生物《细胞衰老细胞分化》课件(中图版必修).ppt

细胞年轻 一. 细胞年轻的概念 1. 年轻(aging)：生物体的形态、结构和生理功能逐渐衰退的总现象。 有两层含义：一是其增殖分化的停止。二是其同时能够维持细胞的基本功能。;成年小鼠各类细胞的寿命;;二、细胞年轻的表现： 主要表现为对环境变化适应能力的降低和维持细胞内环境能力的降低。 （一）形态结构变化 1.细胞内水分削减：失去正常形态，代谢速率减慢。 2.细胞内色素沉积：脂褐质小体随年龄增加而增多。 3. 细胞膜的年轻变化：磷脂含量下降，膜变厚、流淌性下降、物质转运障碍。;4. 内膜系统的变化：内质网逐渐削减，高而基体囊泡肿胀、扁平囊泡断裂崩解，溶酶体功能减退、酶漏出细胞自溶。 5. 细胞中的线粒体随年龄增大数目削减、体积增大。 6.细胞核的年轻变化：核固缩，常染色质削减，染色加深，核质比减小。 （二）功能变化 1.染色质转录活性下降。 2、蛋白质合成下降，酶活性转变。 ;细胞在体内条件下年轻;三、细胞年轻的特征： 1、普遍性 2、内生性 3、渐进性 4、累积性 5、危害性 ;三. 细胞年轻的学说 1、细胞磨损学说 1）错误成灾学说 差误成灾学说是由Orgel明确提出的，认为在DNA复制，转录和翻译中发生误差，这种误差可以不断扩大，造成细胞年轻、死亡。如DNA转录mRNA的过程发生微小的差异，带有该微小差异的mRNA会翻译出进一步偏离的蛋白质，该蛋白质如果属于DNA聚合酶会合成差异程度更大的DNA，这样的差错经过每一次信息传递都扩大一些，形成恶性循环，使细胞内积累很多差错分子造成灾难，细胞正常功能不能发挥，致使细胞年轻、死亡。 ;2）自由基学说： 正常代谢反应的中间产物每含自由基，对细胞会造成不行逆的损伤，如脂类的过氧化与大分子的交联，其后果是使胞内酶失活，以及象脂褐质一类的惰性物质在胞内沉积。此说虽然无直接证据，但以抗氧化剂或自由基净化剂饲喂小鼠可延长寿命，或抑制脂褐质的形成。此外，抗氧化剂还有加强机体免疫反应，抑制肿瘤及自体免疫疾病等作用，都从侧面为此说供应了间接的证据，然而也有一些反面的实验结果。 ;3）大分子交联学说 该学说由Bjorksten??1963年提出的，后经Verzar加以进展。其主要论点是：机体中蛋白质，核酸等大分子可以通过共价交叉结合，形成巨大分子。这些巨大分子难以酶解，积累在细胞内，干扰细胞的正常功能。这种交联反应可发生于细胞核DNA上，也可以发生在细胞外的蛋白胶原纤维中。目前有一些证据支持交联学说。皮肤胶原的可提取性以及胶原酶对其消化作用随增龄降低，而其热稳定性和抗张强度则随年龄的增高而增强了；大鼠尾腱上的条纹数目及所具备的热收缩力随年龄的增高而增加，溶解度却随年龄增高而降低。这些结果表明，在年老时胶原的多肽链发生了交联，并日益增多。该学说与自由基学说有类似之处，亦不能说明年轻发生的根本机制。 ;2、遗传程序假说： 1)年轻基因学说 首先报道诱导永生细胞衰狡猾验的是Sugawara等人，用正常细胞和永生仓鼠细胞融合后，消灭年轻表现。将人1号染色体导入永生仓鼠细胞则细胞消灭年轻迹象。Sugawara等认为1号染色体上携有仓鼠永生细胞系的年轻基因。有人说细胞年轻是被激活的或在细胞增殖后期作用显著的基因掌握的结果，由此认同了年轻基因的存在，缺失这些基因使细胞发生永生化。正常细胞和肿瘤细胞杂交后，杂交细胞表现年轻，说明白正常细胞能够弥补肿瘤细胞在年轻程序中的缺陷。人们发现使细胞年轻的染色体似乎也有特异性，如对于同一种细胞导入2号染色体，细胞消灭年轻表现，导入3、6、7、9、11或12号染色体细胞仍能连续生长，也没有形态的转变。? ? 导入染色体可以使细胞从永生向年轻转变，不能就认为其上肯定携有年轻基因，任何引起细胞功能下降的因素都可以导致年轻。从进化上讲，多细胞生物也没有必要强制性存在年轻基因。;2）基因阻遏平衡论 于1992年由吕占军教授提出，以后又作了部分补充。严格说该学说属于一种生命学说，因其不仅解释年轻也解释肿瘤和分化。该学说同时考虑到年轻、分化和肿瘤现象，考虑到基因结构及组成，生物进化等多方面的问题，但其中的很多论点和直接实验依据尚在进一步地验证和供应过程中。 ;3、端粒学说端粒学说由Olovnikov提出，认为细胞在每次分裂过程中都会由于DNA聚合酶功能障碍而不能完全复制它们的染色体，因此最后复制DNA序列可能会丢失，最终造成细胞年轻死亡。? ? 端粒是真核生物染色体末端由很多简洁重复序列和相关蛋白组成的复合结构，具有维持染色体结构完整性和解决其末端复制难题的作用。端粒酶是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质组成，是以自身RNA为模板，合成端粒重复序列，加到新合成DNA链末端。在人体内端粒酶消灭在大多数的胚胎组织、生殖细胞、炎性细胞、更新组织的