分子遺傳學24發(fā)育與遺傳A

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1、第二十四章基因調(diào)控和細胞的分化發(fā)育在動物中有三種不同的模式形成：一種是完全程序化的。以秀麗隱桿線蟲（C.elegans）為代表第二種類型是無程序化，細胞的命運具有一定的隨機性，如哺乳動物。第三種類型屬于前二者之間，為半程序化。如果蠅的成蟲盤（disk）。模式形成的三種方式1）鑲嵌式發(fā)育例：線蟲（C.elegans)2)調(diào)節(jié)模式例：脊椎動物，如哺乳類3）半程序化（自主特異和條件特異相結(jié)合）例：果蠅的成蟲盤自主特異化條件特異化AEACEABCDEABCDE自主和條件特異化鑲嵌發(fā)育：調(diào)節(jié)發(fā)育：形成體原基分布圖ABCDEABCDE從分子水平來探討發(fā)育和分化的實質(zhì)其中

2、心是：（1）細胞分化是由什么觸發(fā)；（2）一個個體各種細胞所含的基因組都是相同的，為什么會分化為不同類型的細胞；（3）分化是否可逆？這些匯集到一點就是基因表達的調(diào)控和分化、發(fā)育的關(guān)系。第一節(jié)高等生物的細胞核是否有全能性一.植物細胞核的全能性二.兩棲動物的核移植1950年RobertBriggs和ThomasKing建立一種兩棲動物的核移植技術(shù)。他們還發(fā)現(xiàn)從蛙的囊胚（blastula）細胞中分離的核是保持著全能性。JohnGurdon用非洲爪蟾（Xenopuslaevis）進行實驗出現(xiàn)了完全不同的結(jié)果。植物的細胞培養(yǎng)用胡蘿的根尖細胞可培養(yǎng)出一株完整的胡蘿卜三、克隆

3、羊的誕生1996年7月IanWilmut克隆一頭名叫“多利”的小綿羊用一頭母羊乳腺的細胞核移植到另一頭母羊的去核卵細胞中，經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植到假孕母羊的子宮內(nèi)發(fā)育而成。實驗一共移植了247個卵，多利是其中唯一成功的一頭,可見難度是很大的。1.低血清培養(yǎng)（血清濃度由100%降低到0.5%)2.綿羊受精卵在第四次卵裂前核基因仍不表達。1997年英國蘇格蘭愛丁堡羅斯林研究所(RoslinInstitute)的Wilmut,I利用綿羊的乳腺細胞的細胞核成功地克隆了一只小羊“多利(Dolly)”。這是世界上第一例成年山羊體細胞克隆出的“元元”，但由于肺部發(fā)育缺陷，它只

4、存活了36小時零3分鐘，就因呼吸衰竭而死亡。這是在日本誕生的克隆牛，此是繼“多利”羊后，科學家利用成年動物體細胞成功克隆的又一動物。美國得克薩斯農(nóng)業(yè)和機械大學的科研人員于2001年9月成功地克隆了5只豬。美國科學家已連續(xù)培養(yǎng)出6代克隆鼠世界上第一只克隆猴“泰特拉”在美國俄勒岡靈長類動物中心誕生2002年2月21日《nature》報道美國得克薩斯農(nóng)業(yè)和機械大學獸醫(yī)學院的馬克?韋斯特霍欣等成功地克隆出了小貓“茜茜”茜茜的供體茜茜和她的代孕媽媽茜茜克隆羊的成功有著極重要的意義：（1）在理論上充分證明了動物的細胞核有著全能性，發(fā)育是可逆的，從而結(jié)束了幾十年來的爭論；（

5、2）建立了高等哺乳動物體細胞克隆的方法，為搶救頻臨滅絕的珍稀動物和大量繁殖優(yōu)良品種奠定了基礎(chǔ)；（3）引發(fā)了人們對克隆人這一敏感問題的廣泛注意。第二節(jié)線蟲（C.elegans）的發(fā)育模式C.elegans:體長僅1mm,生命周期僅3天。1.2n=12，2.基因組僅有8×107bp，約有13,500個基因。3.與原核相似，有25%左右的基因產(chǎn)生多順反子mRNA（PolycistronicmRNA）4.是其基因組中非重復序列達83%，E.coli為100%而高等的真核生物都在50%以下；5.大部分是XX型，為可以自體受精的兩性體（hermaphrodites）,XO

6、型為雄體(突變型,約占1/500)。C.elegans成體由959個細胞組成。第三節(jié)果蠅的早期發(fā)育一．卵子的發(fā)生濾泡細胞是體細胞，滋養(yǎng)細胞和卵母細胞是生殖細胞互連細胞（interconnectedcell），連接處稱胞質(zhì)橋（cytoplasmicbridges）或稱為環(huán)溝（ringcanals）濾泡細胞滋養(yǎng)細胞果蠅卵泡外表面含有一層濾泡細胞，它包圍在滋養(yǎng)細胞的四周，滋養(yǎng)細胞緊靠著卵母細胞。滋養(yǎng)細胞通過胞質(zhì)橋彼此相連，也和卵母細胞的兩側(cè)相通。濾泡細胞是體細胞，滋養(yǎng)細胞和卵母細胞是生殖細胞受精卵合胞體胚囊分裂1~8次細胞胚囊控制發(fā)育的三類基因：1、母體基因(mat

7、ernalgene)1)影響前-后極性的基因有bicoid(bcd)(兩頭尖)的前部群有nanos(nos)(侏儒)的后部群有torso(中段)和caudal的端部群2)影響背腹極性的基因dorsal(dal)和toll2、影響身體分節(jié)的基因1)合子基因(zygotic)2)副節(jié)(parasegments)3)裂缺基因(gapgene)將胚胎分成對應(yīng)于副體節(jié)的主要區(qū)域4)配對法則基因(pair-rulegenes)確定胚胎中的副體節(jié)5)體節(jié)極化基因(segmentpolaritygenes)負責副體節(jié)中細胞類型的特異化突變引起體節(jié)特定區(qū)域的缺失果蠅幼蟲和成蟲的

8、體節(jié)和副節(jié)3、影響體節(jié)一致性的基因--