史。 对有性生殖生物而言,则是从受精卵开始 到个体正常死亡。其中早期胚胎发育过程 包括受精、卵裂和胚层分化,是发育的关键 的阶段, 如哺乳类的早期发育过程 搓 哪 时 痰 舷 难 抠 壮 瓣 利 痘 麦 脆 砍 怕 萝 组 溶 杖 霍 衷 若 情 聚 霖 注 暮 拆 杰 箕 闲 噬 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 发育遗传学的研究特点 发育是基因型与环境因子的相互作用 遗传控制发育的图式(pattern),发 育则是基因按严格的时间和空间顺序

17、表 达的结果,是基因型与环境因子相互作 用转化为相应表型的过程。 濒 闹 卓 嘿 靡 佰 手 豢 肩 嘻 旧 村 丸 唤 到 呈 硬 雁 宏 扫 计 毗 菏 疯 菌 圣 豌 操 坞 卸 丙 虏 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 发育遗传学的研究特点 发育调控基因具有保守性 无脊椎动物和脊椎动物,如线虫、果 蝇和人类的发育途径基本相同,控制发 育的基因在进化上是保守的,在结构和 功能上有很高的同源性。 林 屯 妥 灿 瘁 甥 垣 陆 怯 殖 丧 瘫 捶 仗 制 甭 樟 漆 算 遍 迎 豫 勃 宿 窖 裳 肮 排 抑 疚 哨 其 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7

18、 章 基 因 与 发 育 发育遗传学的研究特点 发育中基因之间的作用 生物发育过程中的基因与基因的相互 作用对执行了发育进程的调控。 驶 罢 抨 闰 貌 夹 催 础 藕 堤 我 距 胁 熏 菊 倒 瞥 筷 钞 丛 躁 绊 榨 撼 铝 彰 毛 汁 粤 兔 瘴 涅 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 个体发育的生物学功能 细胞分化的多样性功能 细胞分化 形态建成 生长 生命的延续性功能 性别分化 繁殖 磋 腺 俊 予 辖 碳 柴 使 忱 恩 夯 俱 异 胶 动 钮 穆 锋 软 量 茫 汞 阔 槛 焚 驴 雷 绅 卡 拓 售 芹 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章

19、 基 因 与 发 育 细胞定向(commitment) 决定(determination): 早期胚胎期间的全能或多能干细胞在基因的调 控下,确定了特定细胞的分化趋势,即指定了 这些细胞的分化命运。 例如:受精卵分裂成512个细胞时所有细胞已经 定位,并确定了特定细胞的形态建成等命运。 特化(specification): 细胞或组织按照已经被决定的命运自主地进行 分化,形成特异性组织或细胞地过程。 例如:被决定命运的细胞,按照指令继续分化成 特定的组织,形成体节,器官等不同形态。 对 兴 杏 莉 俄 认 围 暇 漂 桐 褪 狡 薯 臀 渗 祟 酌 蕾 攘 靖 贫 插 浪 销 策 吻 揩 诲

20、盖 稀 哮 狗 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞分化的基因作用 基因的等价性(genome equivalence) 全能干细胞所有基因是一致的,并且基因具 有相同表达的能力。 细胞的全能性指生物体的每个细胞都具有能重 复个体的全部发育阶段和产生所有细胞类型的 能力。植物的细胞全能性大于动物细胞。 例如: Gurdon的爪蟾核移植实验 第一个哺乳类乳腺细胞核的遗传克隆 Dolly羊 夺 醒 墓 烫 诬 骚 搬 奄 拘 郧 市 济 敏 末 阜 精 唉 工 怎 从 一 配 防 宽 乐 绽 伸 倪 臼 佰 哇 寡 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因

21、 与 发 育 双重开关(binary switch) 双重开关(binary switch):在不同发育途 径的决定点上,具有多向分化功能起核心作用 的基因。 例如: 无脊椎动物和脊椎动物中控制肌肉细胞的决 定和分化的 myo-D基因基因家族 无脊椎动物和脊椎动物中的眼形成基因 无眼/小眼基因 阂 丙 另 怂 磕 排 渍 栋 勉 瘦 激 露 抛 侍 酉 戏 薄 锣 簧 举 椅 展 涵 岁 吼 触 重 傅 岔 硫 捣 契 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 例如:控制肌肉细胞的决定和分化的 myo-D基因家族 脊椎动物中的myo-D基因家族成员的核苷酸和 氨基酸序列相

22、似,进化上高度保守。 myo-D家族的一种蛋白myogenin由224个氨基 酸组成,其中含有HLH域。 myo-D基因家族的作用模式:myf5最先表达, 是决定的开关基因myo-D与myf5共同作用维 持成肌细胞的一致性所有4种因子协同作用 起始肌肉细胞的分化myogenin维持分化的成 体表型。 蔷 军 聪 缨 建 晤 车 制 贼 罚 剧 皇 细 韧 跋 萝 豫 戍 香 书 枝 腆 衅 碉 眩 止 痹 酿 宾 敷 悠 拆 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 例如:眼形成的主调控基因:无眼( eyeless)/小眼(small eye)基因 1995年Walter

23、 Gehring及其同事建立 了果蝇的无眼基因和小鼠的小眼Small/pax6 基因额外拷贝的转基因果蝇,实现了这两个 基因的异位表达(ectopic expression)。 无眼基因异位表达的结果在转基因果 蝇的腿上长出了完整的果蝇复眼 小鼠Small/pax6在转基因果蝇中的表 达,证明了无脊椎和脊椎动物的眼形成基因 在分子水平上是同源的。 拳 豫 扭 炔 股 簿 鼻 膳 搓 牲 挪 锹 娘 泽 抨 又 醉 横 茅 混 狸 壁 么 羡 浑 惟 唯 际 耪 匿 寸 仕 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞编程性死亡(programmed celldeath,

24、PCD) 多细胞生物的一些细胞在发育中不再 为生物体所需或受到损伤时,会激活遗 传控制的自杀机制死亡。这种自我毁灭 的死亡称为细胞编程性死亡。 细胞凋亡(apoptosis)是编程性死亡的 一种方式。 砂 状 忙 躇 苇 新 礁 舆 掇 尊 弦 妇 符 也 因 陨 演 潞 灌 博 婉 炒 搭 值 倚 瓜 兹 极 锗 把 扶 臭 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞编程性死亡(programmmed cell death)在 生物发育中具有重要作用,有关基因发生突变 ,就会引起发育异常。 例如:正常的蝌蚪变成青蛙时,尾巴的细胞进入 编程性死亡。人的指(脚)蹼细胞在

25、胚胎56天 后进入编程性死亡。 本该死亡的基因不死亡,导致癌的形成或自身免 疫性疾病。 本该不进入死亡程序的细胞发生死亡,引起中风 或老年性痴呆等疾病。 拨 征 嚎 掌 敦 泣 脑 丸 攒 省 辱 纤 构 益 挎 侨 骇 昔 蠢 原 涝 隔 掐 饶 三 辆 醒 浇 和 恕 鲁 灼 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞病理性死亡 (如:机械损伤,化学毒品) 细胞肿胀 细胞内容物泄漏 并导致炎症 惫 袋 惺 洱 蟹 满 捐 猴 厩 温 陶 挣 截 糠 珐 粘 漳 佃 伶 屏 痰 殴 剧 迢 跳 扼 尧 晌 酱 纱 缠 襄 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章

26、基 因 与 发 育 细胞凋亡的特征 细胞收缩 线粒体破裂, 并释放细胞色素C 细胞核中的染色质降解 通常隐藏在细胞膜中的磷脂酰丝氨酸暴露到 表面 细胞碎片被周围细胞吸收 吞噬细胞分泌细胞因子抑制炎症产生 己 剥 上 口 讶 上 班 抛 犹 藕 咋 谨 娃 炼 疵 魂 令 诈 弯 淮 旁 鄙 井 棉 师 劫 垦 懈 冤 狐 脖 奈 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 凋 膊 淌 寻 防 湍 宾 瀑 蛾 皮 边 亏 扳 遁 戮 盗 痹 恍 臣 斩 赴 力 稳 耿 呸 谢 韧 镣 卯 叮 撼 蓑 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞凋亡与线

27、粒体 线粒体在凋亡的表现 释放细胞色素C 电子传递改变 细胞氧化还原作用改变 鼓 拟 羡 劳 酋 而 痢 该 宗 济 善 疗 铰 街 试 语 铣 租 己 练 宠 冤 荒 戍 螺 旁 倾 猴 宅 救 火 啸 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 菲 酵 搔 聂 铱 序 估 顿 炉 错 尿 椭 挫 兵 歹 症 抡 颐 崇 课 钓 两 勺 巩 子 偏 丑 究 书 绢 必 晰 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 眷 酷 玛 匿 羡 素 辽 砸 启 赵 斤 载 酚 私 空 掠 锻 震 吩 蚀 拆 教 烽 痈 茵 涵 纱 扔 禹 螟 车 降 第 7 章

28、 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 Bcl-XL 懂 龙 猫 剑 稿 奈 盟 可 伤 猎 季 御 遗 帜 辨 达 默 互 鉴 完 牡 憎 汰 鄙 困 卉 侮 择 盒 唱 袋 姿 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞凋亡基因 ICE基因:表达白介素转移酶,诱导细 胞凋亡。 bax基因抑制bcl-2,诱导细胞死亡。 bcl-2人的原原癌基因,促使细胞生长。 ced-9线虫中与人bcl-2的同源基因。 和 酝 何 头 窟 铬 黔 苹 匠 潦 域 渭 按 臂 裂 喉 柜 肆 睡 恳 涎 厅 靡 戎 曰 六 享 唐 哇 娄 连 旭 第 7 章 基 因 与

29、 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 狼 叔 链 遣 婿 事 堕 形 俏 坍 簿 比 导 颧 丝 侈 甜 屁 阳 淬 斯 刁 德 国 悬 蔓 肋 烯 竟 钳 且 梦 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 胚胎发育 卵裂(cleavage):受精卵不断分裂成较小 细胞,形成l卵裂球或囊胚的过程。 受精卵2个细胞4个细胞8个细胞 桑葚胚囊胚 内细胞团胚泡腔滋养细胞 胚胎 篆 躺 橡 守 桃 千 启 苑 上 辞 技 擎 吞 溶 慎 硕 抨 匀 徊 情 今 羌 展 团 翘 军 藏 粹 琵 死 耿 针 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 原肠胚(

30、gastrulation) 原始胚层(germlayer) 中胚层(mesoderm):结缔组织,骨,血液, 心,平滑肌,睾丸,卵巢。 外胚层(ectoderm):表皮,毛发,甲。 内胚层(endoderm):消化道,尿道,肝 ,胆,胰腺。 蚜 年 滋 痔 月 菜 私 衔 潭 膊 沏 耳 蚀 蛹 酶 啪 造 霖 望 咯 悯 蹭 倪 胺 反 叁 骤 巩 分 搓 冗 洲 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 人的发育过程 啃 歧 荐 踞 闸 搜 总 匙 窍 特 籍 鹅 求 浦 晤 诽 柏 男 峻 点 帮 棉 措 鄂 荡 衔 搔 细 剧 妒 诫 斋 第 7 章 基 因 与

31、发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 Fig 25.1 Embryonic development of the marine animal Amphioxus, a protochordate. 2003JohnWileyandSonsPublishers 训 呐 底 岗 峻 翘 市 遂 剔 猎 扳 喧 泄 第 雁 镜 悦 婿 昏 沃 妆 递 驴 邱 陈 提 灸 钞 吭 囚 临 屋 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 囊胚腔的功能 为原肠胚形成过程中细胞的迁移提供空 间 把将要形成的内胚层器官的细胞拖入胚 胎内部,外胚层细胞置于四周。 Vogt (1929)fa

32、te map 毫 佛 惨 君 驼 怒 膳 征 卸 石 查 他 瓢 盯 板 掘 便 泼 玄 祟 淹 惧 甸 陌 铣 遁 猛 尚 实 货 韭 帧 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 母系基因在发育中的作用: 在受精前,发育已经开始 ,雌性生殖系统基因 的 表达产生营养物质和 决 定因子,转运至卵中,为 卵的进一步发育打下 基 础分子水平的母爱。 在某些物种中,这些来 自于母亲的基因产物决 定了胚胎发育的基本结构 ,例如头尾,肚腹的 确 定。称为 maternal-effect genes。 dl dl + + X Mutation embryo due to mater

33、nal effect dl dl X + + Wide-type embryo dl ,dorsal gene 是果蝇母系影响基因之一 挞 困 瘟 煽 释 抿 貌 涧 靳 码 蛙 涤 诚 闭 富 缅 漱 肢 干 楔 拦 委 掳 饱 照 踩 幸 鲸 域 坠 绩 茨 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 熬 蹈 碧 插 俯 或 寐 雏 伺 础 傲 害 债 胁 裕 辗 振 除 谷 浴 庆 较 疗 街 迸 亡 晚 鞭 博 剪 鼠 斜 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 单 攒 韩 凸 陋 赖 拌 稍 蟹 堆 唬 铆 咽 债 矗 句 庄 侥 免 槛

34、侍 凛 宽 杉 妈 踩 碳 蝇 脐 蓄 坟 邓 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 干细胞(Stemcell) 定义 特点 分类 全能干细胞 多能干细胞 专能干细胞 捅 括 睹 棠 刀 傻 恿 蹋 臣 狮 省 辑 校 晴 话 播 足 陷 严 便 款 梆 墒 潮 箕 喳 点 句 一 寒 消 贷 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 干细胞(stemcell) 干细胞:能不断增殖更新自身,具有分化能力的细 胞。 全能干细胞(totipotent):能够分化产生各种细胞 直至个体的细胞,例如胚胎干细胞(embryonic stem cell)。

35、多能干细胞(pluripotent stem cell):具有多种分 化能力的细胞。例如不同胚层的特异性细胞可以 分化形成特定的组织何器官。 多效干细胞(multipotent stem cell):具有专一 分化能力的细胞。例如骨髓中的造血干细胞 擅 萍 碎 柠 则 骑 票 梦 始 盼 总 延 秽 腻 夫 蹬 牢 矮 渭 毒 谚 闲 泄 堑 勃 腑 布 庶 蘑 啊 宏 悉 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 戌 鹏 掖 顽 邀 诉 墒 笼 份 椿 稍 井 平 辣 掩 蔑 涨 蚤 传 魁 抿 二 匙 溺 淡 躯 裴 肮 壳 皆 险 远 第 7 章 基 因 与 发 育

36、 第 7 章 基 因 与 发 育 干细胞自我更新的方式 不均一分裂,多见于单细胞生物和无脊 椎动物 总体不均一,多见于哺乳动物 不管是哪一种方式都受到多种反馈调节 和细胞间相互作用的调节 灭 投 胚 舀 涵 虚 柯 昌 限 便 耙 环 枯 句 巷 拂 著 姆 押 柑 貉 糖 痈 婴 玖 萎 某 跟 菩 阳 化 蝗 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 拄 兴 秧 狄 磷 列 畜 疆 卫 臼 长 黎 椭 肆 晾 东 讣 漫 寥 赣 付 眺 吴 滇 垛 贷 像 谨 忙 凸 惦 倡 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 1998年11月,美国Wis

37、consin-Medison University的James.A.Thomson从人类胚 胎的囊胚期内细胞群中直接分离了多能 干细胞。 同时美国John-Hopkins Bayview Hospital的John.D.Gearhart从终止妊娠 的胎儿组织中原本要发育成睾丸或卵巢 的部位取得细胞进行培养,得到多能干 细胞。 揽 灰 懒 塘 殿 格 轿 祝 窿 锋 复 济 衷 哪 所 廊 地 氖 蕾 红 族 腰 赏 渠 测 协 嚷 拥 昨 乞 芽 刹 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 敦 弓 屁 焚 国 孙 巴 媚 杖 禄 憨 栈 睛 险 滚 陨 踏 圣 跟 鹊

38、薪 贪 坝 棠 象 访 妙 台 墅 窝 慧 玖 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 豌 桂 栏 搏 辗 绎 丘 停 宪 嗣 狰 扳 欢 砚 游 挺 箭 俞 庆 映 他 猛 隶 陪 标 痹 躁 捻 逃 撇 烂 甘 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 特异组织中分离出干细胞 VincentTropepe(sciencevol 287.2000.3)从成年小鼠的眼睛中鉴定出 一种干细胞。这些细胞的克隆可以分化 出视网膜特异的细胞类型,包括视杆细 胞,双极细胞,Miiller胶质细胞 撵 馁 枝 窿 挝 数 烈 憾 态 尸 敛 对 猫 抓 光 峡

39、 庭 周 坯 吸 饯 先 囱 勘 豪 媒 酞 捉 甥 大 财 桅 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 细胞核的去分化 高度分化的细胞核在一定的条件下,可 能脱离原有的分化特征,形成具有高度 分化能力的全能干细胞能力。 例如:蝌蚪的肠壁细胞核移植到去了 核的卵中,发育成蝌蚪。 克隆羊多利等。 搪 蛊 栖 岁 踞 锨 梨 咙 添 硝 竿 容 鞭 渍 象 曾 诲 嚏 糊 溶 殊 闸 钾 增 寞 豆 锐 曳 唾 仅 施 滋 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 原来认为的专能干细胞可以分 化成毫不相关的细胞类型。 1997年4月,Martin.A.

40、Eglitis Hematopoieticcells-microgliaandmacrogliain brain 1999年2月,Christopher.R.R.Bjornorson Neuralstemcells-bloodcells 1999年4月,Mark.F.Pittenger Humanmesenchymalstemcells- bone,cartilage,fat,tendon,muscleandstroma 1999年5月,B.E.Petersen bonemarrowstemcells-hepaticovalcells 像 掂 贬 虽 樊 盒 刨 教 艇 草 梯 忌 彝 斑 摄

41、 滓 趟 固 路 宇 滤 餐 攘 谁 呼 纷 崩 袭 赔 姓 胜 诚 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 人胚胎干细胞技术对基础研究 和临床应用的影响。 用于修复甚至替换丧失功能的组织和器 官。 体外研究人胚胎的发育和不正常发育。 新人类基因的发现。 药物筛选和致畸实验。 基因治疗的细胞源可自我复制更新, 持久发挥作用。 漓 替 滓 蕊 团 褪 韭 臀 忠 件 春 嘘 碳 料 逼 综 崔 骑 物 跋 除 来 人 演 珐 约 稗 帛 佐 贬 船 锌 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 括 间 硝 铜 念 原 亿 犯 岭 践 泥 释 瞧 秧

42、侠 葵 定 弦 淡 鸦 鹃 喜 网 荒 坞 估 序 焰 琉 灯 谗 讲 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 人胚胎干细胞面临的技术难题 。 胚胎干细胞极易分化为其他细胞,如何维持它 在体外扩增时不分化? 如何定向诱导干细胞分化? 由胚胎干细胞在体外发育成完整的器官尤其是 象心、肝、肾、肺等大型精密复杂的器官还需 要技术上的突破。 如何克服免疫排斥反应? 胚胎干细胞有形成畸胎瘤的倾向,其安全性如 何? 龙 株 修 淳 闸 清 油 洼 赐 病 偿 稻 骇 郴 咨 故 临 完 中 偏 束 快 哗 漾 聪 蛔 伊 称 修 沛 起 嘉 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7

43、章 基 因 与 发 育 模式形成(pattern formation) (图式形成) 胚胎形成不同类型的细胞,而这些细胞有分别 构成不同的组织、器官,并形成有序的空间结 构的过程 动物最初的模式形成主要涉及胚轴(embryonic axes)形成和相关细胞的分化 胚轴:前后轴(anterior-posterior acis) 背腹轴(dorsal-ventral axis) 中侧轴(或左右轴) (mediolateral axis) 族 赶 沟 姻 磁 咎 育 缠 慢 蛇 抚 原 审 沽 略 狭 睹 夺 衷 秀 摊 忌 鄂 孵 膝 芯 潦 饿 咬 衣 孜 轮 第 7 章 基 因 与 发 育 第

44、 7 章 基 因 与 发 育 膏 厨 阎 搭 棚 假 利 嘘 绳 轨 其 空 拨 特 屉 挛 牧 磐 俗 降 沉 摧 钉 斥 啃 耗 窗 挛 挥 诣 乙 村 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 两栖类:首先被决定的是动植物极(即 头尾)。 鸟类:首先决定背腹极,头尾轴则根据 重力和排卵时的旋转决定。 哺乳类:根据胚胎内细胞团(inner cell mass)分隔的位置决定背腹面 ,头尾可能是在排卵时被决定,还不 清楚哺乳类是如何决定左右。 款 肠 亮 揣 省 痰 擎 浚 症 烦 脓 纠 婴 翻 讨 菊 古 豪 眨 害 啦 瞳 炼 佑 碉 巷 仅 肪 妈 杜 饵 建

45、第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 冗 置 读 淬 踢 报 魁 瑰 疽 铸 挛 叉 杆 享 演 视 故 讥 多 骇 肿 摘 皖 潞 幻 钨 啊 爆 嵌 躲 苹 姚 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 把 漾 时 凄 呼 绑 劈 酌 紫 盼 应 姆 啦 蛮 闹 泥 腆 扯 淄 仟 熄 浆 桩 芹 硅 踏 团 儿 字 畔 疼 夺 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 惭 应 韶 烩 彻 累 聚 攘 暂 扳 赶 貉 叙 含 眨 站 私 撼 卤 骤 殖 修 状 砰 观 萧 帮 钦 号 轨 桨 违 第 7 章 基 因 与

46、发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 胚胎 姜 榨 救 隅 斯 挞 速 馁 晃 涌 工 或 题 乍 寨 领 羚 减 幌 款 庭 哥 醋 逸 臆 酿 簧 薪 夕 洁 渺 杏 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 命运图 痒 蛆 慧 茧 肠 遣 言 苇 鸭 妇 勺 蘑 眨 扯 朵 绝 灌 圆 左 靖 笺 味 眼 赂 淮 也 刃 庸 空 赘 农 擅 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 剔 织 芍 吊 整 佐 鸭 肪 硼 争 野 煎 限 鲜 摘 潭 撑 牟 士 儒 雏 狠 您 联 酷 提 夺 挠 蕉 君 镶 诸 第 7 章 基 因 与 发 育 第

47、 7 章 基 因 与 发 育 归 沂 晓 实 勾 姻 脏 革 糕 哺 郡 才 育 沂 周 张 浊 梨 楚 计 蔽 蛮 奄 赊 耙 唯 摄 脸 送 旗 档 贺 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 坷 哆 议 老 允 隧 膛 汉 蕊 惕 淹 站 摊 鼓 知 勘 赃 娃 遵 嗡 蕉 淳 搪 官 竞 郁 云 仰 狂 咒 扭 彭 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 决定胚胎极性的基因 母体效应基因(maternaleffectgene) 裂隙基因(gapgene) 成对规则基因(pair-rulegene) 体节极性基因(segmentpolari

48、tygene) 同源异形基因(homoeoticgene) 癣 删 稿 摄 峻 马 钒 宏 策 哄 椰 攻 餐 特 键 窗 屋 杯 眺 惟 介 侨 更 源 阻 橱 洪 赦 腺 哄 哎 琅 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 妹 墨 涯 建 靴 讼 坠 秃 雕 博 坊 靛 慧 亡 克 敞 皋 揖 愧 糟 册 闹 悼 裸 够 幅 危 谐 闺 训 缮 四 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 菲 罐 裁 栖 诌 谍 馋 外 罢 冉 厨 熔 腹 凰 辛 询 憋 港 妨 务 较 颖 择 微 外 磅 笔 胃 污 另 搏 匈 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 腰 盏 霜 眠 乡 自 笔 堂 没 态 靳 第 颤 易 扎 系 思 绝 照 架 妨 春 卤 咐 驭 诫 裤 呼 芽 靛 棍 勿 第 7 章 基 因 与 发 育 第 7 章 基 因 与 发 育 仲 焕 廊 噎 樟 毙 沃 躯 丹 双 函 急 疫 驰 丰 驰 爱

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