細胞生物學(xué)考試重點部分.ppt

1 第四章細胞質(zhì)膜 2 本章小結(jié) 細胞膜與其他生物膜一樣都是由膜脂與膜蛋白構(gòu)成的 膜脂主要包括磷脂 鞘脂和膽固醇 磷脂是構(gòu)成膜的主要成分 主要包括磷脂酰膽堿 磷脂酰絲氨酸 磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等 鞘脂是鞘氨醇的衍生物 主要包括神經(jīng)酰胺 腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂等 膜蛋白可分為內(nèi)在蛋白 外在蛋白和脂錨定蛋白3大類 3 內(nèi)在蛋白可以 單次或多次螺旋 折疊片或形成大復(fù)合物的方式與膜脂結(jié)合 外在蛋白靠離子鍵或其他弱鍵與膜內(nèi)在蛋白或膜脂結(jié)合 脂錨定蛋白通過與之共價相連的脂肪酸 質(zhì)膜內(nèi)側(cè) 或糖基磷脂酰肌醇 質(zhì)膜外側(cè) 錨定在質(zhì)膜上 膜的流動性與膜的不對稱性是生物膜的最基本特性 4 膜的流動性表現(xiàn) 膜脂分子具有側(cè)向擴散 旋轉(zhuǎn)運動 彎曲運動與翻轉(zhuǎn)運動 膜蛋白具有側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)運動 但不具備翻轉(zhuǎn)運動 膜的不對稱性表現(xiàn) 膜脂分布的不對稱性 質(zhì)膜外小頁SM PC多 質(zhì)膜內(nèi)小頁PS PE多 膜蛋白的不對稱性 糖蛋白全部分布于質(zhì)膜外小頁面 5 各種不同的膜蛋白與膜脂分子的協(xié)同作用不僅為細胞的生命活動提供了穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境 而且還行駛著物質(zhì)轉(zhuǎn)運 信號傳遞 細胞識別等多種復(fù)雜的功能 胞膜窖是近年來發(fā)現(xiàn)的新的細胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu) 可能是窖蛋白與脂筏結(jié)合形成的一種特殊結(jié)構(gòu) 在細胞的胞飲 蛋白質(zhì)分選 膽固醇的發(fā)生 信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 腫瘤的發(fā)生中具有重要作用 膜骨架是細胞質(zhì)膜與膜內(nèi)的細胞骨架纖維形成的復(fù)合結(jié)構(gòu) 它參與維持細胞的形態(tài) 并協(xié)助細胞質(zhì)膜完成多種的生理功能 6 難點與重點 膜脂與膜蛋白的主要類型不同膜蛋白與膜脂的結(jié)合方式膜脂與膜蛋白的運動方式膜的流動性與不對稱性特征細胞質(zhì)膜的基本功能紅細胞膜骨架的基本結(jié)構(gòu) 7 第十五章細胞社會的聯(lián)系 細胞連接 細胞黏著和細胞外基質(zhì) 8 本章小結(jié) 多細胞生物中 細胞不是獨立存在的 細胞與其他細胞以及與細胞外基質(zhì)間相互作用 相互制約 相互依存 對細胞的存活 發(fā)育 遷移 增殖 形態(tài)以及基因的差異表達產(chǎn)生重要的調(diào)控作用 細胞連接主要有3種類型 封閉連接 錨定連接和通訊連接 封閉連接以緊密連接為代表 主要由相鄰細胞質(zhì)膜的封閉蛋白 occludin 和claudin緊緊靠在一起 形成封閉的嵴線 可形成滲透屏障 阻止溶液中的分子通過細胞間隙 并限制膜蛋白和膜脂分子擴散 維持上皮細胞的極性 9 錨定連接包括與中間纖維相關(guān)的橋粒 半橋粒和與肌動蛋白絲相關(guān)的黏合帶 黏合斑 橋粒和黏合帶介導(dǎo)細胞間的連接 而半橋粒和黏合斑介導(dǎo)細胞與細胞外基質(zhì)的連接 錨定連接通過細胞骨架 中間纖維和微絲 將細胞與細胞 細胞與細胞外基質(zhì)聯(lián)系在一起 增強了組織的抗機械力 通訊連接包括 間隙連接 化學(xué)突觸 胞間連絲 間隙連接由相鄰細胞膜上的兩個連接子相對構(gòu)成 在細胞間代謝耦聯(lián)和電耦聯(lián)中發(fā)揮作用 化學(xué)突觸通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動 胞間連絲是高等植物細胞間物質(zhì)與信息交流的通道 10 細胞表面的黏著分子有4大類 鈣黏蛋白 選擇素 免疫蛋白超家族 IgSF 及整聯(lián)蛋白 除免疫蛋白超家族外 其余黏著分子介導(dǎo)細胞間或細胞與細胞外基質(zhì)間的黏著都是Ca2 依賴性的 鈣黏蛋白是一種同親型結(jié)合 Ca2 依賴的細胞黏著糖蛋白 對胚胎發(fā)育中的細胞識別 遷移和組織分化以及成體組織器官構(gòu)成具有主要作用 選擇素是一類異親型結(jié)合 Ca2 依賴的細胞黏著分子 主要參與白細胞與血管內(nèi)皮細胞之間的識別與黏著 幫助白細胞從血液進入炎癥部位 11 免疫蛋白超家族是分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似的結(jié)構(gòu)域的細胞黏著分子超家族 既可介導(dǎo)同親型細胞黏著 又可介導(dǎo)異親型細胞黏著 大多數(shù)IgSF介導(dǎo)淋巴細胞與需要進行免疫反應(yīng)的細胞 如巨噬細胞 淋巴細胞 間的黏著反應(yīng) 整聯(lián)蛋白普遍存在于脊椎動物細胞表面 屬于異親型結(jié)合 Ca2 或Mg2 依賴性的細胞黏著分子 介導(dǎo)細胞與細胞之間或細胞與胞外基質(zhì)間的黏著 同時整聯(lián)蛋白還參與信號傳遞 調(diào)節(jié)細胞增殖 生長 生存 凋亡等重要生命活動 12 動物細胞胞外基質(zhì)成分主要有3種類型 結(jié)構(gòu)蛋白 包括膠原蛋白與彈性蛋白 分別賦予胞外基質(zhì)強度和韌性 糖胺聚糖與蛋白聚糖 賦予胞外基質(zhì)抗壓的能力 粘連糖蛋白 包括纖連蛋白和層連蛋白 有助于細胞粘連到胞外基質(zhì)上 膠原是胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白 其基本結(jié)構(gòu)單位為原膠原 是由三條多肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu) 肽鏈的一級結(jié)構(gòu)具有 Gly X Y n重復(fù)單位 X常為脯氨酸 Y常為羥脯氨酸或羥賴氨酸 彈性蛋白是彈性纖維的主要成分 是高度疏水的非糖基化蛋白 沒有Gly X Y序列 13 糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的不分支的長鏈多糖 構(gòu)成糖胺聚糖的二糖單位有透明質(zhì)酸 硫酸軟骨素 硫酸皮膚素 肝素和硫酸角質(zhì)素等 蛋白聚糖是由糖胺聚糖 除透明質(zhì)酸外 與核心蛋白共價連接形成的大分子 纖連蛋白 FN 由兩條相似肽鏈在C端由兩個二硫鍵交聯(lián)形成的V形二聚體 每條肽鏈上有與膠原 血纖蛋白以及同細胞表面整聯(lián)蛋白結(jié)合的RGD序列等結(jié)合位點 層粘連蛋白 LN 是由一條重鏈和兩條輕鏈通過二硫鍵連接形成的十字形結(jié)構(gòu) 含一條長臂及三條相似的短臂 具有同IV型膠原 肝素和細胞表面整聯(lián)蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu)域 14 粘連糖蛋白通過分子上的RGD序列將細胞外基質(zhì)與細胞膜表面整聯(lián)蛋白結(jié)合在一起 使得細胞外基質(zhì)不僅提供細胞外的網(wǎng)架賦予組織以抗壓和抗張力的機械性能 而且還與細胞的增殖 分化和凋亡等重要生命活動有關(guān) 細胞外被是指細胞表面質(zhì)膜的糖膜或糖蛋白形成的包被 起保護細胞和細胞識別的作用 細胞壁是植物細胞的胞外基質(zhì) 主要成分是纖維素 半纖維素 果膠質(zhì) 木質(zhì)素等 植物細胞依次形成中膠層 初生細胞壁和次生細胞壁 15 重點與難點 細胞連接的類型 結(jié)構(gòu)與功能細胞黏著分子的類型及其特性胞外基質(zhì)的主要成分 分子結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)功能 16 第五章物質(zhì)的跨膜運輸 17 本章小結(jié) 細胞質(zhì)膜具有選擇通透性 是細胞與細胞外環(huán)境之間物質(zhì)運輸?shù)钠琳?廣義的細胞物質(zhì)運輸包括跨膜運輸 胞內(nèi)運輸與轉(zhuǎn)細胞運輸 幾乎所有小的有機分子和帶電荷的無機離子的跨膜運輸都需要膜運輸?shù)鞍?膜轉(zhuǎn)運蛋白包括 載體蛋白 通道蛋白以及微生物分泌的離子載體 載體蛋白是多次跨膜的整合蛋白 每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合 通過構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)分子的被動或主動跨膜運轉(zhuǎn) 18 通道蛋白形成跨膜的親水性通道 介導(dǎo)溶質(zhì)的被動跨膜運輸 可分為離子通道與水通道 根據(jù)應(yīng)答信號的不同 離子通道可分為 電壓門通道 配體門通道和壓力激活通道 離子通道具有3個顯著特征 具有離子選擇性 不與轉(zhuǎn)運離子結(jié)合 轉(zhuǎn)運速率高且無飽和性 非連續(xù)性開放而是門控的 水通道是細胞膜上四個相同水通道蛋白亞基構(gòu)成的四聚體 每個亞基為6次跨膜蛋白 特異性被動轉(zhuǎn)運水 19 離子載體大多是微生物合成的小的疏水分子 溶于膜的脂雙層中 能保護帶電離子被動通過脂雙層 可分為通道形成離子載體 短桿菌肽 和可動離子載體 纈氨霉素 物質(zhì)的跨膜運輸分為被動運輸與主動運輸 載體蛋白既有介導(dǎo)被動運輸?shù)妮d體又有介導(dǎo)主動運輸?shù)妮d體 而通道蛋白只介導(dǎo)被動運輸 被動運輸是指通過簡單擴散或協(xié)助擴散實現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜運輸 協(xié)助擴散需載體蛋白參與 具有運輸物質(zhì)的選擇性和轉(zhuǎn)運飽和性 比簡單擴散高幾個數(shù)量級 20 主動運輸是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)進行跨膜轉(zhuǎn)運的方式 主動運輸需要與某種釋放能量的過程相耦聯(lián) 主動運輸可分為ATP直接提供能量 ATP驅(qū)動泵 ATP間接提供能量 協(xié)同運輸 和光能驅(qū)動3種類型 ATP直接提供能量的主動運輸可分為4類 P 型離子泵 V 型離子泵 F 型離子泵和ABC超家族 前3種只轉(zhuǎn)運離子 后一種主要轉(zhuǎn)運小分子 21 P 型離子泵包括 Na K 泵 Ca2 泵 P 型H 泵等 在轉(zhuǎn)運離子過程中 P 型離子泵發(fā)生磷酸化與去磷酸化引起構(gòu)象改變 實現(xiàn)離子跨膜轉(zhuǎn)運 Na K 泵每個循環(huán)消耗1個ATP泵出3個Na 泵入2個K 動物細胞借助Na K 泵維持細胞滲透平衡 同時利用胞外高濃度的Na 所儲存的能量 通過協(xié)同運輸從胞外攝取營養(yǎng) 植物細胞 真菌和細菌質(zhì)膜上沒有Na K 泵而具有P 型H 泵 將H 泵出細胞 建立跨膜H 的電化學(xué)勢 驅(qū)動細胞的協(xié)同運輸 Ca2 泵每消耗1分子ATP泵出2個Ca2 Ca2 泵將Ca2 泵出細胞或泵入細胞內(nèi)鈣庫 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 線粒體等 維持細胞內(nèi)低濃度的Ca2 22 V 型離子泵 F 型離子泵結(jié)構(gòu)相似但功能不同 V 型離子泵分布于動物細胞胞內(nèi)體 溶酶體和植物細胞液泡膜上等 是利用ATP水解供能從細胞質(zhì)基質(zhì)中逆H 電化學(xué)梯度泵出H 進入細胞器 以維持基質(zhì)pH中性和細胞器內(nèi)pH酸性 F 型離子泵又稱為H ATP合酶 分布于細菌質(zhì)膜 線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體膜上 利用H 順濃度梯度運動所釋放的能量合成ATP ABC超家族由2個跨膜結(jié)構(gòu)域 T 和2個胞質(zhì)側(cè)ATP結(jié)合域 A 構(gòu)成 T結(jié)構(gòu)域形成運輸分子的跨膜通道 正常生理條件下 ABC蛋白是細菌質(zhì)膜上糖 氨基酸 磷脂和肽的轉(zhuǎn)運蛋白 是哺乳類細胞親脂性藥物 膽固醇和其他小分子的轉(zhuǎn)運蛋白 23 協(xié)同轉(zhuǎn)運是一類由Na K 泵 或H 泵 與載體蛋白協(xié)同作用 靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式 可分為同向轉(zhuǎn)運和反向轉(zhuǎn)運 真核細胞通過胞吞作用和胞吐作用完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸 又稱為批量運輸 胞吞作用又可分為胞飲作用和吞噬作用 胞飲作用是所有真核細胞都具有的一個連續(xù)發(fā)生的過程 攝入溶液和分子 胞飲泡的形成多為受體介導(dǎo)的過程 需要網(wǎng)格蛋白 結(jié)合素蛋白等參與 吞噬作用是某些特化的細胞具有的信號觸發(fā)過程 攝入大的顆粒性物質(zhì) 需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助 24 胞吐作用是將細胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜運出細胞的過程 可分為組成型胞吐途徑和調(diào)節(jié)型胞吐途徑 組成型胞吐是所有真核細胞都有的胞吐 其缺省途徑是 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 分泌泡 細胞表面 調(diào)節(jié)型胞吐是特化的分泌細胞受到信號刺激是 儲存于細胞內(nèi)的分泌泡與質(zhì)膜融合釋放內(nèi)含物的途徑 胞吞作用與胞吐作用均涉及膜的融合 需要細胞提供為此提供能量 因此屬于主動運輸 胞吞作用與胞吐作用的動態(tài)過程對質(zhì)膜更新 膜流 和維持細胞的生存與生長是必要的 25 難點與重點 膜轉(zhuǎn)運蛋白的類型和功能被動運輸?shù)闹饕愋秃透髯蕴攸c主動運輸?shù)?種主要類型ATP驅(qū)動泵的類型及其作用機制協(xié)同運輸?shù)膬煞N主要類型胞飲作用與吞噬作用的聯(lián)系與區(qū)別組成型胞吐與調(diào)節(jié)型胞吞的聯(lián)系與區(qū)別 26 第六章線粒體 27 本章小結(jié) 線粒體和葉綠體都具有雙層膜結(jié)構(gòu) 都具有內(nèi)外膜 膜間隙和基質(zhì) 外膜含有通透性高的孔蛋白 內(nèi)膜通透性低 線粒體向內(nèi)折疊形成嵴 葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成嵴 但具有膜結(jié)構(gòu)的類囊體 線粒體是氧化代謝的中心 糖酵解生成的丙酮酸進入線粒體基質(zhì) 經(jīng)TCA生成CO2 NADH或FADH2 電子進入呼吸鏈進行氧化磷酸化 最后生成ATP和水 線粒體內(nèi)膜上分布有由黃素蛋白 細胞色素 泛醌 鐵硫蛋白和銅原子組成的4種電子傳遞復(fù)合物 I II III IV 由復(fù)合物I III IV組成NADH 主 呼吸鏈 由復(fù)合物II III IV組成FADH2 次 呼吸鏈 28 來自NADH和FADH2的電子經(jīng)呼吸鏈傳遞到O2 在此過程中釋放的能量將線粒體基質(zhì)中的H 轉(zhuǎn)移到膜間隙 以此建立H 動力勢 H 在沿ATP合酶跨膜回流時 驅(qū)動ATP合酶合成ATP ATP合酶由F1頭部和F0基部兩部分構(gòu)成 F1頭部含有催化位點 F0基部形成一個H 通道 H 由此通道從膜間隙轉(zhuǎn)運到基質(zhì)時 驅(qū)動F0基部旋轉(zhuǎn) 繼而帶動與其相連 亞基的旋轉(zhuǎn) 引發(fā)ATP合酶F1催化位點的構(gòu)象改變 從而驅(qū)動ATP的生成 29 線粒體和葉綠體都為半自主性細胞器 在基質(zhì)中含有環(huán)狀DNA RNA 核糖體等 可合成自身編碼的蛋白質(zhì) 但構(gòu)成線粒體和葉綠體的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)都是由核DNA編碼并在細胞質(zhì)基質(zhì)中合成后通過跨膜轉(zhuǎn)運進入到特定的部位上 這些蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運需要其N端特異性的導(dǎo)肽發(fā)揮作用 線粒體和葉綠體的增殖主要是通過分裂進行的 成熟的線粒體可以進行分裂 但成熟的葉綠體不能分裂 有關(guān)線粒體和葉綠體的起源主要有內(nèi)共生學(xué)說和非內(nèi)共生學(xué)說 30 第七章真核細胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸 31 本章小結(jié) 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)指結(jié)構(gòu) 功能乃至生物發(fā)生上相互關(guān)聯(lián) 由膜包被的細胞器或細胞結(jié)構(gòu) 主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 溶酶體 過氧化物體 分泌泡和胞內(nèi)體等 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可分為rER和sER兩大類 rER的主要功能包括合成分泌性蛋白 膜蛋白及細胞器留駐蛋白 蛋白質(zhì)的修飾加工 主要為N 糖基化 和多肽鏈的折疊 sER的主要功能是合成脂類 并具有解毒等功能 高爾基體是一個極性細胞器 由高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) CGN 順面膜囊 中間膜囊 反面膜囊 反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) TGN 5部分組成 是蛋白質(zhì)加工 主要發(fā)生O 連接的糖基化 分選 包裝與運輸?shù)闹行?在膜流中起樞紐的作用 32 溶酶體中含有多種酸性水解酶 主要的功能是進行細胞內(nèi)的消化作用 溶酶體的發(fā)生是蛋白質(zhì)分選的典型代表 其分選信號是M6P 是在信號斑指導(dǎo)下發(fā)生的特異位點的磷酸化 通過高爾基體網(wǎng)格蛋白有被小泡分選入特定的分泌泡 過氧化物體是一種異質(zhì)性的細胞器 其發(fā)生是通過已有過氧化物體的分裂形成的 蛋白質(zhì)分選主要分為三條途徑 共翻譯轉(zhuǎn)運 共翻譯插入和翻譯后轉(zhuǎn)運 從細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)運輸方式看 蛋白質(zhì)可分為四類 跨膜轉(zhuǎn)運 膜泡運輸 選擇性門控轉(zhuǎn)運和細胞質(zhì)基質(zhì)中的留駐蛋白的轉(zhuǎn)運 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的信號肽及停止轉(zhuǎn)移序列決定不同蛋白質(zhì)通過不同途徑分選入特定的細胞器或細胞位置 執(zhí)行各自功能 信號假說 33 膜泡運輸是細胞內(nèi)分泌蛋白分泌 胞吐 和細胞攝取物質(zhì)的重要途徑 膜泡運輸中有三種有被小泡參與 COPII COPI和網(wǎng)格蛋白有被小泡 COPII有被小泡負責(zé)rER Gol的正向運輸 COPI有被小泡負責(zé)Gol rER的反向運輸 網(wǎng)格蛋白有被小泡負責(zé)高爾基體TGN向質(zhì)膜 胞內(nèi)體 溶酶體的出芽及細胞的內(nèi)吞作用 運輸小泡的形成 轉(zhuǎn)運及與靶膜的融合是一個特異性的過程 由運輸泡上的v SNARE和靶膜上的t SNARE間特異性識別負責(zé) Rab蛋白在此過程中起輔助作用 34 本章重點及難點 認識內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體的功能 溶酶體的的生物發(fā)生過程 信號肽假說 蛋白質(zhì)分選的基本途徑及類型 COPII COPI及網(wǎng)格蛋白有被小泡形成的機理 小泡的定向運輸和融合機理 35 第八章細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 36 本章小結(jié) 細胞通訊是多細胞生物細胞間或細胞內(nèi)通過高度精確和高度有效的接受信息的通訊機制并通過放大作用引起快速的細胞生理反應(yīng) 細胞通訊可概括為3種方式 膜結(jié)合分子的信號傳遞 通過通訊連接 間隙連接和胞間連絲 的細胞通訊 通過分泌信號分子的細胞通訊 這是多細胞生物普通采用的通訊方式 37 通過分泌信號分子的細胞通訊依據(jù)分泌細胞與靶細胞的距離分為4種 自分泌 旁分泌 內(nèi)分泌和通過化學(xué)突觸傳遞神經(jīng)信號 其中內(nèi)分泌是大多數(shù)分泌信號分作的作用方式 信號分子主要分為三類 親脂性分子 親水性分子 氣體信號分子 38 信號分子的受體分兩類 細胞內(nèi)受體 細胞表面受體 細胞內(nèi)受體與親脂性分子結(jié)合 細胞表面受體與親水性分子結(jié)合 細胞內(nèi)受體主要含3個功能結(jié)構(gòu)域 位于C端的配體結(jié)合位點 位于中部與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域 位于N端的激活基因轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)域 正常情況下 胞內(nèi)受體與抑制蛋白復(fù)合物結(jié)合處于無活性狀態(tài) 激素與受體結(jié)合成復(fù)合物后 引起抑制復(fù)合物解離 受體結(jié)合DNA的部位暴露出來 受體由此被激活 39 細胞表面受體主要分為三大家族 離子通道耦聯(lián)受體 G蛋白耦聯(lián)受體 酶連受體 這些受體都具有配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和產(chǎn)生效應(yīng)的結(jié)構(gòu)域 分別具有結(jié)合特異性和效應(yīng)特異性 細胞表面受體的活化依賴于配體的結(jié)合 通過效應(yīng)器蛋白的活化導(dǎo)致產(chǎn)生胞內(nèi)第二信使 目前公認的第二信使主要包括cAMP cGMP Ca2 DAG IP3等 cAMP活化PKA cGMP活化PKG Ca2 通過與CaM結(jié)合引起蛋白質(zhì)磷酸化 DAG活化PKC IP3作用于細胞內(nèi)鈣庫引起內(nèi)源性Ca2 濃度升高 40 在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中 除受體和第二信使外 還有兩類蛋白起分子開關(guān)作用 一類是GTPase開關(guān)蛋白 包括三聚體G蛋白和單體G蛋白 其活性受GEF GAP和GDI的調(diào)節(jié) 另一類是通過蛋白激酶和蛋白磷酸酶調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化 NO作為氣體信號分子 具脂溶性 可快速擴散透過細胞膜 改變鳥苷酸環(huán)化酶的構(gòu)象 使cGMP合成增多 激活PKG 引起平滑肌舒張 血管擴張 41 離子通道耦聯(lián)受體是多亞基組成的受體 離子通道復(fù)合體 屬配體門離子通道 配體與受體結(jié)合引起離子通道的開啟或關(guān)閉 受體本身既有信號結(jié)合位點 又是離子通道 其跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟 G蛋白耦聯(lián)受體是細胞膜表面單條多肽經(jīng)7次跨膜形成的受體 該信號通路中配體與受體結(jié)合后引起靶蛋白反應(yīng)需要通過三聚體G蛋白 根據(jù)第二信使不同分為cAMP信號通路和磷酯酰肌醇信號通路 42 cAMP信號通路的反應(yīng)鏈為 激素 G蛋白耦聯(lián)受體 G蛋白 腺苷酸環(huán)化酶 cAMP PKA 基因調(diào)控蛋白 基因轉(zhuǎn)錄 磷酯酰肌醇信號通路也稱雙信使通路 反應(yīng)鏈為 激素 G蛋白耦聯(lián)受體 Gq蛋白 PLC 催化PIP2水解為IP3和DAG IP3引起Ca2 升高 Ca2 與CaM結(jié)合引起蛋白質(zhì)磷酸化 DAG活化PKC 引起蛋白質(zhì)磷酸化 從而引起細胞反應(yīng) 43 受體酪氨酸蛋白激酶 RTK 是細胞表面一大類重要的酶連受體 配體與受體結(jié)合 導(dǎo)致受體二聚化 激活受體的酪氨酸蛋白激酶活性 引起一系列磷酸化級聯(lián)反應(yīng) 終致細胞生理和 或基因表達的改變 RTK Ras信號通路是這類受體所介導(dǎo)的重要信號通路 其基本途徑是 配體 受體 接頭蛋白 GEF Ras Raf MAPKKK MAPKK MAPK 進入細胞核 其他激酶或基因調(diào)控蛋白的磷酸化修飾 44 酶連受體均為單次跨膜蛋白 除受體酪氨酸蛋白激酶外 還包括受體絲氨酸 蘇氨酸激酶 受體酪氨酸磷酸酯酶 受體鳥苷酸環(huán)化酶和酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體等幾種類型 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與受體酪氨酸蛋白激酶的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相似 均涉及受體的二聚化和受體磷酸化激活 進而引起的底物蛋白發(fā)生磷酸化 去磷酸化 鳥苷酸環(huán)化等 引起細胞反應(yīng) 45 細胞因子受體是細胞表面一類酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體 這類受體的活化激活Jak STAT信號通路 進而調(diào)節(jié)基因表達 黏著斑除了起錨定連接作用外 在細胞通訊中也發(fā)揮作用 由細胞表面到細胞核信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的途徑為 細胞外基質(zhì) 整聯(lián)蛋白結(jié)合 酪氨酸激酶Src 斑蛋白激酶FAK GRB2 Sos Ras Raf MAPK級聯(lián)反應(yīng)途徑 46 細胞對信號反應(yīng)表現(xiàn)出發(fā)散性和收斂性 且不同信號通路間存在 交叉對話 串?dāng)_ 現(xiàn)象 使得細胞通訊非常復(fù)雜 在細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中 信號的解除與終止同樣非常重要 細胞通過對信號分子和第二信使的降解減少對細胞的刺激 通過受體脫敏 受體內(nèi)化 信號中斷等方式減少細胞對信號的反應(yīng) 47 本章難點與重點 1 信號分子和信號分子受體的類型2 胞內(nèi)受體的結(jié)構(gòu)與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模式3 三聚體G蛋白與G蛋白耦聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)及在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用4 cAMP信號通路與磷酸酰肌醇信號通路的區(qū)別與聯(lián)系5 RTK Ras信號通路的主要過程6 細胞表面整聯(lián)蛋白的信號通路7 細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的發(fā)射性 收斂性與信號間的串?dāng)_ 48 第九章細胞骨架 49 本章小結(jié) 細胞骨架是真核細胞中由蛋白質(zhì)亞基組裝成的纖維網(wǎng)絡(luò)體系 主要包括微絲 微管和中間絲 細胞骨架是一類高度動態(tài)的結(jié)構(gòu) 它們通過蛋白質(zhì)亞基的組裝 去組裝過程來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)骨架網(wǎng)絡(luò)的分布和結(jié)構(gòu) 微絲又稱肌動蛋白絲 是由球形肌動蛋白G actin單體形成的螺旋狀纖維 F actin 微絲具有極性 G actin結(jié)合ATP的方向為微絲的負端 微絲組裝時具有踏車現(xiàn)象 細胞松弛素B導(dǎo)致微絲解聚 鬼筆環(huán)肽穩(wěn)定微絲 防止微絲解聚 50 肌球蛋白是細胞內(nèi)最重要的依賴于微絲的馬達蛋白 微絲的功能與幾乎所有形式的細胞運動有關(guān) 如參與肌肉收縮 細胞變形運動 胞質(zhì)分裂以及細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)然顒?微絲與膜整合的鈣粘蛋白構(gòu)成黏著帶與黏著斑 構(gòu)成細胞與細胞 細胞與細胞外基質(zhì)間的錨定連接 提高細胞的抗機械強度 微管是由 微管蛋白二聚體組裝而成的中空管狀結(jié)構(gòu) 細胞內(nèi)微管通常以單管 二聯(lián)微管或三聯(lián)微管形式存在 中心體和基體細胞內(nèi)最主要的微管組織中心 51 微管具有極性 二聚體以首 尾排列的方式進行組裝 tubulin端為 端 tubulin端為 端 沿微管驅(qū)動物質(zhì)運輸?shù)鸟R達蛋白主要包括驅(qū)動蛋白和動力蛋白 驅(qū)動蛋白由兩條重鏈組成的頭部和重鏈末端與輕鏈共同組成的尾端構(gòu)成 頭部具有ATPase活性 可以沿微管由負端向正端運動 尾端與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)或膜泡結(jié)合 動力蛋白由2條或3條重鏈及多條輕鏈組成 驅(qū)動物質(zhì)沿微管從正端向負端運行 微管的主要功能是細胞內(nèi)物質(zhì)運輸 維持細胞形態(tài) 構(gòu)成鞭毛和纖毛 紡錘體與染色體運動及細胞器的定位等 52 中間絲是細胞中成份最復(fù)雜 結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的細胞骨架成分 中間絲具有組織特異性 不同組織細胞具有不同的中間絲蛋白 中間絲沒有極性 中間絲的組裝由單體組裝為極性的二聚體 兩個二聚體以反向平行形式形成四聚體 四聚體是細胞質(zhì)內(nèi)中間絲組裝的最小單位 由四聚體進一步組裝成中間絲 中間絲的組裝與去組裝受中間絲蛋白的磷酸化和去磷酸化控制 中間絲蛋白磷酸化引起去組裝 去磷酸化引起組裝 53 核內(nèi)膜下的核纖層由中間絲構(gòu)成 主要由核纖層蛋白A和B組成 細胞分裂過程中核纖層出現(xiàn)周期性的解聚與聚合 中間絲的功能包括 增強細胞抗機械壓力的能力 參與橋粒與半橋粒的形成 維持細胞核膜的穩(wěn)定 與DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄有關(guān)等 54 本章難點與重點 微絲的組成與組裝肌球蛋白的結(jié)構(gòu)與肌肉收縮機理微管的組裝與去組裝驅(qū)動蛋白與動力蛋白的結(jié)構(gòu)與功能微管滑動的機理微管的功能中間絲的成份與組裝特點核纖層的組成與周期性變化 55 第十章細胞核和染色體 56 本章小結(jié) 細胞核是真核細胞內(nèi)最大 最重要的細胞器 是細胞遺傳與代謝的調(diào)控中心 細胞核主要由核被膜 包括核孔復(fù)合體 核纖層 染色質(zhì) 核仁及核體組成 核被膜與核孔復(fù)合體是真核細胞所特有的結(jié)構(gòu) 作為細胞核與細胞質(zhì)之間的界膜 將基因轉(zhuǎn)錄與翻譯過程在時空上分開 核被膜主要由核外膜 核內(nèi)膜 核孔復(fù)合體 核周隙和核纖層組成 57 核孔復(fù)合體主要由胞質(zhì)環(huán) 核質(zhì)環(huán) 輻和栓4種結(jié)構(gòu)亞單位組成 核質(zhì)環(huán)在核內(nèi)形成 捕魚籠 結(jié)構(gòu) 核孔復(fù)合體構(gòu)成核質(zhì)交換的雙向選擇性親水通道 通過核孔復(fù)合體的物質(zhì)運輸小分子的自由擴散和大分子的主動運輸 通過核孔復(fù)合體的主動運輸包括核輸入和核輸出 核輸入需要核定位信號 NLS 而核輸出需要輸出信號 NES 同時還需要轉(zhuǎn)運蛋白importin 等的參與 親核蛋白通過核孔復(fù)合體轉(zhuǎn)運主要包括結(jié)合 轉(zhuǎn)移和解離三個過程 58 染色質(zhì)是間期細胞核內(nèi)由DNA 組蛋白 非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu) 構(gòu)成染色質(zhì)的DNA包括B型 A型和Z型3種構(gòu)型 不同構(gòu)型的DNA其大溝和小溝的特征在遺傳信息的表達中起關(guān)鍵作用 真核生物染色質(zhì)DNA序列的組織性復(fù)雜 包括單一序列 中度重復(fù)序列和高度重復(fù)序列 組成染色質(zhì)的蛋白分為組蛋白和非組蛋白 組蛋白很少有組織特異性 包括H2A H2B H3 H4四種核小體組蛋白和H1組蛋白 非組蛋白多數(shù)是序列特異性DNA結(jié)合蛋白 具有組織特異性 是重要的基因表達調(diào)控蛋白 59 非組蛋白以多種方式與DNA結(jié)合 包括 螺旋 轉(zhuǎn)角 螺旋模式 鋅指模式 亮氨酸拉鏈模式 螺旋 環(huán) 螺旋結(jié)構(gòu)模式和HMG框結(jié)構(gòu)模式 核小體是構(gòu)成染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位 每個核小體由組蛋白八聚體核心及200bp左右的DNA分子和一分子H1組蛋白構(gòu)成 核小體使染色質(zhì)成為10nm的串珠結(jié)構(gòu) 再通過螺旋化形成30nm的螺線管結(jié)構(gòu) 螺線管再通過多級螺旋模型或骨架 放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型形成染色體 使染色質(zhì)高度壓縮 60 間期染色質(zhì)可分為常染色質(zhì)和異染色質(zhì) 異染色質(zhì)又可分為結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì) 處于常染色質(zhì)狀態(tài)是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件而非充分條件 染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與基因表達密切相關(guān) 引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的因素包括 DNA局部結(jié)構(gòu)與核小體相位的改變 組蛋白的修飾 乙?；?甲基化和磷酸化等 DNA甲基化 HMG結(jié)構(gòu)域蛋白以及染色質(zhì)重構(gòu)因子等直接參與基因活性的調(diào)控 這種可遺傳的 與核酸序列沒有直接關(guān)系的控制基因活性的調(diào)控方式稱之為表觀遺傳調(diào)控 在基因轉(zhuǎn)錄過程中 核小體不一定發(fā)生解聚 RNA聚合酶可以通過核小體進行基因的轉(zhuǎn)錄 61 染色體是細胞分裂時遺傳物質(zhì)存在的特殊形式 是間期染色質(zhì)緊密組裝的結(jié)果 染色體可分為中著絲粒染色體 亞中著絲粒染色體 亞端著絲粒染色體和端著絲粒染色體 染色體的主要結(jié)構(gòu)包括 著絲粒與動粒 次縊痕與核仁組織區(qū) 隨體和端粒 染色體的3種重要功能元件包括 自主復(fù)制DNA序列 著絲粒DNA序列和端粒DNA序列 這3種元件是保證真核生物染色體正常復(fù)制和穩(wěn)定遺傳的基礎(chǔ) 用特殊染色技術(shù)可使染色體顯示特殊的帶型 包括Q帶 G帶 R帶 C帶等帶型 62 在某些生物的細胞中 可以觀察到特殊的巨大染色體 包括多線染色體和燈刷染色體 多線染色體來源于核內(nèi)有絲分裂 即核內(nèi)DNA多次復(fù)制而細胞不分裂 燈刷染色體是卵母細胞進行減數(shù)第一次分裂時停留在雙線期的染色體 核仁是真核細胞間期核中最顯著的結(jié)構(gòu) 核仁普遍存在3種基本組分 纖維中心 FC 致密纖維組分 DFC 和顆粒組分 GC FC是rRNA基因的儲存位點 DFC是rRNA轉(zhuǎn)錄和加工的主要場所 GC是核糖體亞單位成熟和儲存的位點 63 核仁的主要功能與核糖體的生物發(fā)生有關(guān) 包括rRNA基因的轉(zhuǎn)錄 rRNA前體的加工和核糖體亞單位的組裝 在細胞分裂過程中 核仁表現(xiàn)出周期性地解體與重建 間期核核仁結(jié)構(gòu)整合性的維持和有絲分裂后期核仁的重建 都需要rRNA基因的活性 核仁組織中心有助于核仁的重新形成 核仁內(nèi)還存在一些亞核結(jié)構(gòu) 包括 Cajal體 GEMS和染色質(zhì)間顆粒 它們可能是snRNA和snoRNA最后加工及蛋白質(zhì)組裝的場所 真核細胞內(nèi)除染色質(zhì) 核膜 核仁及一些亞核結(jié)構(gòu)外 還有蛋白質(zhì)為主構(gòu)成的核骨架體系 主要由核纖層 核基質(zhì)構(gòu)成 64 本章難點及重點 細胞核的基本結(jié)構(gòu)及功能核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)及親核蛋白轉(zhuǎn)運過程核小體的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)非組蛋白與DNA的結(jié)合方式中期染色體的3種功能元件及其功能核仁的結(jié)構(gòu)與主要功能 65 第十二章細胞增殖及其調(diào)控 66 本章小結(jié) 細胞增殖是生命活動的基本特征之一 也是生物繁殖和生長發(fā)育的基礎(chǔ) 細胞周期是細胞生命活動的全過程 細胞從一次分裂結(jié)束到下次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的時間為一個細胞周期 細胞周期長短差別很大 可以通過多種方法測定細胞周期的長短 細胞周期可以通過自然選擇同步法或人工誘導(dǎo)同步法使其同步 其中人工誘導(dǎo)同步法是最常用的方法 主要包括DNA合成阻斷法和分裂中期阻斷法 67 根據(jù)細胞增殖狀況 有機體內(nèi)所有細胞可分為3類 連續(xù)分裂細胞 周期中細胞 終末分化細胞 不分裂細胞 和G0期細胞 靜止期細胞 真核細胞的細胞周期包括分裂間期和分裂期 一般可分為G1 S G2和M四個時期 G1在不同細胞差異較大 而后三個時期差異較小 G1期為開始合成細胞生長所需要的各種蛋白質(zhì) 糖類 脂類等 但不合成DNA G1期晚期的細胞周期檢驗點 酵母的start點或真核生物的R點 調(diào)控細胞能否進行DNA合成 68 S期進行DNA與組蛋白的合成 G2期為細胞分裂做準(zhǔn)備 G2檢驗點檢查DNA是否完成復(fù)制 DNA損傷是否得到修復(fù) 環(huán)境因素是否有利于細胞分裂等 M期可分為體細胞的有絲分裂和生殖細胞的減數(shù)分裂 細胞通過有絲分裂將遺傳物質(zhì)平均分配到兩個子細胞中 有絲分裂可以分為前期 前中期 中期 后期 末期和胞質(zhì)分裂幾個連續(xù)的時期 前期的特點是染色體開始凝集 核膜解體 核仁消失 紡錘體逐漸形成 69 前中期時染色體動粒被動粒微管所捕獲 形成由動粒微管 極微管和星體微管構(gòu)成的紡錘體 中期時通過染色體列隊使其排列在赤道板上 染色體列隊假說主要有牽拉假說和外推假說 后期期染色體移向紡錘體兩極 后期可分為連續(xù)的兩個時期 后期A和后期B 后期A是由于動粒微管解聚引起染色體分開 后期B是由于極微管間的相對滑動引起染色體和中心體向兩極移動 星體微管與質(zhì)膜搭橋并解聚引起中心體移向兩極 70 末期時核仁和核膜重新出現(xiàn) 染色體解螺旋形成細絲 動物細胞胞質(zhì)分裂大體分為4個連續(xù)的步驟 分裂溝的定位 收縮環(huán)形成 收縮環(huán)收縮 細胞膜融合與子細胞形成 分裂溝的定位與星體微管有關(guān) 植物細胞胞質(zhì)分裂先形成成膜體 成膜體使植物細胞一分為二 生殖細胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生單倍體的配子 以保持遺傳的穩(wěn)定性和生物的多樣性 減數(shù)分裂可人為劃分為減數(shù)分裂I和減數(shù)分裂II 71 減數(shù)分裂I又可分為前期I 前中期I 中期I 后期I 末期I和胞質(zhì)分裂I6個階段 前期I持續(xù)時間最長 又可劃分為細線期 偶線期 粗線期 雙線期和終變期5個階段 細線期 又稱凝集期 的主要特點 染色質(zhì)凝集 染色質(zhì)纖維逐漸折疊螺旋化 變短變粗成細線狀 偶線期 又稱配對期 時 同源染色體配對 形成聯(lián)會復(fù)合體 粗線期 又稱重組期 時 同源染色體之間發(fā)生DNA片段的交換 引起基因組合 雙線期 又稱合成期 時 同源染色體分開 明顯可見四分體 出現(xiàn)燈刷染色體 終變期 又稱再凝集期 時 染色體變成緊密凝集狀態(tài) 72 中期I時同源染色體排列上 不過紡錘體一極中心體發(fā)出的微管只與一條同源染色體的兩個相融合的動粒結(jié)合 從另一極發(fā)出的微管也只與另一個同源染色體的動粒結(jié)合 細胞經(jīng)過后期I 末期I和胞質(zhì)分裂I 使來自父母的同源染色體分別移到兩個子細胞 染色體數(shù)目減半 減數(shù)分裂II與有絲分裂過程基本相同 不同的是減數(shù)分裂II時 來自兩極的動粒微管與融合在一起的染色體動粒結(jié)合 動粒分離導(dǎo)致姐妹染色單體分別移向兩極 73 細胞周期運轉(zhuǎn)受到細胞內(nèi)外各種因素的調(diào)控 周期蛋白依賴性CDK激酶是細胞周期調(diào)控的重要因素 是細胞周期運轉(zhuǎn)的引擎分子 CDK激酶至少含有2個亞基 即周期蛋白和CDK蛋白 周期蛋白為調(diào)節(jié)亞基 CDK蛋白為催化亞基 周期蛋白有多種 在哺乳動物細胞中包括A B C D E F G H L T等 CDK激酶也有多種 包括CDK1 CDK12 在細胞周期的不同時期 不同的周期蛋白與不同的CDK激酶結(jié)合行駛功能 74 周期蛋白具有周期蛋白框和破壞框 或PEST序列 周期蛋白框介導(dǎo)周期蛋白與CDK激酶的結(jié)合 而破壞框 或PEST序列 是周期蛋白通過泛素化途徑降解的信號 泛素化途徑涉及泛素激活酶E1 泛素結(jié)合酶E2 泛素連接酶E3和蛋白酶復(fù)合體 是周期蛋白等多種蛋白質(zhì)降解的重要方式 CDK激酶具有CDK激酶結(jié)構(gòu)域 介導(dǎo)CDK激酶與周期蛋白的結(jié)合 MPF即CDK1 是由p34cdc2與周期蛋白B組成的復(fù)合體 其活性受Wee1 Mik1 CAK激酶和Cdc25磷酸酶共同的調(diào)節(jié) 75 MPF可以催化多種蛋白底物發(fā)生磷酸化 特別是使核纖層蛋白磷酸化 引起核被膜解體 MPF是M期的重要CDK激酶 MPF的積累引起細胞周期由G2期向M期轉(zhuǎn)化 M期中期后 在后期CDK激酶和后期促進因子APC的作用下 MPF通過泛素化途徑大量降解 MPF活性下降 細胞周期由M期中期向后期轉(zhuǎn)化 細胞由G1期向S期轉(zhuǎn)化主要受G1期周期蛋白依賴性Cdk激酶所控制 哺乳動物細胞中 G1期周期蛋白包括周期蛋白D E Cdk激酶包括Cdk2 Cdk4和Cdk6 周期蛋白D與CDK4和CDK6結(jié)合 而周期蛋白E與CDK2結(jié)合 76 周期蛋白D CDK4 CDK6和周期蛋白E CDK2復(fù)合物主要通過磷酸化Rb 類Rb 蛋白 解除Rb蛋白對E2F的抑制作用 E2F可促進有關(guān)基因轉(zhuǎn)錄 促使細胞周期由G1期向S期轉(zhuǎn)化 DNA復(fù)制執(zhí)照假說 解釋了在細胞周期中為何DNA只復(fù)制一次 DNA復(fù)制結(jié)束后 細胞周期由S期自動轉(zhuǎn)化到G2期 并準(zhǔn)備進行細胞分裂 但DNA復(fù)制檢驗點對S期向G2期的轉(zhuǎn)化起著調(diào)控作用 DNA復(fù)制尚未完成時 細胞周期便不能向下一階段轉(zhuǎn)化 77 細胞周期的運轉(zhuǎn)受細胞周期檢驗點的調(diào)控 主要有三個檢驗點 G1檢驗點 G2檢驗點和M檢驗點 G1期檢驗點主要檢驗細胞DNA是否損傷 細胞是否足夠大 細胞外環(huán)境是否有利于細胞生長等 DNA受到損傷時 激活p53基因的轉(zhuǎn)錄 P53作為p21基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子激活p21表達 產(chǎn)生大量P21蛋白 P21作為S期周期蛋白 CDK激酶復(fù)合體的抑制因子 抑制其活性 引起DNA復(fù)制受阻 P21可以與PCNA的亞基結(jié)合從而引起DNA合成受阻 78 G2期末期的檢驗點檢驗DNA復(fù)制是否完全 細胞生長是否完成等 若DNA未復(fù)制完全 細胞不能進入M期 M期檢驗點也稱為紡錘體裝配檢驗點 檢驗染色體的動粒是否被動粒微管所捕獲 若染色體動粒未與動粒微管結(jié)合 動粒上的Mad2不能從動粒上消失 Mad2與Cdc20結(jié)合 有效地抑制Cdc20的活性 進而使得APC無活性 只有紡錘體組裝完成后 動粒全部被動粒微管捕獲 Mad2從動粒上消失 對Cdc20的抑制作用解除 促使APC活化 降解M期周期蛋白 使M期CDK激酶活性喪失 細胞才能離開M期 79 本章重點與難點 細胞周期不同時相的主要事件有絲分裂與減數(shù)分裂的異同點有絲分裂染色體整列與染色體分向兩極的機制Cyclin與CDK激酶的結(jié)構(gòu)與表達特征MPF活性調(diào)節(jié)與降解途徑細胞周期運轉(zhuǎn)調(diào)控細胞周期檢驗點對細胞周期運轉(zhuǎn)的調(diào)控 80 第十三章程序性細胞死亡與細胞衰老 81 本章小結(jié) 細胞死亡往往受到細胞內(nèi)某種由遺傳機制決定的 死亡程序 控制 所以被稱為細胞程序性死亡 動物細胞典型的程序性死亡方式包括細胞凋亡 細胞壞死和細胞自噬 細胞凋亡是由基因控制的主動性 自殺性的程序死亡過程 對動物體的正常發(fā)育 自穩(wěn)態(tài)的維持等生理及多種病理過程具有重要的意義 其特征是凋亡過程中細胞質(zhì)膜保持完整 細胞內(nèi)含物沒有泄漏到細胞外 不引發(fā)機體的炎癥反應(yīng) 82 細胞凋亡可以通過形態(tài)學(xué)觀測 DNA電泳 TUNEL測定法 彗星電泳和流式細胞分析等方法進行測定 鑒定細胞凋亡最簡便可靠的方法是DNA電泳 在動物細胞凋亡過程中 胱天蛋白酶Caspase家族成員發(fā)揮了重要作用 哺乳動物的Caspase家族分為兩類 凋亡起始者 包括Caspase 2 8 9 10 11 凋亡執(zhí)行者 包括Caspase 3 6 7等 起始者位于上游 負責(zé)對執(zhí)行者的前體進行切割 產(chǎn)生有活性的執(zhí)行者 執(zhí)行者負責(zé)切割細胞核內(nèi) 細胞質(zhì)中的結(jié)構(gòu)蛋白等 執(zhí)行凋亡 83 動物細胞凋亡途徑主要包括 Caspase依賴性細胞凋亡途徑和Caspase非依賴性細胞凋亡途徑 其中Caspase依賴性細胞凋亡途徑通過兩條途徑引發(fā) 由細胞表面死亡受體介導(dǎo)的外源途徑和由線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源途徑 在死亡受體介導(dǎo)的外源性途徑中 死亡受體為跨膜蛋白 屬腫瘤壞死因子受體超家族 如Fas 部分受體胞內(nèi)具有死亡結(jié)構(gòu)域 DD 配體與受體結(jié)合 受體聚合 通過胞內(nèi)死亡結(jié)構(gòu)域招募同樣具有死亡結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白FADD和Caspase 8酶原 Caspase 8酶原通過自身切割而被激活 進而切割執(zhí)行者Caspase 3酶原 產(chǎn)生有活性的Caspase 3 導(dǎo)致細胞凋亡 84 在線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性細胞凋亡途徑中 細胞受到死亡信號刺激時 細胞色素c從線粒體釋放到胞質(zhì)并與胞質(zhì)中的Apaf 1結(jié)合 Apaf 1的N端具有Caspase募集結(jié)構(gòu)域 CARD 招募細胞質(zhì)中的Caspase 9酶原 形成大的凋亡復(fù)合體 apoptosome Caspase 9酶原在凋亡復(fù)合體中發(fā)生自身切割而活化 活化的Caspase 9再進一步激活執(zhí)行者Caspase 3和Caspase 7酶原 引起細胞凋亡 85 在Caspase非依賴性細胞凋亡途徑中 凋亡誘導(dǎo)因子