细胞工程第二章细胞工程基础下课件.ppt

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1、（3）遗传程序论,1）染色体端粒缩短能引起细胞衰老端粒是由2501500个TTAGGG重复顺序组成，由端粒酶催化合成。,人体细胞端粒长度随年龄增加而缩短.,认为衰老是遗传上的程序化过程，衰老是受 特定基因控制的。,第二章细胞工程基础,子女的寿命与双亲的寿命有关；各种动物都有相当恒定的平均寿命和最高寿命；成人早衰症：平均39岁时出现衰老，47岁生命结束；婴幼儿早衰症：1岁时出现明显的衰老，1218岁生命结束，早衰症患者体内解旋酶发生突变。Caenrhabditis elegans的平均寿命仅3.5天，该虫age-1 单基因突变，可提高平均寿命65%，提高最大寿命110%。,2）衰老基因学说,第二

2、章细胞工程基础,Werners成人早老综合征（37岁）,第二章细胞工程基础,婴幼儿早衰症患者,第二章细胞工程基础,（一）细胞死亡的概念,（二）、细胞的死亡形式,细胞死亡(cell death)：细胞生命现象不可逆的停止。,二、细胞的死亡,坏死性死亡(necrosis),细胞凋亡(apoptosis),第二章细胞工程基础,第一节 细胞生物学基础,1.细胞坏死（细胞被动性死亡）细胞坏死是病理条件下细胞死亡的过程。早期表现为细胞膜破裂，线粒体肿胀。继而溶酶体破裂,细胞内容物流出,引起炎症。,第二章细胞工程基础,第一节 细胞生物学基础,2.细胞凋亡（细胞主动性死亡）,细胞凋亡（细胞程序性死亡）：细胞为

3、维持 内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序 性的自我消亡方式。,第二章细胞工程基础,第一节 细胞生物学基础,（三）、细胞凋亡的形态学特征,1.细胞皱缩;2.染色质凝集呈块状;3.细胞质浓缩;4.凋亡小体形成；5.凋亡小体内有结构完整的细胞器。,第二章细胞工程基础,第一节 细胞生物学基础,胸腺细胞,正常,凋亡,第二章细胞工程基础,细胞凋亡与细胞坏死的区别,第二章细胞工程基础,细胞肿胀、解体，释放出内容物，引起炎症反应。,细胞坏死：,细胞核和细胞质收缩,片段化。保持膜的完整性，自身吞噬,细胞凋亡：,第二章细胞工程基础,第一节 细胞生物学基础,（三）细胞癌变,癌细胞是一种突变的体细胞，这种突变体脱

4、离了细胞社会关于增殖和存活的控制，因此可以无限制的增殖产生肿瘤。引起细胞癌变的原因很多，包括化学因素、辐射、病毒和遗传等。,第二章细胞工程基础,第二章细胞工程基础,畸形分化,细胞癌变,细胞生长,分裂（增殖）,分化,衰老,凋亡,有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。,正在增生的癌细胞,1.癌细胞的主要特征,癌细胞能无限增殖；,癌细胞的形态结构发生显著变化；,癌细胞表面发生变化。细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。,第二章细胞工程基础,2.引起细胞癌变的致癌因子有哪些呢？,

5、化学致癌因子,病毒致癌因子,主要指各种辐射，如电离射线、紫外线、X射线等。,有数千种，无机化合物如石棉、砷化物、铬化物、铬化物等；有机化合物如联苯胺、亚硝酸、黄曲霉毒素等。,致癌病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列。通过感染人的细胞，将其基因整合进入人的基因组中，诱发人的细胞癌变。,第二章细胞工程基础,物理致癌因子,原癌基因,抑癌基因,负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。,阻止细胞不正常的增殖,正常细胞,癌细胞,3.致癌因子为什么会导致细胞癌变？,第二章细胞工程基础,第二章细胞工程基础,一、核酸 二、蛋白质三、遗传信息从DNA复制到蛋白质表达 四、基因工程技术,第二节分子生物学基

6、础,第二章细胞工程基础,一、核酸,核酸是生物遗传信息的载体分子，决定生物性状。核酸是由核苷酸单体聚合而成的大分子。核酸可分为核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸两大类DNA。RNA由四个碱基、组成由四个碱基、组成碱基的配对原则是，,第二节分子生物学基础,A B DNA的结构A:碱基配对（，）B:双螺旋结构,第二节分子生物学基础,第二章细胞工程基础,一、核酸,1953年Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型。所谓基因就是具有一定遗传效应的DNA片段，所有生物的性状都是由基因决定的。1958年至1971年间Crick提出并对中心法则作了完善，阐明了贮存在核酸中的遗传信息的连续性和传递的方向。7

7、0年代初，DNA限制性内切酶及连接酶的发现使DNA体外操作成为可能。1972年，美国斯坦佛大学S.Cohen及其研究者首先在体外进行了改造DNA的研究，成功地构建成世界上第一个体外重组的人工DNA分子。1973年，将体外重组的DNA分子导入大肠杆菌中，从而完成了DNA体外重组和扩增的全过程，奠定了基因工程学的基础，同时也为细胞工程的深入研究和两个学科的结合打下了基础。,第二节分子生物学基础,第二章细胞工程基础,一、核酸,二、蛋白质,1.蛋白质的定义,（1）概念 蛋白质是由氨基酸按各种不同顺序排列结合成的高分子有机物质。,组成蛋白质的基本单元是氨基酸。自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸约

8、为20种。蛋白质分子中的氨基酸之间是通过肽键相连的，一个氨基酸的-羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合，即形成肽键。,第二节分子生物学基础,第二章细胞工程基础.,（2）蛋白质的元素组成,蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量的硫。某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、碘、锌和铜等。这些元素在蛋白质中的组成百分比约为：,第二章细胞工程基础.,C：50-55%,H：6-8%,O：20-23%,S：0-4%,N：15-18%,微量元素：P、Fe、Zn、Cu、I 等,第二节分子生物学基础,第二章细胞工程基础,二、蛋白质,（2）蛋白质的元素组成,2.蛋白质结构,蛋白质的一级

9、结构 蛋白质的二级结构蛋白质的三级结构蛋白质的四级结构,第二节分子生物学基础,第二章细胞工程基础,二、蛋白质,（1）蛋白质分子的一级结构,蛋白质的一级结构，又称为化学结构，是指氨基酸在肽链中的排列顺序及二硫键的位置，是多肽链具有共价键的主链结构。,组成蛋白质的多肽链数目.多肽链的氨基酸顺序,第二节分子生物学基础,第二章细胞工程基础,2.蛋白质结构,二、蛋白质,第二章细胞工程基础,多肽链的氨基酸顺序，是蛋白质生物功能的基础。,第二节分子生物学基础,（1）蛋白质分子的一级结构,2.蛋白质结构,二、蛋白质,第二章细胞工程基础,（2）蛋白质分子的二级结构,指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键相互作用而形成的空间关系；是指蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。主要有以下类型：螺旋（helix）折叠（-pleated sheet）转角（-turn）无规则卷曲（nonregular coil）,第二节分子生物学基础,2.蛋白质结构,