首页自然科学
   首页生物学
0


引物基因表达与个体遗传学/个体发生过程中基因表达的例子

Primer genske ekspresije v ontogenetskem razvoju / Examples of Gene Expression During Ontogenesis
课程网址: http://videolectures.net/bzid07_schrader_pgeor/  
主讲教师: Špela Schrader
开课单位: 美国国家生物研究所
开课时间: 2010-08-25
课程语种: 其它
中文简介:
动物是由各种形式的分化细胞构建的,这些细胞具有不同的功能,但它们都起源于一个受精卵细胞,并且都具有相同的遗传物质。多样性是由于基因的不同活性,这种活性是在胚胎和随后的个体发育过程中通过细胞核中的基因和细胞质中的蛋白质之间的持续“对话”而建立的。 卵细胞的受精补充了母体的遗传物质,并启动了发育新生命的迷人过程。在卵细胞的细胞质中,母亲准备开始发育所需的蛋白质和信息分子(mRNA),细胞核中的基因携带为新出现的生物体形成新蛋白质的指令。在发育过程中,受精卵细胞分裂。大多数分裂是不对称的,子细胞继承不同的作用指令,从而激活不同的基因。逐渐地,通过一系列遗传活性调节和进一步的细胞分裂,它们之间的生物化学多样性增加。细胞中有越来越多的特异性调节分子,限制了其进一步发展的可能途径,一直到分化的细胞。细胞还通过表面的受体接收来自环境的信号,从而进一步指导细胞的发育和分化。 甚至在受精卵细胞第一次正确分裂之前,葡萄柚中就形成了一种复杂的调控分子空间模式,受精卵细胞随后会根据其未来的命运,告诉每个形成的细胞胚胎的哪一部分位于哪个细胞中。形成了内胚层、中胚层和外胚层的胚胎层。前神经基因的表达决定了外胚层中神经外胚层的区域,该区域有可能发展成神经组织。神经外胚层细胞通过相互交流,选择那些后来真正发育成神经组织的细胞。这种选择遵循一系列常规的不对称分裂,导致形成确定的细胞类型。相关细胞的发育树中的相互通信提供了较低的错误可能性。当细胞的命运最终确定时,细胞就会分化。分化也是一个相互作用的过程,当来自环境的信号通过单个细胞中包含的受体引导其发育时。 尽管生物体的所有细胞都包含相同的遗传信息,但分化的细胞采用非常不同的形式并执行不同的功能。它们都是由一个受精卵产生的。在胚胎和后期个体发育过程中,蛋白质和基因之间的永久性串扰导致不同的基因活性,从而引导细胞沿着不同的发育途径。 受精完成了二倍体染色体的数量,并启动了一个新生命的惊人发展过程。母亲沉积到卵细胞中的蛋白质和信使核糖核酸是第一次发育事件所必需的,在第一次发育过程中,细胞核中的基因携带新蛋白质的信息,这些蛋白质接管了发育过程。在发育过程中,受精卵不对称分裂。子细胞继承相同的遗传物质,但不同的细胞质指令,因此激活不同的基因。在随后的细胞分裂中的许多连续的调节事件中,细胞之间的生物化学差异增加。此外,细胞对细胞外信号作出反应,细胞外信号也影响差异遗传表达和细胞分化。越来越多的特异性调控分子限制了每个细胞的发育潜力,直到出现不同的分化细胞类型。 在果蝇中,在第一次细胞分裂之前,出现了一种复杂的调节分子空间模式。这种模式为新兴细胞提供了位置信息,并指定了它们未来的能力。内胚层、中胚层和外胚层的生殖带是特定的。在外胚层中,前神经基因表达定义了神经外胚层的区域,这些区域具有神经组织发育的潜力。在神经外胚层中,细胞间的交流挑出了真正的神经元前体。它们经历一系列定型的不对称细胞分裂,从而形成确定的细胞类型。在细胞命运确定后,细胞进行分化,这似乎也是一个相互作用的过程。来自环境的信号通过细胞膜中的特定受体作用,影响细胞中的基因表达,从而调节其代谢和形态。
课程简介: Živali so zgrajene iz diferenciranih celic najrazličnejših oblik, ki opravljajo različne funkcije, pa vendar vse izvirajo iz ene same oplojene jajčne celice in imajo vse enak genski material. Raznolikost je posledica diferencialne aktivnosti genov, ki se vzpostavi med embrionalnim in kasnejšim ontogenetskim razvojem s pomočjo neprestanega "pogovora" med geni v jedru in proteini v citoplazmi. Oploditev jajčne celice dopolni materinski genski material in sproži fascinanten proces razvoja novega bitja. Mati v citoplazmi jajčne celice pripravi proteine in informacijske molekule (mRNA), potrebne za začetek razvoja, geni v jedru pa nosijo navodila za nastanek novih nastajajočemu organizmu lastnih proteinov. V razvoju se oplojena jajčna celica deli. Večina delitev ni simetrična, hčerinske celice podedujejo različna navodila za delovanje in zato aktivirajo različne gene. Postopno skozi kaskado korakov regulacije genske aktivnosti in z nadaljnjimi delitvami celic narašča njihova medsebojna biokemijska raznolikost. V celicah je vedno več specifičnih regulatornih molekul, ki omejujejo možne poti njihovega nadaljnjega razvoja, vse do diferenciranih celic. Celice prek receptorjev na površini sprejmejo tudi signale iz okolice, ki dodatno vodijo njihov razvoj in diferenciacijo. Pri vinski mušici se že pred prvimi pravimi delitvami oplojene jajčne celice ustvari zapleten prostorski vzorec regulatornih molekul, ki kasneje vsaki nastali celici povedo, v katerem delu embrija se nahaja, od tega pa je odvisno, kakšna bo njena nadaljnja usoda. Oblikujejo se zarodne plasti endo-, mezo- in ektoderm. Ekspresija pronevralnih genov določi v ektodermu področje nevroektoderma, ki ima potencial za razvoj v živčno tkivo. Celice nevroektoderma z medsebojno komunikacijo izberejo tiste celice, ki se kasneje res razvijejo v živčno tkivo. Izbranke sledijo stereotipni seriji asimetričnih delitev, ki vodijo do nastanka determiniranih celičnih tipov. Medsebojna komunikacija v razvojnem drevesu sorodnih celic zagotavlja majhno možnost napak. Ko je usoda celice dokončno določena, celica diferencira. Tudi diferenciacija je interaktiven proces, ko signali iz okolja prek receptorjev, ki jih vsebuje posamična celica, vodijo njen razvoj. Differentiated cells adopt very different forms and perform different functions although all cells of an organism contain the same genetic information. They all arise from a single fertilized egg. During embryonic and later ontogenetic development the permanent cross-talk between proteins and genes leads to differential gene activity which directs the cells along different developmental pathways. Fertilization completes the diploid chromosomal number and initiates the astonishing process of development of a new living being. The proteins and mRNAs deposited into the egg cell by the mother are necessary for the first developmental events, whereas the genes in the nucleus carry the information for new proteins, which take over the developmental process. During the development the fertilized egg divides asymmetrically. The daughter cells inherit the same genetic material but different cytoplasmic instructions and therefore activate different genes. During numerous successive regulatory events in subsequent cell divisions the biochemical differences among cells increase. Additionally, cells respond to extracellular signals which also influence differential genetic expression and cell differentiation. More and more specific regulatory molecules limit the developmental potential of each cell until different differentiated cell types arise. In the fruit fly, a complex spatial pattern of regulatory molecules arises before the first cell divisions. This pattern provides positional information for emerging cells and specifies their future competence. The germ bands endo-, meso- and ectoderm are specified. In the ectoderm proneural gene expression defines the regions of neuroectoderm which adopt the potential for the development in the nervous tissue. In the neuroectoderm, the intercellular communication singles out the real neuronal precursors. They undergo a series of stereotypic asymmetric cell divisions, which result in determined cell types. After the cell fate is determined, the cells undergo differentiation which appears to be an interactive process as well. The signals from the environment acting through the specific receptors in the cell membrane influence the gene expression in the cell and thus regulate its metabolism and form.
关 键 词: 分化细胞; 个体发育; 遗传物质
课程来源: 视频讲座网
数据采集: 2023-04-26:chenjy
最后编审: 2023-04-26:chenjy
阅读次数: 23