发育生物学细胞分化的分子机制.pptVIP

在发育的不同阶段，不同基因处于不同的活性状态。 一个转录因子可以调控其它许多基因的活性，但其作用取决于多个因素： 靶基因是否含有其调控区； 其本身是否处于活化状态 (e.g., 是否磷酸化)； 其本身是否结合了其它调控因子。 调控区是否结合了其它的调控因子 基因活性状态的维持和传递决定于 调控蛋白和DNA的修饰 第三十一页，共八十七页。 基因表达活性模式的维持 A central feature of cell differentiation is that some genes are maintained in an active state, while others are repressed and inactive. genes encoding gene-regulatory proteins can affect the activity of several other genes: transcription factors can activate or repress the activity of genes by binding to their control regions. 第三十二页，共八十七页。 One way of keeping a gene active is for the gene products itself to act as the positive regulatory protein: positive feedback, eg. Muscle-cell differentiation, the product of the myoD gene acts as an activator of myoD expression. 维持细胞基因活性状态依赖调控因子的连续存在 第三十三页，共八十七页。 Chromatin that is packaged to a structure that cannot be transcribed is called heterochromatin Changes in the packing state of chromatin can be inherited through many cell divisions and can keep genes inactive, eg. X-chromosome inactivation- in female mammals, one of the two X chromosomes is inactivated and becomes highly condensed heterochromatin early in embryogenesis 基因活性状态与染色质的结构有关 第三十四页，共八十七页。 X-chromosome inactivation Inactive X-chromosome shows a different physical state from that in the active one, the Barr body in the interphase nucleus of a female human cell. 哺乳动物失活的X染色体在生殖细胞形成时才重新恢复活性状态，保持完整的遗传信息。 第三十五页，共八十七页。 基因活性状态与DNA的化学修饰有关 胞嘧啶C的甲基化修饰 CG岛（CG island）：基因组DNA中富含GC碱基的区域， 其中一些对称序列中的 5’-CG-3’ 二核苷酸的胞嘧啶（C） 常被甲基化修饰；与基因的失活有关。 DNA甲基化是一个动态过程，又是相对稳定的状态；受精 卵和早期胚胎细胞中甲基化程度低，随分化进程逐渐建立。 第三十六页，共八十七页。 Many cytosine bases occurring CG pairs in vertebrate DNA are methylated. When the DNA replicated, the new complementary strand lacks methylation but can be recognized by methylating enzyme 基因活性状态与DNA的化学修饰有关 第三十七页，共八十七页。 DNA甲基化 在DNA复制后，由甲基化酶将S-腺苷甲硫氨酸的甲基转移到胞嘧啶的5-C上完成对碱基的修饰，甲基化位置上可阻止转录因子与DNA结合。? 越是活跃的基因其甲基化程度越低，越不活跃的基因甲基化程度越高。在发育过程中，当某些基因表达完成后，DNA的甲基化可能参与了基因的关闭过程。 第三十八页，共