細(xì)胞凋亡基因

1、整理課件1細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡基因基因 郄銀東郄銀東 整理課件2細(xì)胞凋亡是多細(xì)胞有機(jī)體內(nèi)受復(fù)雜遺傳機(jī)制調(diào)控，維護(hù)機(jī)體正常生長(zhǎng)細(xì)胞凋亡是多細(xì)胞有機(jī)體內(nèi)受復(fù)雜遺傳機(jī)制調(diào)控，維護(hù)機(jī)體正常生長(zhǎng)發(fā)育及維護(hù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要生理過程，是教學(xué)的重點(diǎn)，也是教學(xué)難發(fā)育及維護(hù)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要生理過程，是教學(xué)的重點(diǎn)，也是教學(xué)難點(diǎn)。點(diǎn)。蘇教版高中生物在必修蘇教版高中生物在必修1 1教科書第教科書第9191頁作出頁作出 “細(xì)胞凋亡是一個(gè)主細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)由基因決定的細(xì)胞程序化或自行結(jié)束生命的過程動(dòng)由基因決定的細(xì)胞程序化或自行結(jié)束生命的過程”。這一概念精準(zhǔn)。這一概念精準(zhǔn)描述了基因在細(xì)胞凋亡中的控制作用。描述了基因在細(xì)胞凋亡中

2、的控制作用。但教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有些教師對(duì)但教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有些教師對(duì)這一重要概念的認(rèn)識(shí)還不夠清晰，這一重要概念的認(rèn)識(shí)還不夠清晰，例如例如 ，一道相關(guān)命題及其答案是，一道相關(guān)命題及其答案是“下列無基因表達(dá)過程發(fā)生的是（答案選下列無基因表達(dá)過程發(fā)生的是（答案選D D）：）：A A、細(xì)胞增殖、細(xì)胞增殖 B B、細(xì)胞、細(xì)胞分化分化 C C、細(xì)胞衰老、細(xì)胞衰老 D D、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞凋亡”。從該命題及其答案可看出未能真從該命題及其答案可看出未能真正理解細(xì)胞凋亡機(jī)理是一個(gè)由基因參與的復(fù)雜調(diào)控過程，沒有認(rèn)識(shí)到正理解細(xì)胞凋亡機(jī)理是一個(gè)由基因參與的復(fù)雜調(diào)控過程，沒有認(rèn)識(shí)到細(xì)胞凋亡過程中必然發(fā)生一系列的基因表達(dá)。下面

3、針對(duì)細(xì)胞凋亡過程中必然發(fā)生一系列的基因表達(dá)。下面針對(duì)“細(xì)胞凋亡機(jī)細(xì)胞凋亡機(jī)制與相關(guān)基因制與相關(guān)基因”這一問題與老師們共同探討。這一問題與老師們共同探討。 整理課件31 1、細(xì)胞凋亡的過程（大致可分為四個(gè)階段）：、細(xì)胞凋亡的過程（大致可分為四個(gè)階段）： （ 1 1 ）凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素（誘導(dǎo)性因素：激素，生長(zhǎng)當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的凋亡誘導(dǎo)因素（誘導(dǎo)性因素：激素，生長(zhǎng)因子、理化因素、免疫、微生物等）與被作用的細(xì)胞死亡因子、理化因素、免疫、微生物等）與被作用的細(xì)胞死亡受體結(jié)合后，細(xì)胞產(chǎn)生復(fù)雜的生化反應(yīng)，并形成與凋亡有受體結(jié)合后，細(xì)胞產(chǎn)生復(fù)雜的生化反應(yīng)，并形成與凋亡有關(guān)的啟動(dòng)信

4、號(hào)（死亡信號(hào)）：關(guān)的啟動(dòng)信號(hào)（死亡信號(hào)）：Ca2+Ca2+、 cAMPcAMP、 神經(jīng)酰胺。神經(jīng)酰胺。舉例：舉例：CaCa2+2+ 在細(xì)胞凋亡中充當(dāng)?shù)蛲鲂盘?hào)傳遞的角色。例在細(xì)胞凋亡中充當(dāng)?shù)蛲鲂盘?hào)傳遞的角色。例如，人為提高如，人為提高 B B 淋巴細(xì)胞內(nèi)淋巴細(xì)胞內(nèi) CaCa2+2+ 的水平，可誘導(dǎo)的水平，可誘導(dǎo) B B 淋巴淋巴細(xì)胞的凋亡。細(xì)胞的凋亡。鈣穩(wěn)態(tài)失衡引起凋亡的主要原因：鈣穩(wěn)態(tài)失衡引起凋亡的主要原因： Ca 2+Ca 2+促使核小體間酶切位點(diǎn)暴露、激活促使核小體間酶切位點(diǎn)暴露、激活Ca2+/Mg 2+Ca2+/Mg 2+依依賴的核酸內(nèi)切酶，降解賴的核酸內(nèi)切酶，降解DNADNA鏈，形成凋

5、亡小體。鏈，形成凋亡小體。 整理課件4死亡受體：死亡受體：到目前為止共發(fā)現(xiàn)到目前為止共發(fā)現(xiàn)8 8種死亡受體，其中種死亡受體，其中TNFTNF受體受體1 1和和FasFas被研究的最多，它們均通過其被研究的最多，它們均通過其配體而被激活起作用。配體而被激活起作用。FasFas和和TNF-TNF-可以活可以活化死亡復(fù)合體，然后由死亡復(fù)合體激活一化死亡復(fù)合體，然后由死亡復(fù)合體激活一系列的上游細(xì)胞凋亡執(zhí)行者系列的上游細(xì)胞凋亡執(zhí)行者凋亡蛋白凋亡蛋白酶，再由它激活下游的細(xì)胞凋亡執(zhí)行者酶，再由它激活下游的細(xì)胞凋亡執(zhí)行者凋亡蛋白酶來執(zhí)行促使細(xì)胞凋亡的作用凋亡蛋白酶來執(zhí)行促使細(xì)胞凋亡的作用。 整理課件5（ 2

6、2 ）凋亡基因激活，表達(dá)相關(guān)酶類和其他物質(zhì)）凋亡基因激活，表達(dá)相關(guān)酶類和其他物質(zhì)調(diào)控的凋亡基因在接受死亡信號(hào)后，開始按預(yù)定程序啟調(diào)控的凋亡基因在接受死亡信號(hào)后，開始按預(yù)定程序啟動(dòng)，并合成執(zhí)行凋亡所需的各種酶和相關(guān)物質(zhì)。目前在動(dòng)，并合成執(zhí)行凋亡所需的各種酶和相關(guān)物質(zhì)。目前在哺乳動(dòng)物中已鑒定出至少哺乳動(dòng)物中已鑒定出至少1515種種Bcl-2Bcl-2促進(jìn)和抑制細(xì)胞凋促進(jìn)和抑制細(xì)胞凋亡蛋白。它們可以分成兩大類：促進(jìn)細(xì)胞凋亡的，如亡蛋白。它們可以分成兩大類：促進(jìn)細(xì)胞凋亡的，如BaxBax、BakBak、BokBok Bcl-xSBcl-xS、BagBag、BidBid、HrkHrk、BNIP3BNIP

7、3、BimLBimL、EGLEGL、BlkBlk和和BadBad；抑制細(xì)胞凋亡的，如；抑制細(xì)胞凋亡的，如Bcl-2Bcl-2、Bcl-xLBcl-xL、Bcl-wBcl-w、Mcl-1Mcl-1、Bfl-1Bfl-1、Brg-1Brg-1、和、和A1A1。促進(jìn)和抑制細(xì)。促進(jìn)和抑制細(xì)胞凋亡的胞凋亡的Bcl-2Bcl-2家族成員能結(jié)伴形成同源或異源二聚體家族成員能結(jié)伴形成同源或異源二聚體?？辜?xì)胞凋亡的?？辜?xì)胞凋亡的Bcl-2Bcl-2家族成員可以與線粒體結(jié)合抑制家族成員可以與線粒體結(jié)合抑制其釋放細(xì)胞色素其釋放細(xì)胞色素C C，發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡的作用。研究表明，發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡的作用。研究表明當(dāng)當(dāng)Bcl-

8、2/BaxBax/BaxBcl-2/BaxBax/Bax時(shí)，細(xì)胞趨向于存活，當(dāng)時(shí)，細(xì)胞趨向于存活，當(dāng)Bcl-Bcl-2/Bax2/BaxBax/BaxBax/Bax時(shí)，細(xì)胞趨向于凋亡。時(shí)，細(xì)胞趨向于凋亡。 整理課件6附：凋亡相關(guān)基因附：凋亡相關(guān)基因抑制凋亡基因：抑制凋亡基因：bcl-2bcl-2促進(jìn)凋亡基因：促進(jìn)凋亡基因： fasfas，P53P53雙向調(diào)控基因：雙向調(diào)控基因： c-mycc-myc，bclxbclx例如：促進(jìn)凋亡基因例如：促進(jìn)凋亡基因P53P53：在細(xì)胞分裂：在細(xì)胞分裂G1G1期發(fā)揮卡點(diǎn)期發(fā)揮卡點(diǎn)功能功能缺陷缺陷DNADNA啟動(dòng)凋亡；抑制凋亡基因啟動(dòng)凋亡；抑制凋亡基因bcl-

9、2bcl-2抗凋亡抗凋亡機(jī)制是：機(jī)制是：直接的抗氧化，抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質(zhì)直接的抗氧化，抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質(zhì)，抑制促凋亡的，抑制促凋亡的BaxBax，BakBak細(xì)胞毒作用，抑制細(xì)胞毒作用，抑制CascadesCascades激活，維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)，抑制激活，維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)，抑制Ca2+/Mg 2+Ca2+/Mg 2+依依賴的核酸內(nèi)切酶對(duì)降解賴的核酸內(nèi)切酶對(duì)降解DNADNA鏈的降解。鏈的降解。 整理課件7（ 3 3 ）凋亡的執(zhí)行）凋亡的執(zhí)行被激活的凋亡基因表達(dá)出的一組被激活的凋亡基因表達(dá)出的一組細(xì)胞凋亡執(zhí)行者細(xì)胞凋亡執(zhí)行者凋亡蛋白酶凋亡蛋白酶被激活（至少有被激活（至少有1313個(gè)

10、成員）個(gè)成員）使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)全面解體。例如，使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)全面解體。例如，核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶執(zhí)行染色質(zhì)執(zhí)行染色質(zhì)DNADNA切割，徹底破壞細(xì)胞的生物命令切割，徹底破壞細(xì)胞的生物命令系統(tǒng)。系統(tǒng)。 整理課件8整理課件9（ 4 4 ）出現(xiàn)細(xì)胞膜磷脂酰絲氨酸外翻（由細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)），膜反折包）出現(xiàn)細(xì)胞膜磷脂酰絲氨酸外翻（由細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向膜外側(cè)），膜反折包裹胞內(nèi)物（染色質(zhì)斷裂成片斷），形成凋亡小體被吞噬等。裹胞內(nèi)物（染色質(zhì)斷裂成片斷），形成凋亡小體被吞噬等。附：凋亡時(shí)細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變示意圖附：凋亡時(shí)細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變示意圖凋亡小體被鄰近的細(xì)胞或巨噬細(xì)胞識(shí)別吞食及消化。該過程一般較快，從凋亡凋亡小體被鄰近的細(xì)胞或巨噬細(xì)胞識(shí)別吞食及消化。該過程一般較快，從凋亡開始到凋亡小體形成不過幾分鐘的時(shí)間，整個(gè)凋亡過程大約持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。開始到凋亡小體形成不過幾分鐘的時(shí)間，整個(gè)凋亡過程大約持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。整理課件10凋亡小體被鄰近的細(xì)胞或巨噬細(xì)胞識(shí)別吞食及消凋亡小體被鄰近的細(xì)胞或巨噬細(xì)胞識(shí)別吞食及消化。該過程一般較快，從凋亡開始到凋亡小體形化。該過程一般較快，從凋亡開始到凋亡小體形成不過幾分鐘的時(shí)間，整個(gè)凋亡過程大約持續(xù)幾成不過幾分鐘的時(shí)間，整個(gè)凋亡過程大約持續(xù)幾個(gè)小時(shí)。個(gè)小時(shí)。從細(xì)胞凋亡的過程看，