第五节发育与分化的机制
第五节 发育与分化的机制
多细胞有机体的发育一般始于单个细胞,即看上去匀 质的受精卵。 个体发育时,简单的、无定型的物质逐渐多样化,自 发地形成有机体 雄性生殖细胞中的遗传信息和卵细胞内携带信息的结 构赋予有机体自我复制的能力, ·然而,来自雌雄生殖细胞的DNA信息含量显然无法储 存建造有机体高度复杂的结构的全部蓝图, ·例如,人脑的突触连接就有1018-1024之多 大大超过了人类基因组1012碱基对的数量 现代发育生物学认为, 动物的发育与分化的调控 是通过基因表达的时空顺序以及细胞间的相互作 用来实现的
• 多细胞有机体的发育一般始于单个细胞，即看上去匀 质的受精卵。 • 个体发育时，简单的、无定型的物质逐渐多样化，自 发地形成有机体。 • 雄性生殖细胞中的遗传信息和卵细胞内携带信息的结 构赋予有机体自我复制的能力， • 然而，来自雌雄生殖细胞的DNA信息含量显然无法储 存建造有机体高度复杂的结构的全部蓝图， • 例如，人脑的突触连接就有1018－1024之多， • 大大超过了人类基因组1012碱基对的数量。 • 现代发育生物学认为， • 动物的发育与分化的调控 • ——是通过基因表达的时空顺序以及细胞间的相互作 用来实现的
卵裂的精确调控 卵裂类型难以置信的复杂情况下,却存 在着功能和机制的单一性。 在所有情况下,核分裂与胞质分裂必须 协调,卵裂成多个细胞区。 通过卵裂,核质比例恢复正常,发育的 重要信息被集中到不同细胞区域中。 对大多数动物而言: 1、母型调控;2、合子型调控
一、卵裂的精确调控 • 卵裂类型难以置信的复杂情况下，却存 在着功能和机制的单一性。 • 在所有情况下，核分裂与胞质分裂必须 协调，卵裂成多个细胞区。 • 通过卵裂，核质比例恢复正常，发育的 重要信息被集中到不同细胞区域中。 • 对大多数动物而言： • 1、母型调控；2、合子型调控
母型调控 早期卵裂由源自卵母细胞的因子调控。 ·大多数动物种类中, ·受精后早胚细胞分裂的速度以及各卵裂球所处 的位置 都是由贮存在卵内的母型 mRNAS、蛋白质 所控制的。 ·通过有丝分裂分配到卵裂球中的合子基因组, 在早期卵裂胚胎中并不起作用 即使用化学物质抑制转录,早胚也能正常 发育
母型调控 早期卵裂由源自卵母细胞的因子调控。 • 大多数动物种类中， • 受精后早胚细胞分裂的速度以及各卵裂球所处 的位置 • ——都是由贮存在卵内的母型mRNAs、蛋白质 所控制的。 • 通过有丝分裂分配到卵裂球中的合子基因组， 在早期卵裂胚胎中并不起作用 • ——即使用化学物质抑制转录，早胚也能正常 发育
合子型调控 晚期卵裂由合子基因组表达产物调控 直到卵裂较晚的时期, ·早胚才大量转录合成 mRNAs,实现由母型向合 子型过渡的调控胚胎发育的机制 卵裂期细胞数目的增加速度与其它发育阶段相 比要快得多, (蛙受精卵:43h,37000个细胞 这种迅速分裂的结果导致核质比迅速增大 ·在多种生物的胚胎中, ·核质比值的成倍增大是决定某些基因定时开始 转录的因素:
合子型调控 晚期卵裂由合子基因组表达产物调控 • 直到卵裂较晚的时期， • 早胚才大量转录合成mRNAs，实现由母型向合 子型过渡的调控胚胎发育的机制。 • 卵裂期细胞数目的增加速度与其它发育阶段相 比要快得多， • （蛙受精卵：43h，37000个细胞） • 这种迅速分裂的结果导致核质比迅速增大。 • 在多种生物的胚胎中， • 核质比值的成倍增大是决定某些基因定时开始 转录的因素：