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细胞分化与细胞、胚胎技术

细胞分化

  • 一般来说,细胞分化程度越高,细胞分裂的能力就越低,高度分化的细胞往往不再发生分裂增殖。
  • 全能性:
    1. 植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)
    2. 受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞
    3. 幼嫩的细胞>衰老的细胞
    4. 分化程度低的细胞>分化程度高的细胞(一般情况)
    5. 细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞
  • 干细胞
    名称 特点 实例
    全能干细胞 可分化成各种细胞,构成各种组织和器官,最终法语成完整的个体 受精卵及其卵裂早期的细胞
    多能干细胞 可发育形成一种器官的多种组织,但不能发育成完整个体 造血干细胞
    专能干细胞 只能分化成某一类型的细胞 神经干细胞

细胞工程

植物体细胞杂交技术

  • 原理:植物细胞具有全能性
  1. 纤维素酶、果胶酶处理去掉细胞壁得到原生质体
  2. PEG(聚乙二醇)、离心、振动、电激诱导细胞融合
  3. 再生出细胞壁(融合完成的标志)
  4. 植物组织培养(外植体、脱分化、愈伤组织、胚状体、再分化)
  5. 杂种植株
  • 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束
  • 意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍

动物细胞培养

  • 地位:其他动物细胞工程技术的基础
  1. 取动物组织块(剪碎、胶原蛋白酶或胰蛋白酶处理)
  2. 配置细胞悬液
  3. 原代培养(贴壁生长、接触抑制)
  4. 传代培养
    • 做法:用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理后分瓶培养。
    • 特点:10-50代左右时增值缓慢,甚至停止。部分细胞成为不死细胞。
  • 无菌、无毒
  • 定期换培养液,清理代谢废物
  • 加抗生素
  • 加血浆、血清
  • 5%CO2CO_2维持pH

动物体细胞核移植技术

  • 供体细胞一般选优良动物的传代10代以内的细胞。
  • 受体细胞一般为M2中期的次级卵母细胞(体积大易操作、有刺激全能型表达的物质、营养丰富)。
  • 无性繁殖
  • 核移植时,一般先用电刺激使受体细胞融合,再用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育过程。

动物细胞融合和单克隆抗体

  • 原理:细胞膜具有一定的流动性
  1. 离心、振动、电激、PEG、灭活病毒
  2. 两次筛选
    • 第一次:筛出AB型细胞。
    • 第二次:筛出能产生特定抗体的AB型细胞。
  3. 还需要专一抗体检测和克隆性培养
  4. 杂交瘤特点:既能迅速大量繁殖,又能产生专一抗体。
  5. 单克隆抗体特点:特异性强,灵敏度高,可大量制备。

胚胎工程

早期胚胎发育

时期 特点
受精卵 -
卵裂期 有丝分裂、细胞增多、总体积不变或减少
桑椹胚 32个细胞、都具有全能型
时期 结构
囊胚 内细胞团(胎儿)、滋养层细胞(胎膜、胎盘)、囊胚腔(液体)
原肠胚 外胚层(内细胞团表层)、内胚层(内细胞团下方)
中胚层、原肠腔(由内胚层包围的囊胚)

体内受精

  1. 精子获能(能力)
    • 高尔基体——头部的顶体
    • 中心体——精子的尾
    • 线粒体——精子尾基部的线粒体鞘膜
    • 其他物质——原生质滴(最后脱落)
  2. M2中期卵子具有受精能力
  3. 顶体反应
  4. 透明带反应——防止多精入卵第一道屏障
  5. 卵黄膜反应——防止多精入卵第二道屏障
  6. 雌雄原核融合
  7. 透明带和卵黄膜之间出现两个极体(受精完成标志)

体外受精与胚胎的早期培养

  • 冲取卵子、活体取卵、已屠宰母畜卵巢(培养到M2中期才可受精)
  • 胚胎培养液:两盐(有机盐、无机盐)、两素(维生素、激素)、两酸(氨基酸、核苷酸)、水、动物血清。

胚胎分割

  • 桑椹胚、囊胚
  • 均等分割

胚胎移植

  • 同期发情
  • 促性腺激素超数排卵
  • 胚胎收集(冲卵
  • 充分发挥雌性优良个体的繁殖潜能。

胚胎干细胞(ES, EK)

  • 是由早期胚胎或原始性腺中分离的一类细胞。
  • 具有发育全能型
  • 饲养层细胞诱导分裂;不加,直接分化。

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