发育生物学第四周简.pptx

胚胎发育过程：胚胎发育过程：细胞生长分化识别迁移死亡功能表达组织和器官的形成等胚胎发育的细胞增殖和胚胎发育的细胞增殖和分化分化细胞长大细胞长大+细胞增殖细胞增殖本本 质质：蛋白质与核酸等合成：蛋白质与核酸等合成 细胞生长细胞生长1 1 细胞长大细胞长大 :细胞体积细胞体积 胞质长大胞质长大 胞核长大胞核长大2 2 细胞增殖：细胞数量细胞增殖：细胞数量 由由细胞分裂细胞分裂实现实现生长方式生长方式损伤或刺激可诱损伤或刺激可诱导细胞增殖或生导细胞增殖或生长。长。如将大鼠肝脏切如将大鼠肝脏切除除2/32/3，剩余部，剩余部分增殖使肝脏恢分增殖使肝脏恢复原来的大小复原来的大小生长方式生长方式切除肾的一部分，切除肾的一部分，剩余部分主要通剩余部分主要通过细胞增大而增过细胞增大而增大。大。细胞增殖受内外因细胞增殖受内外因素的控制素的控制细胞分化细胞分化-发育生物学研究之核心发育生物学研究之核心细胞分化细胞分化(celldifferentiation）定义：定义：由同一个受精卵分裂、增殖而来由同一个受精卵分裂、增殖而来的胚胎细胞的胚胎细胞发育成具有特殊形态与功发育成具有特殊形态与功能的专一化细胞的过程。能的专一化细胞的过程。在细胞分化的基础上，胚胎逐渐产生出许在细胞分化的基础上，胚胎逐渐产生出许多不同的组织、器官和系统，协调地组成多不同的组织、器官和系统，协调地组成一个复杂、精巧、能自主生活的生命个体。一个复杂、精巧、能自主生活的生命个体。细胞分化经历的事件：细胞分化经历的事件：化学分化化学分化:合子基因激活、特异蛋白合成合子基因激活、特异蛋白合成 RBCRBC（血红蛋白）（血红蛋白）形态分化：核分化、胞质分化形态分化：核分化、胞质分化功能分化功能分化总体上分为两个阶段：总体上分为两个阶段：一、细胞命运的决定一、细胞命运的决定（determination）二、细胞的分化二、细胞的分化（differentiation）细胞命运的决定细胞命运的决定 决定是指细胞被赋予特殊的“使命”或“命运”，并进入程序性分化的过程。在这一阶段，细胞虽然还没有显示出特定形态的、生理的和生化的特征，但是已经确定了向特定方向分化的程序。二、决定的两种基本方式二、决定的两种基本方式1、镶嵌型发育(mosaic development)：由细胞质内的形态发生决定因子决定，整体胚胎象是自我分化的各部分组装在一起的集合体。（自主发育）2、调整型发育(regulative development)：胚胎发育过程中，相邻细胞之间通过相互作用，决定其中的一方或双方的分化方向。（依赖性发育）形态发生决定子形态发生决定子（morphgenetic determinant）也称为成型素成型素（morphogen）或细胞质决定子细胞质决定子（cytoplasmic determinant），是卵子或受精卵中存在的能够决定细胞的分化方向，发育形成一定的组织和形态结构的特殊细胞质因子。v形态发生决定子在受精卵中的特殊定位，以及卵裂时对各个子细胞分配的不均一性称为细细胞质定域胞质定域（cytoplasm locolization）。1.镶嵌型发育镶嵌型发育由于镶嵌型发育的胚胎细胞定型方式与邻近细胞的相互作用无关，因此，如果在发育的早期将一个卵裂球从胚胎整体上分离下来进行单独培养，它仍然会发育成在整体中负责发育的组织结构，而胚胎的其余部分发育形成的胚胎中将缺乏这种组织结构，二者恰好互补。如：海鞘。柄海鞘受精卵的细胞质根据所含色素不同可分为四个不同的区域.v动物极部分含透明的细胞质；v植物极部分靠近赤道处有两个彼此相对排列的新月区，一个是呈浅灰色的灰色新月区，和一个呈黄色的黄色新月区；v植物极的其他部分含灰色卵黄，为灰色卵黄区。v动物极部分含透明细胞质，将来形成幼虫表皮。v黄色新月区将来形成肌肉细胞，称为肌细胞质。v灰色新月区将来形成脊索和神经管。v灰色卵黄区含大量灰色的卵黄，将来形成幼虫的消化道。用卵裂球分离的方式证明：每个卵裂球都负责产生幼虫的一定的组织。当特定的卵裂球分离下来后，由这些卵裂球负责产生的结构在幼虫中便不复存在。因此，海鞘每个卵裂球都是可以因此，海鞘每个卵裂球都是可以自主发育的，胚胎好象是由能自自主发育的，胚胎好象是由能自主分化的各部分构成的镶嵌体。主分化的各部分构成的镶嵌体。童第周等在海鞘卵子受精后20分钟，把受精卵一分为二。用其中无核的卵块作受体，分别把原肠胚外胚层、中胚层和内胚层细胞的细胞核移植到受体中。结果：无论移植的细胞核来自哪一个胚层，所形成的组织结构总是和无核卵块中所含有的细胞质组分有关。说明海鞘胚胎细胞发育命运是由其所含海鞘胚胎细胞发育命运是由其所含有的细胞质形态决定子有关，而与细胞有的细胞质形态决定子有关，而与细胞核无关。核无关。v实验结果清楚地说明海鞘类动物受精卵不同的细胞质区域含有特殊的形态发生决定子。卵裂时，这些组分随着胚胎的卵裂被准确地分布到胚胎的一定部位，通过调控不同基因的表达而决定细胞的分化方向。v呈典型的镶嵌型胚胎发育动物卵子还有栉水母、环节动物，线虫和软体动物等一些低等的无脊椎动物。在这些典型的镶嵌型发育的动物卵子细胞质中，都存在着形态发生决定子。在海鞘、栉水母这些典型的镶嵌型发育的动物中，细胞的相互细胞的相互作用对决定一些胚胎作用对决定一些胚胎细胞的发育命运也是细胞的发育命运也是必要的必要的。神经细胞是从a4.2和A4.1两对产生的。当这两对卵裂球被分离下来单独培养时都不能形成神经组织。可是两者配合才能形成神经组织。2.调整型发育调整型发育(regulative development)：胚胎发育过程中，相邻细胞之间通过相互作用，决定其中的一方或双方的分化方向。（依赖性发育）调整型胚胎发育的形态发生决定调整型胚胎发育的形态发生决定子与细胞质定域子与细胞质定域在发育的初始阶段，采用调整型发育动物的胚胎细胞可能具有不止一种分化潜能，但在和邻近细胞的相互作用过程中逐渐限制了它们的发育命运，使其只能朝一定方向分化。在胚胎发育的早期，从采用调整型发育的胚胎上分离出一个卵裂球，则胚胎上的其他相邻的卵裂球可以调整和改变发育命运，填补分离掉的卵裂球所留下的空缺，使其仍然可以发育成一个完整的胚胎。但在发育的较晚时期，当胚胎细胞的命运已经决定后，其决定状态在正常发育过程中也不再能改变。海胆、鱼类和两栖类等动物的胚胎属于典型的调整型发育胚胎。在胚胎发育的早期阶段当胚胎受到某些局部的实验性损伤时，仍能通过自身的调节形成正常的有机体。如两栖类和海胆四细胞期的卵裂球分离后，每个卵裂球都具有潜力形成完整的胚胎。两栖类的卵子在受精后会因细胞质流动而形成一个灰色新月区。蛙的第一次卵裂使灰色新月区平均分配到所形成的两个卵裂球中，这两个卵裂求都具有全能性。将其分离后，两个都可以发育成正常的胚胎。但调整型发育的胚胎中也存在形态发生决定子但调整型发育的胚胎中也存在形态发生决定子的细胞质定域的细胞质定域 实验证明：1、灰色新月区含有合子形成完整胚胎 所必须的形态发生决定子。2、镶嵌型发育胚胎和调整型发育胚胎 之间的差异只是程度上的不同。v海胆的受精卵也是调整 型发育的。v第一次卵裂形成的两个 卵裂球分离后也都可以 形成完整的胚胎。v但在第3次卵裂以后，将动、植物极的卵裂球分离培养，则动物极的卵裂球形成初级外胚层的组动物极的卵裂球形成初级外胚层的组织，植物极的卵裂球形成初级内胚层组织。织，植物极的卵裂球形成初级内胚层组织。v说明动物极和植物极含有不同的形态发生决定说明动物极和植物极含有不同的形态发生决定子。这种决定子在子。这种决定子在8 8细胞时第一次分离。细胞时第一次分离。在任何动物胚胎发育过程中，细胞定型的两种发育模式都在发生作用。但在不同的动物中哪种方式起主要的作用在程度是不同的。多数无脊椎动物胚胎发育过程中，主要是细胞自主特化在发生作用，细胞间的相互作用次之，是镶嵌型发育的类型。在脊椎动物中则相反，主要是细胞的相互关系在起主要作用，细胞的自主特化起次要作用，是调整型发育的类型。把某时期某种组织原基移植到另一胚胎与原把某时期某种组织原基移植到另一胚胎与原地不同之部位，如果移植块地不同之部位，如果移植块按照在原地按照在原地情情况发育，表明在移植时已发生了分化决定；况发育，表明在移植时已发生了分化决定；如果如果按照在移植部位按照在移植部位进行发育，说明在移进行发育，说明在移植时其命运尚未决定。植时其命运尚未决定。三、细胞分化参考信息三、细胞分化参考信息（1 1）细胞核）细胞核（2 2）细胞质）细胞质（3 3）细胞间相互调控）细胞间相互调控 细胞诱导细胞诱导 细胞抑制细胞抑制 细胞识别与粘合细胞识别与粘合 其他其他四、细胞分化的调控四、细胞分化的调控内部因素内部因素外部因素外部因素1.1.细胞核在细胞分化过程中具主导作用细胞核在细胞分化过程中具主导作用 实验一 施佩曼将受精卵结扎，一半球含细胞核，施佩曼将受精卵结扎，一半球含细胞核，另一半球不含细胞核。结果有核半球能进行另一半球不含细胞核。结果有核半球能进行正常卵裂，无核则不能。在正常卵裂，无核则不能。在1616或或3232细胞期，细胞期，让一胞核通过结扎处进入无核半球，结果这让一胞核通过结扎处进入无核半球，结果这个半球也开始卵裂，并且发育成正常胚胎。个半球也开始卵裂，并且发育成正常胚胎。取一羊乳腺取一羊乳腺细胞细胞核细胞细胞核取另一羊取另一羊去核卵细胞去核卵细胞两者融合两者融合发育至发育至32细胞时移植入待细胞时移植入待孕羊子宫后代像供核之羊孕羊子宫后代像供核之羊 实验二实验二核移植实验核移植实验实验表明：实验表明：胚胎发育过程中细胞核起主导作用胚胎发育过程中细胞核起主导作用 细胞中绝大部分基因位于细胞核内染色体细胞中绝大部分基因位于细胞核内染色体上，通过转录产生上，通过转录产生mRNA进入细胞质，翻进入细胞质，翻译成各种特异性蛋白质从而决定细胞新陈译成各种特异性蛋白质从而决定细胞新陈代谢类型和个体发育方向。代谢类型和个体发育方向。细胞核的主导作用不是绝对的，核的活动受细胞核的主导作用不是绝对的，核的活动受到胞质中一些物质调控与制约到胞质中一些物质调控与制约细胞核在细胞分化中主导作用之机制细胞核在细胞分化中主导作用之机制受精卵发育形成的细胞含有相同基因受精卵发育形成的细胞含有相同基因但在发育中只有但在发育中只有5-10%基因表达基因表达(人类基因总数约人类基因总数约3万万-5万万)且表达的基因差异较大且表达的基因差异较大Why?（2）细胞质在分化过程中的作用）细胞质在分化过程中的作用1928年，施佩曼用婴儿头发将蝾螈受精卵结年，施佩曼用婴儿头发将蝾螈受精卵结扎成两个半球状，其中一个半球中含灰新月扎成两个半球状，其中一个半球中含灰新月区和细胞核，另一个不含这个区带。结果前区和细胞核，另一个不含这个区带。结果前者发育成了胚胎，后者则不能。即使后者含者发育成了胚胎，后者则不能。即使后者含有细胞核，细胞也不能分化，只能发育成没有细胞核，细胞也不能分化，只能发育成没有一定形状的团块。有一定形状的团块。实验说明：实验说明：灰新月区灰新月区(细胞质细胞质)中含某种物质，中含某种物质，只有完全具备这种物质，胚胎发育才能正常只有完全具备这种物质，胚胎发育才能正常进行。进行。l这些特殊胞质组分为形态发生决定子（这些特殊胞质组分为形态发生决定子（RNA与蛋白质）。与蛋白质）。l胞质在细胞分化中的作用：是通过胞质在细胞分化中的作用：是通过细胞质细胞质决定子决定子影响胞核基因表达，一定程度上决影响胞核基因表达，一定程度上决定细胞早期分化。定细胞早期分化。核与质间相互作用影响细胞分化核与质间相互作用影响细胞分化 互相依赖，缺一则不能生存互相依赖，缺一则不能生存核控制着遗传信息核控制着遗传信息质对核有重要调节作用质对核有重要调节作用两者通过核孔相互传递蛋白两者通过核孔相互传递蛋白来实现对细胞分化调控来实现对细胞分化调控(3)细胞间的相互作用（细胞社会学）细胞间的相互作用（细胞社会学）对细胞分化的影响对细胞分化的影响诱导诱导抑制抑制识别识别其他其他胚胎诱导胚胎诱导（induction）：胚胎发育过程中，）：胚胎发育过程中，一部分细胞影响其它细胞分化方向。一部分细胞影响其它细胞分化方向。细胞抑制细胞抑制(inhibition)：已分化细胞抑制邻近细：已分化细胞抑制邻近细胞进行相同分化。如把发育中蛙胚置于含有胞进行相同分化。如把发育中蛙胚置于含有成体蛙心碎片培养液中，胚不能产生心脏。成体蛙心碎片培养液中，胚不能产生心脏。其他：激素，细胞数量，细胞外基质等其他：激素，细胞数量，细胞外基质等细胞识别与粘合细胞识别与粘合(组织亲合性组织亲合性)：三胚层细胞混：三胚层细胞混杂培养杂培养各胚层自我挑选，相互粘着。各胚层自我挑选，相互粘着。癌细胞不能识别粘着，失去了正常细胞调控能力癌细胞不能识别粘着，失去了正常细胞调控能力1.概念概念胚胎诱导胚胎诱导：胚胎发育时期，：胚胎发育时期，部分细胞提供或传递信号，部分细胞提供或传递信号，其它细胞接受该信号，并向其它细胞接受该信号，并向特定方向分化。特定方向分化。诱导者诱导者（inductor）：）：起诱导作用的细胞或组织起诱导作用的细胞或组织反应者反应者（respondingtissue）：）：接受信号并起反应的细胞或组织。接受信号并起反应的细胞或组织。三三 胚胚 胎胎 诱诱 导导1912年年施佩曼施佩曼最早发现最早发现：两栖类发育中两栖类发育中眼泡眼泡能诱导覆盖它的能诱导覆盖它的表皮形成表皮形成晶状体晶状体诱导实验一诱导实验一过程：将迁移到内部之前过程：将迁移到内部之前的背唇切下来，移植到另的背唇切下来，移植到另一正常原肠胚腹部。一正常原肠胚腹部。结果：结果：移植物发育成第二条脊索移植物发育成第二条脊索在移植物上方出现了一条在移植物上方出现了一条神经板最后这个原肠胚发神经板最后这个原肠胚发育成一双头怪物。育成一双头怪物。诱导实验二诱导实验二实验二表明：在移植物作用实验二表明：在移植物作用下，移植物周围胚层改变了下，移植物周围胚层改变了原来发育方向原来发育方向2诱导特点诱导特点1）有权能期（）有权能期（periodofcompetence）一定时间内发生，一旦超出临界时间，一定时间内发生，一旦超出临界时间，诱导或反应能力会减退、消失诱导或反应能力会减退、消失将原肠晚期原肠顶不同部位的移植块放到早期将原肠晚期原肠顶不同部位的移植块放到早期原肠胚的囊胚腔中，会诱导不同的结构形成。原肠胚的囊胚腔中，会诱导不同的结构形成。4）诱导引起的反应细胞分化持续、不可逆）诱导引起的反应细胞分化持续、不可逆3）诱导物决定反应）诱导物决定反应细胞产生何种结构细胞产生何种结构反应细胞决定产反应细胞决定产生结构之遗传性生结构之遗传性2）诱导者异，反应异同一外胚层）诱导者异，反应异同一外胚层神经诱导物神经诱导物神经组织中胚层诱导物神经组织中胚层诱导物脊索、肌肉等脊索、肌肉等初级诱导初级诱导、次级诱导次级诱导与与三级诱导三级诱导脊索诱导神经系统形成为脊索诱导神经系统形成为初级诱导初级诱导3 3 诱导层次性诱导层次性前脑区两侧外突视前脑区两侧外突视泡诱导其外方之外泡诱导其外方之外胚层形成晶状体，胚层形成晶状体，为为次级诱导次级诱导晶状体再诱导其表晶状体再诱导其表面外胚层形成角面外胚层形成角膜，为膜，为三级诱导三级诱导诱导组织必须激活反应细胞内有关基因诱导组织必须激活反应细胞内有关基因基因表达产物又激活或抑制其他有关基因基因表达产物又激活或抑制其他有关基因细胞产生特异性蛋白从而导致分化细胞产生特异性蛋白从而导致分化 总的来说总的来说发育问题归根结底依赖于发育问题归根结底依赖于基因在发育过程中按一定时间和一定空间基因在发育过程中按一定时间和一定空间有秩序、有选择地表达有秩序、有选择地表达第三节第三节 细胞分化的基因控制细胞分化的基因控制 一、主导基因如何控制一种组织和一个一、主导基因如何控制一种组织和一个完整器官的形成完整器官的形成v主导基因主导基因(master gene)或或选择者基因选择者基因(selector gene)即为一些能够启动和控制一系列下游基一些能够启动和控制一系列下游基因表达的基因。因表达的基因。v功能功能：选择和控制一套确定细胞类型和区域：选择和控制一套确定细胞类型和区域特异性发育的基因。即主导基因的表达是特异性发育的基因。即主导基因的表达是启启动选择动选择、实现选择实现选择以及进一步以及进一步保持特定分化保持特定分化状态状态的关键。的关键。v细胞命运的决定可能就是细胞命运的决定可能就是形态发生决定子形态发生决定子特特异性地激活了异性地激活了主导基因主导基因。一、生肌蛋白基因家族为肌组织发生设定发育程序一、生肌蛋白基因家族为肌组织发生设定发育程序 1.成肌细胞决定基因成肌细胞决定基因1(MyoD1)v生肌蛋白基因家族的主导基因是生肌蛋白基因家族的主导基因是成肌细胞成肌细胞决定基因决定基因1(MyoD1)。整个成体终末分化所需整个成体终末分化所需的其它附属基因都统归在成肌细胞决定基因的其它附属基因都统归在成肌细胞决定基因的控制下。的控制下。v只要用只要用MyoD1的的mRNA转染，成纤维细胞转染，成纤维细胞及脂肪组织细胞即可被重新编程，并使其成及脂肪组织细胞即可被重新编程，并使其成为稳定而可遗传的成肌细胞。为稳定而可遗传的成肌细胞。v这说明，只要这说明，只要MyoD1被转录，这个细胞的被转录，这个细胞的命运就已经被决定成为成肌细胞，并按成肌命运就已经被决定成为成肌细胞，并按成肌细胞的分化程序进行分化。细胞的分化程序进行分化。MyoD1蛋白具有一种碱性蛋白具有一种碱性螺旋螺旋折叠折叠螺螺旋的结构域旋的结构域(bHLH)，这种结构域可结合到受，这种结构域可结合到受控基因的控制区，作为转录因子启动下游生肌控基因的控制区，作为转录因子启动下游生肌蛋白基因的表达。蛋白基因的表达。另一方面，另一方面，MyoD1蛋白还能与自身基因的上游蛋白还能与自身基因的上游调控区结合，使自身基因保持转录活性，从而调控区结合，使自身基因保持转录活性，从而扩大和维持本身的合成。该过程也叫扩大和维持本身的合成。该过程也叫自催化自催化或或者者正反馈正反馈。自催化机制保证了胚胎细胞在分裂增殖过程中，自催化机制保证了胚胎细胞在分裂增殖过程中，决定状态决定状态能被稳定下来并忠实地传递给子细胞能被稳定下来并忠实地传递给子细胞。v哺乳动物中，已知有哺乳动物中，已知有4种类似的生肌主导者种类似的生肌主导者基因：基因：MyoD1，myf-5，mrf-4和和myogenin，他们都属于同一基因家族，且序列高度相似，他们都属于同一基因家族，且序列高度相似，都是编码含有都是编码含有bHLH的转录因子。的转录因子。v将其注射到成纤维细胞种，它们都能启动将其注射到成纤维细胞种，它们都能启动肌肉分化地程序。肌肉分化地程序。vmyogenin不能被其它三种基因替换，其他不能被其它三种基因替换，其他三种可以相互替换（三种可以相互替换（geneticredundancy,遗遗传冗余）。传冗余）。2.控制眼形成的主导基因控制眼形成的主导基因eyelessv在果蝇中，在果蝇中，Eyeless突变会导致眼睛变少突变会导致眼睛变少或完全没有眼睛。或完全没有眼睛。vEyeless基因编码的蛋白质有与基因编码的蛋白质有与DNA的同的同源异型框源异型框(homeodomain)及配对框相结合及配对框相结合的两个结构域。的两个结构域。v这个主导基因的靶标可能是各种不同的这个主导基因的靶标可能是各种不同的视蛋白基因。视蛋白基因。Gehring等人将带等人将带有有UAS启动子的启动子的eyelesscDNA导入导入到含有酵母转录到含有酵母转录因子因子GAL4基因的基因的转基因果蝇卵中。转基因果蝇卵中。GAL4是一个转座是一个转座子，当其插入到子，当其插入到启动区下游时，启动区下游时，可以在果蝇的许可以在果蝇的许多器官芽中被激多器官芽中被激活而转录、翻译活而转录、翻译成蛋白质。成蛋白质。GAL4基因这种蛋白质可基因这种蛋白质可以作为转录因子与以作为转录因子与UAS启启动子特异地结合，从而启动子特异地结合，从而启动动eyeless基因的转录。基因的转录。在发育到果蝇变态在发育到果蝇变态时，许多器官中除时，许多器官中除了将自身的基因表了将自身的基因表达程序表达之外，达程序表达之外，eyelesscDNA也被也被GAL4转录因子启转录因子启动表达。动表达。由于由于eyeless基因是一个主导基因，成复眼的基因基因是一个主导基因，成复眼的基因表达程序就在许多器官芽中被启动。结果在转基表达程序就在许多器官芽中被启动。结果在转基因果蝇的腿上、翅膀上等都额外长出了眼睛。最因果蝇的腿上、翅膀上等都额外长出了眼睛。最多的一个果蝇体上长出了多达多的一个果蝇体上长出了多达14个眼睛。个眼睛。3.同源异型基因的同源异型基因的主要特性主要特性在细胞分化决定过程中，负责作出决定的主导在细胞分化决定过程中，负责作出决定的主导基因或选择者基因是同源异型基因。基因或选择者基因是同源异型基因。1）它们都有一种高度保守的基本序列，即）它们都有一种高度保守的基本序列，即同同源异型框源异型框，在果蝇中叫做，在果蝇中叫做HOM序列序列。其所编。其所编码的蛋白叫码的蛋白叫同源异型域结构域同源异型域结构域，一种由，一种由6070个氨基酸组成的，在立体结构上为个氨基酸组成的，在立体结构上为螺旋螺旋折折叠叠螺旋的结构域（螺旋的结构域（HLH）结构。）结构。2）同源异型基因编码的蛋白质是转录因子，）同源异型基因编码的蛋白质是转录因子，除了能通过除了能通过HLH结构域特异地结合并激活结构域特异地结合并激活所控制的下属基因，也能结合到自身基因所控制的下属基因，也能结合到自身基因的启动区，使自身处于适当的转录活性水的启动区，使自身处于适当的转录活性水平。平。3）典型的同源异型基因不参与基本躯干的）典型的同源异型基因不参与基本躯干的构建，而是作为主导基因，选择一个分化构建，而是作为主导基因，选择一个分化程序。程序。homeodomain能够识别能够识别它所控制的基因的启动它所控制的基因的启动子中特异的序列。子中特异的序列。4）大部分同源异型选择者基因集中分布在几条大部分同源异型选择者基因集中分布在几条染色体上，而且在染色体上的排列顺序与其在染色体上，而且在染色体上的排列顺序与其在体内的时空表达模式相对应体内的时空表达模式相对应，二者之间存在着，二者之间存在着一种近似线性的关系。一种近似线性的关系。如果使控制胸部发育的如果使控制胸部发育的HOX基因在颈部表达，基因在颈部表达，就会在颈部形成胸部的结构。就会在颈部形成胸部的结构。1、DNA甲基化甲基化v真核生物真核生物DNA中，通过加进一个甲基基团后，中，通过加进一个甲基基团后，胞嘧啶可以转变成位胞嘧啶可以转变成位5甲基胞嘧啶。这种甲甲基胞嘧啶。这种甲基化只在基化只在CG碱基对上发生，即碱基对上发生，即C*-G-。这种。这种甲基化模式可以传递到子细胞中。甲基化模式可以传递到子细胞中。v哺乳动物中，大约哺乳动物中，大约70的的CG序列会被甲基化。序列会被甲基化。1.DNA甲基化甲基化 二、发育过程中不表达基因如何保持二、发育过程中不表达基因如何保持沉默沉默DNA甲基化可改变甲基化可改变DNA与蛋白质的相互关系，与蛋白质的相互关系，调节被甲基化基因的表达活性。一般说来，甲调节被甲基化基因的表达活性。一般说来，甲基化程度高会导致被甲基化的基因转录水平低。基化程度高会导致被甲基化的基因转录水平低。2、异染色质化、异染色质化v在异染色质化过程中，染色体会进入一种高度在异染色质化过程中，染色体会进入一种高度固缩的状态。常染色质变成异染色质会停止或妨固缩的状态。常染色质变成异染色质会停止或妨碍转录。子细胞可承袭异染色质化的模式。碍转录。子细胞可承袭异染色质化的模式。v异染色质上有一种特殊的异染色质上有一种特殊的DNA固缩蛋白。蛋白固缩蛋白。蛋白质通过聚集靠近在一起而使质通过聚集靠近在一起而使DNA折叠压缩。果折叠压缩。果蝇的蝇的polycomb基因所编码的蛋白就类似于这种基因所编码的蛋白就类似于这种蛋白。蛋白。v哺乳动物为了补偿哺乳动物为了补偿X染色体拷贝数的失衡，通染色体拷贝数的失衡，通过异染色质化，使一条过异染色质化，使一条X染色体固缩成巴氏小体。染色体固缩成巴氏小体。