(三 )细胞核和细胞质的统一性
Balbiani的变形虫实验
鸡 红细胞核移植实验
叶绿体 fraction I protein (Bedbrook 1978)
三 基因控制个体发育
(一 )体细胞全能性 (totipotent)
Dedifferentiation and differentiation
Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells
(Wilmut,A.E et al 1997.2 )
(二 )基因活动的调控
1 差别基因活动的细胞学及生化证据
两栖类卵受精前后发生的分子变化
胚胎血红蛋白
( 三个月 )
胎儿血红蛋白
(3 － 6 月 )
成人血红蛋白
( 出生后 )
а 2 а 2 A 1 95% A 2
ε 2 γ 2 а 2 β 2 а 2 б 2
人类血红蛋白分子的变化
2 基因之间的调控机制
(1)原核生物的基因表达和调控特点
a 转录和翻译相偶联
b 转录的控制 基因表达的控制主要在转录水平
c mRNA的半衰期
d 操纵子
(2)真核生物基因表达和调控的特点
单顺反子转录；转录与翻译不偶联；有断裂基因存在，对
RNA的加工更为复杂；真核基因组成核小体，基因表达与
染色质结构变化密切相关。
多级调控：
a 转录前调控
b 转录时调控
c 转录后调控
d 翻译水平的调控
e 翻译后调控
(3)基因产物的空间分布与胚胎细胞的基因表达
线虫（ C.elegans）的细胞特化
四 细胞凋亡 (Apoptosis)
一 细胞凋亡的含义
1 Kerr 1972 首先提出 Apoptosis的概念。
多细胞生物体在发育过程中或在某些环境因子的作用下发生的
受基因 调控的主动的死亡方式。
Apoptosis
programmed cell death (PCD)
2 细胞凋亡的一般过程和特征
染色质凝聚；质膜出芽；核裂解及凋亡小体形
成； DNA特异性
降解为 180－ 200bp的片断,DNA ladder.
tTG(tissue Transglutaminase) 的积累。
坏死细胞 凋亡细胞
1.细胞核肿胀，不裂解，染色质不规则位移 染色质固缩,DNA降解成有 200或其整数倍片段
2.线粒体膨胀，破裂 细胞质皱缩，但膜不破裂
3.细胞质膜破裂膜通透性增大 细胞质和细胞核膜成小泡
4.细胞内容物散出,有炎症反应 内容物被包含于小泡中，等待被周围细胞吞噬，
不会有炎症反应
Detection of apoptosis with DAPI in HeLa,MW451 and 293 cells,Cells were
treated with 0.1 mM FeSO4 /0.6 mM H2O2 for 24 h,then stained with DAPI and
observed under fluorescence microscope,(a,c,e) Control,(b,d,f) ·OH -treated cells(x 725).
3 细胞凋亡的检测
Electron micrograph of HeLa cells undergoing apoptosis after treated by ·OH
for 24 h,(a) Control cells,(b,c) Cells treated with 0.1 mM FeSO4/0.6 mM H2O2 showing
chromatin condensation (b) and peripheral distribution (c),Bar,2 μm.
Apoptosis in HeLa,MW451,and 293 cells detected by TUNEL assay,A,Percentage of TUNEL
positive cells as determined after a 24 h ·OH treatment,Values are the means± SD of
determinations from three separate experiments done in triplicates,Error bars indicate standard
deviations,B,In situ detection of DNA cleavage in HeLa,MW451 and 293 cells treated with 0.1
mM FeSO4/0,6mM H2O2.
Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling
DNA laddering in ·OH–treated HeLa,MW451 and 293 cells,
A,HeLa cells were treated with 0.1 mM FeSO4
combined with 0.3 mM (lane3),0.6 mM (lane4),and 0.9 mM (lane5) H2O2 for 24 h respectively; lane 1,markers;
lane 2,control,
B,MW451 and 293 cells were treated with 0.1 mM FeSO4/0.6 mM H2O2 for 24 h,lane 1,markers;
lane 2,MW451 control; lane 3,DNA from ·OH-treated MW451 cells; lane 4,293 control; lane 5,DNA
from ·OH-treated 293 cells,
Comet assay
Flow Cytometry
3 细胞凋亡的生物学意义
清除多余细胞，维持自平衡；清除有害细胞；消除已经完成
正常使命的细胞。
二 细胞凋亡的调控机制
1 Ced 基因家族
(Cell death abnormal)
Robert Horvitz 提供
的最初证据。
C.elegans
1090－ 131
15个与 PCD有关的基因：
第一组,ced-3,ced-4,ced-9
第二组,ced-1,ced2,ced5-8,and ced-10
第三组,nuc-1
第四组,ces-1,ces-2,egl-1和 her-1
2 Caspase 家族
(cystine aspartic acid specific protease)
3 Caspase 的活化
caspase8,10 含有串联重复的 death effector domain (DED)
caspase2,9 含有类似的 caspase recruitment domain(CARD)
4 Bcl-2 家族
基因 产物 功能
bcl-2 凋亡抑制剂，可和 Bax及 Bak结合
Bcl-x 其 L型抑制凋亡,S型促进凋亡，与 Bax及 Bak结合
Bcl-w 凋亡抑制剂
Bax 凋亡促进剂，可与 Bcl-2,Bcl-xl,E1B19K结合
Bak 凋亡促进剂，也可作抑制剂，可与 Bcl-2,Bcl-x
E1B19K结合
Mcl-1 凋亡抑制剂
Bad 凋亡促进剂，可与 Bcl-2,Bcl-xl结合
ced-9 线虫中的凋亡抑制剂,Bcl-2同源物
E1B19K 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax及 Bak结合
5 天然的 caspase抑制剂
天花病毒 crmA 可抑制 caspase1,8
杆病毒 p35 对多数有效
哺乳动物内源性 caspase抑制剂是 IAP(Inhibitor of apoptosis)
XIAP,cIAP-1,cIAP-2 特异地抑制 caspase3,7
6 P53与细胞凋亡
五 胚胎发育的早期决定
early determination
(一 )果蝇成虫盘
(二 )预定的时间
(三 )预定的可变性
六 基因产物的自发装配
和细胞群聚
(一 )基因产物的自发顺序装配
(二 )细胞分离和重聚
Wilson 的海绵实验
七 遗传与优生
1 优生学的诞生
1956年华裔学者庄有兴在瑞典首次揭示人体细胞有 23对染色体
80年代的人类基因组计划
Eugenics 首先由英国科学家 Galton于 1883提出。
优生学是研究在社会控制下，为改善或消弱后代体格和智力
上某些种族素质力量的科学。
Galton认为优生学应注意以下五方面的研究：
(1) 宣传已经确定的法则，并使这一法则得到近一步探讨。
(2) 调查古今各国社会阶层的生产额。
(3)收集昌盛家族的材料及其成因。
(4) 研究一切有关婚姻问题。
(5)宣传优生对国计民生的重要性。
我国学者潘光旦所著 ?优生学概论 ?、
?优生与民族 ?
?优生学原理 ?
1960年美国人类遗传学家 Stern将优生学分为预防性优生学
和演进性优生学
预防性优生学应采取的措施：
a 制定和颁布优生法
b 遗传咨询
c 致畸学和诱变剂的研究
d 遗传病治疗
演进性优生学的措施
a 优良环境
b 人工受精
c 重组 DNA技术
欢迎大家提出宝贵意见
谢谢合作
Balbiani的变形虫实验
鸡 红细胞核移植实验
叶绿体 fraction I protein (Bedbrook 1978)
三 基因控制个体发育
(一 )体细胞全能性 (totipotent)
Dedifferentiation and differentiation
Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells
(Wilmut,A.E et al 1997.2 )
(二 )基因活动的调控
1 差别基因活动的细胞学及生化证据
两栖类卵受精前后发生的分子变化
胚胎血红蛋白
( 三个月 )
胎儿血红蛋白
(3 － 6 月 )
成人血红蛋白
( 出生后 )
а 2 а 2 A 1 95% A 2
ε 2 γ 2 а 2 β 2 а 2 б 2
人类血红蛋白分子的变化
2 基因之间的调控机制
(1)原核生物的基因表达和调控特点
a 转录和翻译相偶联
b 转录的控制 基因表达的控制主要在转录水平
c mRNA的半衰期
d 操纵子
(2)真核生物基因表达和调控的特点
单顺反子转录；转录与翻译不偶联；有断裂基因存在，对
RNA的加工更为复杂；真核基因组成核小体，基因表达与
染色质结构变化密切相关。
多级调控：
a 转录前调控
b 转录时调控
c 转录后调控
d 翻译水平的调控
e 翻译后调控
(3)基因产物的空间分布与胚胎细胞的基因表达
线虫（ C.elegans）的细胞特化
四 细胞凋亡 (Apoptosis)
一 细胞凋亡的含义
1 Kerr 1972 首先提出 Apoptosis的概念。
多细胞生物体在发育过程中或在某些环境因子的作用下发生的
受基因 调控的主动的死亡方式。
Apoptosis
programmed cell death (PCD)
2 细胞凋亡的一般过程和特征
染色质凝聚；质膜出芽；核裂解及凋亡小体形
成； DNA特异性
降解为 180－ 200bp的片断,DNA ladder.
tTG(tissue Transglutaminase) 的积累。
坏死细胞 凋亡细胞
1.细胞核肿胀，不裂解，染色质不规则位移 染色质固缩,DNA降解成有 200或其整数倍片段
2.线粒体膨胀，破裂 细胞质皱缩，但膜不破裂
3.细胞质膜破裂膜通透性增大 细胞质和细胞核膜成小泡
4.细胞内容物散出,有炎症反应 内容物被包含于小泡中，等待被周围细胞吞噬，
不会有炎症反应
Detection of apoptosis with DAPI in HeLa,MW451 and 293 cells,Cells were
treated with 0.1 mM FeSO4 /0.6 mM H2O2 for 24 h,then stained with DAPI and
observed under fluorescence microscope,(a,c,e) Control,(b,d,f) ·OH -treated cells(x 725).
3 细胞凋亡的检测
Electron micrograph of HeLa cells undergoing apoptosis after treated by ·OH
for 24 h,(a) Control cells,(b,c) Cells treated with 0.1 mM FeSO4/0.6 mM H2O2 showing
chromatin condensation (b) and peripheral distribution (c),Bar,2 μm.
Apoptosis in HeLa,MW451,and 293 cells detected by TUNEL assay,A,Percentage of TUNEL
positive cells as determined after a 24 h ·OH treatment,Values are the means± SD of
determinations from three separate experiments done in triplicates,Error bars indicate standard
deviations,B,In situ detection of DNA cleavage in HeLa,MW451 and 293 cells treated with 0.1
mM FeSO4/0,6mM H2O2.
Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling
DNA laddering in ·OH–treated HeLa,MW451 and 293 cells,
A,HeLa cells were treated with 0.1 mM FeSO4
combined with 0.3 mM (lane3),0.6 mM (lane4),and 0.9 mM (lane5) H2O2 for 24 h respectively; lane 1,markers;
lane 2,control,
B,MW451 and 293 cells were treated with 0.1 mM FeSO4/0.6 mM H2O2 for 24 h,lane 1,markers;
lane 2,MW451 control; lane 3,DNA from ·OH-treated MW451 cells; lane 4,293 control; lane 5,DNA
from ·OH-treated 293 cells,
Comet assay
Flow Cytometry
3 细胞凋亡的生物学意义
清除多余细胞，维持自平衡；清除有害细胞；消除已经完成
正常使命的细胞。
二 细胞凋亡的调控机制
1 Ced 基因家族
(Cell death abnormal)
Robert Horvitz 提供
的最初证据。
C.elegans
1090－ 131
15个与 PCD有关的基因：
第一组,ced-3,ced-4,ced-9
第二组,ced-1,ced2,ced5-8,and ced-10
第三组,nuc-1
第四组,ces-1,ces-2,egl-1和 her-1
2 Caspase 家族
(cystine aspartic acid specific protease)
3 Caspase 的活化
caspase8,10 含有串联重复的 death effector domain (DED)
caspase2,9 含有类似的 caspase recruitment domain(CARD)
4 Bcl-2 家族
基因 产物 功能
bcl-2 凋亡抑制剂，可和 Bax及 Bak结合
Bcl-x 其 L型抑制凋亡,S型促进凋亡，与 Bax及 Bak结合
Bcl-w 凋亡抑制剂
Bax 凋亡促进剂，可与 Bcl-2,Bcl-xl,E1B19K结合
Bak 凋亡促进剂，也可作抑制剂，可与 Bcl-2,Bcl-x
E1B19K结合
Mcl-1 凋亡抑制剂
Bad 凋亡促进剂，可与 Bcl-2,Bcl-xl结合
ced-9 线虫中的凋亡抑制剂,Bcl-2同源物
E1B19K 腺病毒凋亡抑制剂，与 Bax及 Bak结合
5 天然的 caspase抑制剂
天花病毒 crmA 可抑制 caspase1,8
杆病毒 p35 对多数有效
哺乳动物内源性 caspase抑制剂是 IAP(Inhibitor of apoptosis)
XIAP,cIAP-1,cIAP-2 特异地抑制 caspase3,7
6 P53与细胞凋亡
五 胚胎发育的早期决定
early determination
(一 )果蝇成虫盘
(二 )预定的时间
(三 )预定的可变性
六 基因产物的自发装配
和细胞群聚
(一 )基因产物的自发顺序装配
(二 )细胞分离和重聚
Wilson 的海绵实验
七 遗传与优生
1 优生学的诞生
1956年华裔学者庄有兴在瑞典首次揭示人体细胞有 23对染色体
80年代的人类基因组计划
Eugenics 首先由英国科学家 Galton于 1883提出。
优生学是研究在社会控制下，为改善或消弱后代体格和智力
上某些种族素质力量的科学。
Galton认为优生学应注意以下五方面的研究：
(1) 宣传已经确定的法则，并使这一法则得到近一步探讨。
(2) 调查古今各国社会阶层的生产额。
(3)收集昌盛家族的材料及其成因。
(4) 研究一切有关婚姻问题。
(5)宣传优生对国计民生的重要性。
我国学者潘光旦所著 ?优生学概论 ?、
?优生与民族 ?
?优生学原理 ?
1960年美国人类遗传学家 Stern将优生学分为预防性优生学
和演进性优生学
预防性优生学应采取的措施：
a 制定和颁布优生法
b 遗传咨询
c 致畸学和诱变剂的研究
d 遗传病治疗
演进性优生学的措施
a 优良环境
b 人工受精
c 重组 DNA技术
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