什么是细胞分化 影响细胞分化的因素有哪些
1、细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程,其结果是在空间上细胞产生差异,在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。细胞分化的本质是基因组在时间和空间上的选择性表达,通过不同基因表达的开启或关闭,最终产生标志性蛋白质。
2、细胞分化受多种因素影响。胚胎时期,胚胎细胞间相互作用影响其分化的方向,胚胎细胞存在诱导、竞争和抑制的关系。不相邻的远距离的细胞主要通过激素作为相互作用的分化调节因子。细胞分化的方向可因为环境因素的影响而改变。
扩展资料:
细胞分化的特点包括:
1、细胞分化的潜能随个体发育进程逐渐“缩窄”,在胚胎发育过程中,细胞逐渐由“全能”到“多能”,最后向“单能”的趋向,是细胞分化的一般规律。
2、细胞分化具有时空性,在个体发育过程中,多细胞生物细胞既有时间上的分化,也有空间上的分化。
3、细胞分化与细胞的分裂状态和速度相适应,分化必须建立在分裂的基础上,即分化必然伴随着分裂,但分裂的细胞不一定就分化。分化程度越高,分裂能力也就越差。
4、细胞分化具有高度的稳定性,正常生理条件下,已经分化为某种特异的、稳定类型的细胞一般不可能逆转到未分化状态或者成为其他类型的分化细胞。
5、细胞分化具有可塑性,已分化的细胞在特殊条件下重新进入未分化状态或转分化为另一种类型细胞的现象。
参考资料来源:百度百科-细胞分化
影响细胞分化的因素,包括细胞内及细胞外的因素。因此,研究细胞内在及外在因素和基因之间的调节体系,也就成为探索细胞分化问题的重要途径。
一、细胞内因素
在细胞分化过程中,细胞核起着重要的作用。分化细胞之所以能合成特异的蛋白质,就是由于细胞核内的基因组有选择地表达,这是细胞分化的基础。实验表明,在完全没有核的情况下,卵裂不会发生,也看不到细胞明显分化,并且在早期死亡。
许多实验证明,在细胞分化过程中,细胞核的遗传潜力是受核所在的细胞质环境调节的。但是,什么样的细胞质分子对核基因起调控作用?机理如何? 迄今尚未完全解决。
二、细胞外因素
(一)环境因素
环境中各种对机体的发育有较大的影响,如温度、光线等。由环境因素的影响可能造成第一次不等分裂,从而决定了细胞的分化。
(二)细胞间相互作用:主要有诱导、抑制、细胞识别等。
三、激素
随着多细胞生物发育的复杂化和体积的增大,机体对个体发育和细胞分化的控制,必须要在相隔距离较远的情况下起作用,而且要对位于远处的靶细胞所出现的变化作出反应。在这种情况下,激素起着十分重要的作用。
参考资料:http://shiyan.ebioe.com/6774.htm
1、胞外信号分子
①近端组织的相互作用:
又叫做胚胎诱导,指细胞分泌信号分子旁泌素,影响周围细胞想一定方向分化.如:眼的发生.已知正常情况下,视泡诱导与其接触的外胚层发育为晶状体,实验证明,把视泡移植到其他部位后也能够诱导与之接触的外胚层发育为晶状体.
②远距离细胞的相互作用
通过激素进行调节,如:蝌蚪变态过程中,会分泌大量甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸.
2、细胞记忆与决定
胞外信号分子作用时间短,单细胞可以储存这些记忆,使细胞向特定方向分化.果蝇的成虫盘移植实验便是一个很好地列子.
细胞记忆使得细胞在其形态、结构和功能等分化特征尚未表现出来就已经确定了细胞的分化命运,这就是细胞决定.
3、受精卵细胞质的不均一性
母体效应:卵母细胞中贮存的mRNA和蛋白质的分布是不均匀的,各种mRNA在细胞中都定位分布,在细胞分裂时mRNA不均一的分配到子细胞中,从而决定细胞分化的命运.
4、细胞间的相互作用与位置效应
实验证明,改变细胞所处的位置可导致细胞分化方向的改变.此即位置效应
5、环境对性别的决定
很多爬行动物通过与环境的作用决定其性别.
6、染色质变化与基因重排对细胞分化的影响
染色质变化主要包括:基因丢失,基因扩增,基因重排,DNA甲基化
基因丢失:细胞发育过程中出现染色体数量减少或者某一部分丢失的现象.如蛔虫发育过程
基因扩增:细胞内特定基因拷贝数在某一时期大量增加的现象.如卵母细胞rDNA扩增以及双翅目昆虫体细胞内的多线染色体.
基因重排:基因与基因间的位置或顺序发生重新排列组合.如B淋巴细胞分化为浆细胞的过程中,它的DNA经过断裂重排的变化,这有利于其利用有限的免疫球蛋白基因表达大量的抗体.
DNA甲基化:DNA上某些序列处的胞嘧啶被甲基化而引起基因失活.
总之伴随染色质变化,细胞分化也出现变化.
7、(补充)数量效应:细胞数量对诱导组织形成是必要的
如小鼠胚胎胰腺原基在体外进行组织培养时,可发育成具有功能的胰腺组织,但如果把胰原基切成8小块分别培养,则都不能形成胰腺组织,如果再把分开的小块合起来,又可形成胰腺组织