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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 緒論細(xì)胞生物學(xué)是研究和揭示細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué),從顯微、亞顯微與分子水平三個(gè)層次上研究其重大生命過程。細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容:細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞的生命活動(dòng)規(guī)律細(xì)胞的應(yīng)用和起源細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史:第一個(gè)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的是英國(guó)學(xué)者胡克(Rorbert Hooke)。施來登和施旺 18381839年 細(xì)胞學(xué)說 孟德爾 摩爾根 遺傳第二章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位?除病毒外,其他一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系,細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)細(xì)胞是繁殖的基本單位
2、,細(xì)胞具有遺傳的全能性沒有完整的細(xì)胞就沒有完整的生命細(xì)胞的基本共性1.具有相似的化學(xué)組成 基本元素?zé)o機(jī)物和有機(jī)物2. 均有細(xì)胞膜 脂-蛋白體系3. 均有有控制遺傳的裝置-DNA和RNA4. 細(xì)胞有核糖體 細(xì)胞功能的體現(xiàn)者是蛋白質(zhì)(包括酶),蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的。5.以一分為二的分裂方式進(jìn)行增殖 動(dòng)、植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞都是如此。原核細(xì)胞的三個(gè)代表:支原體、細(xì)菌和藍(lán)藻支原體(mycoplast)是目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞?一個(gè)細(xì)胞體積的最小極限直徑為140200nm,而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最小支原體細(xì)胞的直徑已接近這個(gè)極限。因此,比支原體更小更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),似乎不可能滿足生命活動(dòng)的基本要求,也就是說支原
3、體應(yīng)該是最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞。細(xì)菌和藍(lán)藻結(jié)構(gòu)比較細(xì)菌的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)核區(qū)與基因組 擬核表面結(jié)構(gòu) 細(xì)胞質(zhì)膜 又稱細(xì)胞膜,具有多功能性(能夠代替部分細(xì)胞器的功能) 中膜體、細(xì)胞壁、莢膜、鞭毛核糖體核外DNA分子質(zhì)粒,具有自主復(fù)制功能,并能自發(fā)與核DNA結(jié)合,作為基因轉(zhuǎn)移的 載體運(yùn)用到基因工程中內(nèi)生孢子藍(lán)藻的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)中心質(zhì)(原核或原始核)類囊體: 同心環(huán)樣膜片層結(jié)構(gòu),上有藻膽蛋白體,由幾種藻膽蛋白構(gòu)成。 只含葉綠素a無葉綠素b表面結(jié)構(gòu) :細(xì)胞壁、膠質(zhì)鞘細(xì)胞分裂異形胞 細(xì)胞出現(xiàn)了分化真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系1、 生物膜系統(tǒng)2、遺傳信息傳遞與表達(dá)系統(tǒng)3、細(xì)胞骨架系統(tǒng)真核與原核細(xì)胞的根本區(qū)別1. 細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化
4、和演變(細(xì)胞膜系統(tǒng)復(fù)雜化)2.遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與復(fù)雜化(遺傳裝置復(fù)雜化)病毒 徹底的寄生性,所以在進(jìn)化與起源上來看先有細(xì)胞第3章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法 細(xì)胞組分的分析方法 細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程與顯微操作技術(shù)光學(xué)顯微鏡技術(shù) 普通復(fù)式光學(xué)顯微鏡、相差顯微鏡、激光掃描共焦顯微鏡(LSCM)電子顯微鏡技術(shù) 電子顯微鏡的基本構(gòu)造(電子束照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)) 主要電鏡制樣技術(shù)1. 超薄切片技術(shù)(1)固定 固定劑為戊二醛和四氧化鋨(2)包埋 包埋劑為環(huán)氧樹脂(3)切片 玻璃刀(4)染色 電鏡樣品用重金屬鹽進(jìn)行染色2.負(fù)染色技術(shù) 背景染色,樣品不染色3.冷凍蝕刻
5、技術(shù) 冰凍斷裂與蝕刻復(fù)型4.掃描電鏡(SEM) 掃描隧道顯微鏡(STM)原理:量子力學(xué)中的隧道效應(yīng)細(xì)胞及其組分的分析方法 離心分離技術(shù) 差速離心、密度梯度離心 細(xì)胞成分的細(xì)胞化學(xué)顯示方法 顯色劑與所檢測(cè)物質(zhì)中一些特殊基團(tuán)特異性結(jié)合 特異蛋白抗原的定位與定性 (1)免疫熒光技術(shù):熒光抗體的制備、標(biāo)本的處理、免疫染色、觀察記錄。(2)免疫電鏡技術(shù):免疫鐵蛋白技術(shù)免疫酶標(biāo)技術(shù)免疫膠體金技術(shù) 細(xì)胞內(nèi)特異核酸的定位與定性 原位雜交技術(shù):用標(biāo)記的核酸探針通過分子雜交確定特異核苷酸序列在染色體上或在細(xì)胞 中的位置的方法稱為原位雜交。 定量細(xì)胞化學(xué)分析技術(shù) 流式細(xì)胞儀細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)類型:原代培養(yǎng)細(xì)胞、繼
6、代培養(yǎng)細(xì)胞 細(xì)胞株:通過選擇法或克隆形成法從原代培養(yǎng)物或細(xì)胞系中獲得具有特殊性質(zhì)或標(biāo)志物稱為細(xì)胞株。 細(xì)胞系:原代培養(yǎng)物成功傳代后,則稱之為細(xì)胞系。植物細(xì)胞培養(yǎng)類型:原生質(zhì)體培養(yǎng) (體細(xì)胞培養(yǎng))、單倍體細(xì)胞培養(yǎng)(花藥培養(yǎng)) 細(xì)胞工程 細(xì)胞融合與細(xì)胞雜交技術(shù)單克隆抗體技術(shù) 通過培養(yǎng)和誘導(dǎo),兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞合并成一個(gè)雙核或多核細(xì)胞的過程稱為細(xì)胞融合(cell fusion)或細(xì)胞雜交(cell hybridization) 細(xì)胞及生物大分子的動(dòng)態(tài)變化熒光漂白恢復(fù)技術(shù):用來檢測(cè)活細(xì)胞表面活細(xì)胞內(nèi)部生物大分子的運(yùn)動(dòng)及速度熒光標(biāo)記熒光淬滅(漂白)熒光恢復(fù)放射自顯影技術(shù) 原理及應(yīng)用:¿利用同位素的
7、放射自顯影,對(duì)細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行定性、定位與半定量研究;¿實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞內(nèi)生物大分子進(jìn)行動(dòng)態(tài)和追蹤研究。 前體物摻入細(xì)胞(標(biāo)記:持續(xù)標(biāo)記和脈沖標(biāo)記) 酵母雙雜交技術(shù) 利用單細(xì)胞真核生物-酵母在體內(nèi)分析蛋白-蛋白質(zhì)相互作用的系統(tǒng)第4章 細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜成分:膜脂(支撐)、膜蛋白(賦予膜功能)膜脂分類:甘油磷脂、鞘磷脂、固醇膜蛋白分類:外周膜蛋白、脂定膜蛋白、整合膜蛋白脂質(zhì)體:是根據(jù)磷脂分子可在水相中形成穩(wěn)定的脂雙層膜的現(xiàn)象而制備人工膜。 應(yīng)用:(1)研究膜脂與膜蛋白及其生物學(xué)性質(zhì); (2)脂質(zhì)體中裹入DNA可用于基因轉(zhuǎn)移; (3)在臨床治療中,脂質(zhì)體作為藥物或酶等載體生物膜的基本特征:膜
8、的流動(dòng)性、膜的不對(duì)稱性 紅細(xì)胞膜骨架蛋白主要成分包括血影蛋白、肌動(dòng)蛋白、錨蛋白和帶41蛋白等第5章 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白載體蛋白(carrier proteins)概念: 細(xì)胞膜上具特異性的跨膜運(yùn)輸?shù)鞍滋攸c(diǎn): 特異性;多次跨膜;具通透酶(permease)性質(zhì);載體蛋白既參與被動(dòng)的物質(zhì)運(yùn)輸,也參與主動(dòng)的物質(zhì)運(yùn)輸通道蛋白(Channel proteins)又叫門通道(gated channels),是通道蛋白進(jìn)行的間斷開放通道。目前發(fā)現(xiàn)的通道蛋白有三種:孔蛋白、水孔蛋白和離子通道。主要是離子通道(ion channels)。具有離子選擇性,轉(zhuǎn)運(yùn)速率高,只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散 (Simple
9、Diffusion):小分子物質(zhì)以熱自由運(yùn)動(dòng)的方式順著電化學(xué)梯度或濃度梯度直接通過脂雙層進(jìn)出細(xì)胞,不需要細(xì)胞提供能量,也無需膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助,稱為簡(jiǎn)單擴(kuò)散。 非極性分子被動(dòng)運(yùn)輸:溶質(zhì)順著電化學(xué)梯度或濃度梯度,在膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助下的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式,又叫協(xié)助擴(kuò)散。 極性小分子主動(dòng)運(yùn)輸:是由載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行的跨膜運(yùn)輸。分為協(xié)同運(yùn)輸、ATP驅(qū)動(dòng)泵、光驅(qū)動(dòng)泵P型泵Na+-K+泵:大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞的質(zhì)膜Ca2+泵:真核細(xì)胞的質(zhì)膜 P型H+泵:植物、真菌和某些細(xì)菌的質(zhì)膜V型H+泵:動(dòng)物細(xì)胞的溶酶體膜、植物細(xì)胞的液泡膜F型H+泵:細(xì)菌質(zhì)膜、線粒體和葉綠體膜協(xié)同運(yùn)輸是一種間接消耗能量的主動(dòng)
10、轉(zhuǎn)運(yùn)方式。在動(dòng)物細(xì)胞主要是靠Na+泵、在植物細(xì)胞則是由H+泵完成的。鈉-鉀泵工作原理:發(fā)生磷酸化和去磷酸化,消耗1個(gè)ATP,輸出3個(gè)Na+,輸入2個(gè)K+胞吞作用:通過細(xì)胞膜內(nèi)陷形成囊泡,將外界物質(zhì)裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過程。胞吐作用:將細(xì)胞內(nèi)含待分泌物的被膜小泡,通過細(xì)胞質(zhì)膜運(yùn)出細(xì)胞的過程。作用: 完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,以維持正常的代謝活動(dòng)。又稱膜泡運(yùn)輸或批量運(yùn)輸(bulk transport)。屬于主動(dòng)運(yùn)輸。第6章 細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換線粒體和葉綠體線粒體形態(tài):一般呈粒狀或桿狀線粒體的超微結(jié)構(gòu)外膜(outer membrane):含孔蛋白(porin),通透性較高。標(biāo)志酶:?jiǎn)伟费趸竷?nèi)膜(i
11、nner membrane):高度不通透性,向內(nèi)折疊形成嵴(cristae),嵴能顯著擴(kuò)大內(nèi)膜表面積。是氧化磷酸化的關(guān)鍵場(chǎng)所。標(biāo)志酶:細(xì)胞色素氧化酶膜間隙(intermembrane space):含許多可溶性酶、底物及輔助因子。標(biāo)志酶:腺苷酸激酶基質(zhì)(matrix):含三羧酸循環(huán)、脂肪酸和丙酮酸氧化等酶系、線粒體基因表達(dá)酶系等以及線粒體DNA, RNA,核糖體。線粒體主要功能是進(jìn)行氧化磷酸化,合成ATP,為細(xì)胞生命活動(dòng)提供直接能量。ATP合酶 基粒(elementary particle),基粒由頭部(F1偶聯(lián)因子)和基部(F偶聯(lián)因子)構(gòu)成,F(xiàn)0嵌入線粒體內(nèi)膜。線粒體疾病:克山病葉綠體形態(tài):
12、在高等植物中葉綠體呈雙凸或平凸透鏡或鐵餅狀葉綠體的超微結(jié)構(gòu):外膜、內(nèi)膜、類囊體、基質(zhì)、膜間隙、類囊體腔 三膜三腔線粒體和葉綠體是半自主性細(xì)胞器?(1) 線粒體和葉綠體里有mtDNA、cpDNA、核糖體等遺傳信息表達(dá)的所有結(jié)構(gòu)成分(2) 線粒體和葉綠體基因組編碼的蛋白質(zhì)有限,更多的蛋白質(zhì)來自于核基因組的編碼,于細(xì)胞質(zhì)中合成后被運(yùn)往線粒體和葉綠體的功能位點(diǎn)(3) 這兩種細(xì)胞器的表達(dá)受核基因以及他們自身基因組的雙重調(diào)控線粒體和葉綠體的起源內(nèi)共生起源學(xué)說(endosymbiosis hypothesis)線粒體的祖先是一種革蘭氏陰性菌:葉綠體的祖先是原核生物的藍(lán)細(xì)菌即藍(lán)藻。第7章 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)
13、錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)(1)泛素降解(2)熱休克蛋白(HSP)幫助變性或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊,形成正確的分子構(gòu)象內(nèi)膜系統(tǒng)是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡、胞內(nèi)體和分泌泡等膜性細(xì)胞器。這些膜是相互流動(dòng)的,處于動(dòng)態(tài)平衡,功能上相互協(xié)調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ER 標(biāo)志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。形態(tài)結(jié)構(gòu) ER 由封閉的膜系統(tǒng)及其形成的腔構(gòu)成的相互溝通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它從核膜延伸至細(xì)胞質(zhì)中,靠近細(xì)胞質(zhì)內(nèi)側(cè)。種類: 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER) ;光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER) 是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所功能:蛋白質(zhì)的合成;蛋白質(zhì)運(yùn)輸;蛋白質(zhì)的修飾和加工;脂質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,膜結(jié)合核糖體,合成分泌蛋白、膜蛋白、細(xì)胞器中可溶性駐留蛋
14、白。其它部位所需蛋白質(zhì)都是由游離核糖體合成。 細(xì)胞中蛋白質(zhì)都是在核糖體上合成的,并都是起始于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。蛋白質(zhì)的修飾和加工脂質(zhì)的合成(光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng))ER合成細(xì)胞所需絕大多數(shù)膜脂(包括磷脂和膽固醇) 磷脂合成酶是ER膜整合蛋白,活性位點(diǎn)朝向cytosol;合成后很快轉(zhuǎn)向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔面(轉(zhuǎn)位 酶flippase)磷脂的轉(zhuǎn)運(yùn): 1.出芽( budding):ER高爾基體(GC)、溶酶體(Ly)、細(xì)胞質(zhì)膜(PM ) 2.磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(PEP):磷脂分子+PEP細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)靶膜(線粒體、過氧化物酶體)高爾基體形態(tài)結(jié)構(gòu):由排列較為整齊的扁平囊狀堆疊而成極性:高爾基內(nèi)側(cè)網(wǎng)絡(luò) 順面、形成面, 面向核 GGN 中間膜
15、囊 高爾基外側(cè)網(wǎng)絡(luò) 外側(cè)面、成熟面 TGN化學(xué)組成: 蛋白質(zhì)和脂:標(biāo)志酶是糖基轉(zhuǎn)移酶。功能:蛋白質(zhì)運(yùn)輸;蛋白質(zhì)的糖基化;蛋白質(zhì)的水解溶酶體溶酶體是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器,其主要功能是行使細(xì)胞內(nèi)的消化作用,幾乎存在于所有的動(dòng)物細(xì)胞中。是一種異質(zhì)性的細(xì)胞器,呈小球狀。標(biāo)志酶:酸性磷酸酶溶酶體膜穩(wěn)定性溶酶體的膜上嵌有質(zhì)子泵溶酶體的膜上具有多種載體蛋白用于水解產(chǎn)物向外轉(zhuǎn)運(yùn)溶酶體的膜蛋白高度糖基化溶酶體的膜含有能促進(jìn)膜穩(wěn)定性的膽固醇溶酶體的類型 初級(jí)溶酶體、次級(jí)溶酶體、后溶酶體初級(jí)溶酶體呈球形,內(nèi)容物均一,不含有明顯的顆粒物質(zhì),外面有一層脂蛋白膜圍繞。次級(jí)溶酶體是初級(jí)溶酶體與細(xì)胞
16、內(nèi)的自噬泡或異噬泡融合形成的進(jìn)行消化作用的復(fù)合體,分別稱之為自噬溶酶體、異噬溶酶體、混合性溶酶體。次級(jí)溶酶體內(nèi)經(jīng)過消化后,小分子物質(zhì)可通過膜上載體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,供細(xì)胞代謝利用,未被消化的物質(zhì)殘存在溶酶體內(nèi)形成殘質(zhì)體或稱后溶酶體,殘質(zhì)體可通過類似胞吐的方式將內(nèi)容物排除細(xì)胞。溶酶體的功能1、自噬作用:細(xì)胞內(nèi)受損、衰老的細(xì)胞器、不需要的生物大分子(清理)溶酶體?。焊鞣N儲(chǔ)積癥(如臺(tái)薩氏病、糖原儲(chǔ)積癥)2、吞噬作用: 外來物質(zhì)、衰老、死亡的細(xì)胞(防御、營(yíng)養(yǎng)等)3、自溶作用:細(xì)胞的自我毀滅 溶酶體?。侯愶L(fēng)濕關(guān)節(jié)炎4、其它的生理功能 胚胎發(fā)育和形態(tài)建成 受精作用過氧化物酶體 又稱微體,是由單層膜圍
17、繞的內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的異質(zhì)性細(xì)胞器。功能 動(dòng)物細(xì)胞中:參與脂肪酸的氧化;解毒作用 植物細(xì)胞中:參與光呼吸作用;在萌發(fā)的種子中,參與葡萄糖異生作用。第8章 蛋白質(zhì)的分選與膜泡運(yùn)輸指導(dǎo)分泌性蛋白質(zhì)在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的決定因素是由蛋白質(zhì)N端的信號(hào)肽、信號(hào)識(shí)別顆粒和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上信號(hào)識(shí)別顆粒的受體(又稱停泊蛋白)等因子共同協(xié)助完成的。蛋白質(zhì)的分選途徑:后轉(zhuǎn)移和共轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)首先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成,由信號(hào)肽轉(zhuǎn)移至粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),然后新生肽邊合成邊轉(zhuǎn)入糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,再經(jīng)高爾基體加工,包裝運(yùn)至溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)至膜圍繞的細(xì)胞器如線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細(xì)胞核蛋白質(zhì)分選的4種類
18、型:蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);膜泡運(yùn)輸; 選擇性的門控運(yùn)輸;細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)核基因編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)入線粒體的信號(hào)序列:導(dǎo)肽核基因編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)入葉綠體的信號(hào)序列:轉(zhuǎn)運(yùn)肽核基因編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號(hào)序列:信號(hào)肽核基因編碼的蛋白質(zhì)進(jìn)入核孔復(fù)合體的信號(hào)序列:核定位信號(hào)第9章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞識(shí)別:細(xì)胞通過其表面的受體與胞外信號(hào)物質(zhì)分子(配體)選擇性地相互作用,而導(dǎo)致胞內(nèi)一系列生理生化變化,最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。 信號(hào)通路: 細(xì)胞接受外界信號(hào),通過一整套特定的機(jī)制,將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào),最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá),引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng),這種反應(yīng)系列稱之為細(xì)胞信號(hào)通路。細(xì)胞通訊:是指一
19、個(gè)信號(hào)分子產(chǎn)生發(fā)出的信號(hào)通過介質(zhì)傳遞到另一個(gè)靶細(xì)胞并與其相應(yīng)的受體相互作用,然后通過細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生靶細(xì)內(nèi)一系列生理生化變化,最終表現(xiàn)為靶細(xì)胞整體的生物學(xué)效應(yīng)的過程。信號(hào)通路: 細(xì)胞接受外界信號(hào),通過一整套特定的機(jī)制,將胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)信號(hào),最終調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá),引起細(xì)胞的應(yīng)答反應(yīng),這種反應(yīng)系列稱之為細(xì)胞信號(hào)通路。信號(hào)分子:是細(xì)胞信息的載體,種類繁多。親脂性信號(hào)分子:甾類激素、甲狀腺素親水性信號(hào)分子:神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子、局部化學(xué)遞質(zhì)、大多數(shù)激素氣體性信號(hào)分子:一氧化氮( NO )受體:能夠識(shí)別和選擇結(jié)合信號(hào)分子并能引起一系列生物學(xué)效應(yīng)的生物大分子.多為糖蛋白 存在部位:細(xì)胞表面(表面受體)
20、細(xì)胞內(nèi)(細(xì)胞內(nèi)受體)受體的作用特性:結(jié)合特異性效應(yīng)特異性 可逆性 配體與受體的結(jié)合是可逆的。 第二信使 :大多數(shù)激素類信號(hào)分子不能直接進(jìn)入細(xì)胞,只能通過同膜受體結(jié)合后進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換,通常把細(xì)胞外的信號(hào)稱為第一信使,而把細(xì)胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)物質(zhì)稱為第二信使。目前公認(rèn)的第二信息有cAMP、 cGMP、 Ca2+、 DAG、IP3和PIP3。分子開關(guān):通過激活機(jī)制或失活機(jī)制精確控制細(xì)胞內(nèi)一系列信號(hào)傳遞的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的蛋白質(zhì)。分兩類:一類開關(guān)蛋白的活性由蛋白激酶使之磷酸化而開啟,由蛋白磷酸酶使之去磷酸化而關(guān)閉;另一類主要開關(guān)蛋白由GTP結(jié)合蛋白組成,結(jié)合GTP而活化,結(jié)合GDP而失活。信號(hào)通路1、 細(xì)胞內(nèi)受
21、體介導(dǎo)的信號(hào)通路細(xì)胞內(nèi)受體的基本結(jié)構(gòu):含三個(gè)結(jié)構(gòu)域 C端結(jié)構(gòu)域:是激素的結(jié)合位點(diǎn)中間結(jié)構(gòu)域:是DNA和hsp90的結(jié)合位點(diǎn)N端結(jié)構(gòu)域:是轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域2、 NO作為信號(hào)分子參與的信號(hào)通路NO作為氣體信號(hào)分子引起血管平滑肌舒張,血管腔增大,血流增加硝酸甘油在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為外源性NO,可舒張血管3、 cAMP信號(hào)通路在該系統(tǒng)中, 細(xì)胞外信號(hào)要被轉(zhuǎn)換成第二信息cAMP引起細(xì)胞反應(yīng)。cAMP信號(hào)通路的組成成分: 信號(hào)受體(Receptor) 7次跨膜的膜整合蛋白。 G-蛋白 將受體接收的信號(hào)后, G-蛋白被活化(結(jié)合GTP),進(jìn)而可激活下游的效應(yīng)物。 效應(yīng)物(靶蛋白) 腺苷酸環(huán)化酶 4、 磷脂酰肌醇信號(hào)通
22、路組成成分: 信號(hào)受體:接受的信號(hào)分子有各種激素、神經(jīng)遞質(zhì)類和一些局部介質(zhì) G-蛋白 效應(yīng)物:磷脂酶 C (PLC)五、RTK-Ras蛋白信號(hào)通路絕大多數(shù)RTK(受體酪氨酸激酶)是單體跨膜蛋白,跨膜一次,不能傳遞信號(hào),只有受體二聚化才能被激活。信號(hào)(配體)受體(RTK)受體二聚化受體的自磷酸化 激活RTK的激酶活性胞內(nèi)信號(hào)蛋白(Ras)Raf(MAPKKK)MAPKKMAPK進(jìn)入細(xì)胞核其他激酶或基因調(diào)控蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)的磷酸化修飾,對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生多種效應(yīng)。第十章 細(xì)胞骨架微絲在組裝過程中,當(dāng)溶液中G-肌動(dòng)蛋白處于臨界濃度時(shí),微絲(+)端由于G-肌動(dòng)蛋白添加而延長(zhǎng)、(-)端由于G-肌動(dòng)蛋白解離而
23、縮短,兩端加、減的速度相等,微絲長(zhǎng)度不變,這種現(xiàn)象稱作踏車現(xiàn)象。微管組織中心(MTOC):在活細(xì)胞內(nèi),能夠起始微管的成核作用并使之延伸的細(xì)胞結(jié)構(gòu)動(dòng)物細(xì)胞的MTOC:中心體鞭毛和纖毛的MTOC:基體分子馬達(dá):能利用水解ATP將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,有規(guī)則地沿微管運(yùn)輸貨物的分子。主要有驅(qū)動(dòng)蛋白和胞質(zhì)動(dòng)力蛋白 驅(qū)動(dòng)蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)沿微管運(yùn)動(dòng) 動(dòng)力蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)沿微管運(yùn)動(dòng) 微絲的組裝過程:成核、延長(zhǎng)、穩(wěn)定作用于微絲的藥物 細(xì)胞松弛素B、鬼筆環(huán)肽非肌肉細(xì)胞內(nèi)的微絲及其功能1、在細(xì)胞皮層中的功能維持細(xì)胞形態(tài),賦予質(zhì)膜機(jī)械強(qiáng)度參與膜蛋白定位和流動(dòng)參與細(xì)胞多種運(yùn)動(dòng)(如變皺膜運(yùn)動(dòng)、吞噬、胞質(zhì)環(huán)流)2、形成應(yīng)力纖維
24、通過粘著斑與細(xì)胞外基質(zhì)相連,參與細(xì)胞形態(tài)發(fā) 生、分化及組織構(gòu)建等3、參與細(xì)胞偽足的形成與細(xì)胞遷移4、形成微絨毛 擴(kuò)大小腸上皮細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物的面積5、形成胞質(zhì)分裂環(huán) 參與胞質(zhì)分裂微管的組裝過程:成核、延伸、穩(wěn)定狀態(tài)作用微管的特異性藥物秋水仙素(colchicine) 阻斷微管蛋白組裝成微管,可破壞紡錘體結(jié)構(gòu)。紫杉醇(taxol)能促進(jìn)微管的裝配,并使已形成的微管穩(wěn)定。微管的功能1、支架作用:細(xì)胞中的微管就像混凝土中的鋼筋一樣,起支撐作用,在培養(yǎng)的細(xì)胞中,微管呈放射狀排列在核外,(+)端指向質(zhì)膜。2、影響細(xì)胞器的分布與走向3、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸:微管起細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)穆奋壸饔?,破壞微管?huì)抑制細(xì)胞內(nèi)的物
25、質(zhì)運(yùn)輸。4、纖毛與鞭毛的運(yùn)動(dòng) 5、形成紡錘體:紡錘體是一種微管構(gòu)成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),其作用是在分裂細(xì)胞中牽引染色體到達(dá)分裂極。紡錘體微管的類型:動(dòng)粒微管、極微管、星體微管中間纖維的功能增強(qiáng)細(xì)胞抗機(jī)械壓力的能力 與核定位有關(guān)(外與細(xì)胞膜及細(xì)胞外基質(zhì)相連內(nèi)與核纖層連接)在組織間起支架作用(細(xì)胞連接)神經(jīng)元纖維在神經(jīng)細(xì)胞軸突運(yùn)輸中起作用在細(xì)胞分化中起一定作用中間纖維與mRNA的運(yùn)輸有關(guān)第十一章 細(xì)胞核與染色質(zhì)核被膜:位于細(xì)胞核的最外層,是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的界膜核孔復(fù)合體:染色質(zhì)是指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合體機(jī)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)的存在形式。組蛋白(histone
26、):是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白, 是一類小分子堿性蛋白質(zhì),有5種類型,即H1、H2A、H2B、H3、H4,它們富含帶正電荷的堿性氨基酸,能夠同DNA中帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)相互作用。核小體:是染色質(zhì)組裝的基本結(jié)構(gòu)單位常染色質(zhì)(euchromatin) :指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低, 處于伸展?fàn)顟B(tài), 用堿性染料染色時(shí)著色淺的那些染色質(zhì)。異染色質(zhì)(heterochromatin): 指在整個(gè)間期, 仍然保持折疊壓縮,處于聚縮狀態(tài),堿性染料染色時(shí)著色較深的染色質(zhì)組分染色體 類 型中著絲粒染色體;近(亞)中著絲粒染色體;近(亞)端著絲粒染色體端著絲粒染色體染色體的主要結(jié)構(gòu)著絲粒與動(dòng)粒 主縊痕
27、次縊痕核仁組織區(qū)隨體端粒染色體DNA的三種功能元件:1.自主復(fù)制DNA序列 2.著絲粒DNA序列 3.端粒DNA序列燈刷染色體:燈刷染色體是卵母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)停留在雙線期的染色體。核仁的功能: 核仁是細(xì)胞制造核糖體的裝置。rRNA的合成rRNA前體的加工參與核糖體大小亞基的裝配控制蛋白質(zhì)合成的速度第十二章 核糖體核糖體是細(xì)胞內(nèi)一種核糖核蛋白顆粒,是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器。 核糖體的主要成分是核糖體RNA(rRNA), 占60%, 蛋白質(zhì)(r蛋白質(zhì)), 占40%。細(xì)胞有兩種主要類型的核糖體:原核細(xì)胞的核糖體:沉降系數(shù)為70S,分子量為2.5x106,由50S和30S兩個(gè)亞基組成。真核
28、細(xì)胞的核糖體:沉降系數(shù)是80S,分子量為4.2x106,由60S和40S兩個(gè)亞基組成。rRNA的功能1.具有肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性;2.為tRNA提供結(jié)合位點(diǎn)(A位點(diǎn)、P位點(diǎn)和E位 3.為多種蛋白質(zhì)合成因子提供結(jié)合位點(diǎn);4.在蛋白質(zhì)合成起始時(shí)參與同mRNA選擇性地結(jié)合以及在肽鏈的延伸中與mRNA結(jié)合;5.核糖體大小亞單位的結(jié)合、校正閱讀(proofreading)、無意義鏈或框架漂移的校正、以及抗生素的作用等都與rRNA有關(guān)。多核糖體概念:核糖體在細(xì)胞內(nèi)并不是單個(gè)獨(dú)立地執(zhí)行功能,而是由多個(gè)甚至幾十個(gè)核糖體串連在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鏈的合成,這種具有特殊功能與形態(tài)結(jié)構(gòu)的核糖體與mRNA的聚合體稱為多核糖體。核糖體的本質(zhì)是核酸。核酸是指一類具有催化活性的RNA分子RNA與生命起源 :三種生物大分子,只有RNA既具有信息載體功能又具有酶的催化功能。因此,推測(cè)RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。第13章 細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂細(xì)胞周期:是指連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次有絲分裂結(jié)束后開始生長(zhǎng)到下次有絲分裂終止所經(jīng)歷的全過程。在這一過程中,細(xì)胞的遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制并均等地分配給兩個(gè)子細(xì)胞
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