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文檔簡介
1、第一章 緒論1.什么是細胞生物學(xué)?細胞生物學(xué)(cell biology) 利用現(xiàn)代技術(shù)和方法,從細胞的整體、超微結(jié)構(gòu)和分子水平研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能及其生命活動規(guī)律的科學(xué)。2、細胞的發(fā)現(xiàn) 1665年,英國學(xué)者Robert Hooke 觀察軟木,發(fā)現(xiàn)小室(Cell),顯微圖譜,認為細胞的發(fā)現(xiàn)是1665年。列文虎克(Leeuwenhoek) ,發(fā)現(xiàn)了活細胞(原生動物紅細胞精子細菌等),真正的觀察到了活細胞結(jié)構(gòu)。3、細胞學(xué)說1838-1839年,植物學(xué)家施萊登(Schleiden)和動物學(xué)家施旺(Schwann)正式提出細胞學(xué)說。其基本內(nèi)容有三條:有機體是由細胞構(gòu)成的; 細胞是構(gòu)成有機體的基本單位;新
2、細胞來源于已存在細胞的分裂。意義:細胞學(xué)說的創(chuàng)立明確了動物和植物之間的統(tǒng)一性,把它與進化論和能量守恒定律并列為世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)。4、原生質(zhì)體 1880年,Hanstein提出原生質(zhì)體的概念,細胞是由細胞膜包圍著的一團原生質(zhì),分化為細胞核與細胞質(zhì)。脫去細胞壁的細胞叫原生質(zhì)體,是一生物工程學(xué)的概念。動物細胞也可算做原生質(zhì)體。這一名詞顯然比cell更確切了,雖然沒有代替cell,但這一重要的基本概念的深化使人們對細胞的研究展現(xiàn)出了新的面貌。第二章 細胞的統(tǒng)一性和多樣性1、為什么說細胞是生命活動的基本單位?(1)一切有機體都是由細胞構(gòu)成,細胞是構(gòu)成有機體的基本單位(細胞學(xué)說)。(2)細胞是代謝和功能的基
3、本單位,具有獨立、有序的自控代謝體系。(3)細胞是有機體生長和發(fā)育的基礎(chǔ)。(4)細胞是遺傳的基本單位,具有遺傳的全能性。 (5) 對多細胞生物來說,細胞不是獨立的存在的,是相互作用和調(diào)控的統(tǒng)一體來實現(xiàn)各種生命活動。2、細胞的分類(1)生命的形態(tài):細胞的、非細胞的。非細胞的:病毒(2) 細胞的兩大類:真核細胞,原核細胞。3、病毒(1)病毒的基本特征:a.衡量病毒大小的單位是納米。多數(shù)病毒直徑100nm以下。b.沒有細胞形態(tài)和結(jié)構(gòu),只含核酸(RNA或DNA)構(gòu)成的病毒芯子和蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣殼結(jié)構(gòu)。c.細胞內(nèi)寄生,只能在活細胞內(nèi)才能生長繁殖。d. 病毒的增殖方式為復(fù)制。e.一般對抗生素不敏感,對干擾素
4、敏感(2)病毒的基本結(jié)構(gòu)病毒芯子:DNA或RNA,形態(tài)結(jié)構(gòu)差別很大病毒衣殼:蛋白質(zhì)構(gòu)成,有一定的外形結(jié)構(gòu)病毒芯子、病毒衣殼和被膜有的病毒在衣殼外有一被膜,是病毒粒子釋放時包被上的宿主的質(zhì)膜。(3) 病毒的增殖及侵染 病毒的增殖:也叫病毒的復(fù)制,由宿主細胞供應(yīng)原料、能量和生物合成場所,在病毒核酸遺傳密碼的控制下,于宿主細胞內(nèi)復(fù)制出病毒的核酸,合成病毒的蛋白質(zhì),進一步裝配成大量的子代病毒,并將它們釋放到細胞外。病毒的增殖過程: 吸附:病毒和細胞相互碰撞而接觸,并通過病毒表面的吸附點和易感細胞表面相應(yīng)受體互相吸附 侵入; 脫殼:包括脫囊膜和脫衣殼兩個過程。 病毒大分子的合成:包括病毒基因組的表達與復(fù)
5、制。包括核酸復(fù)制與蛋白質(zhì)合成。 裝配與釋放:(4)病毒的研究意義:病毒是人類傳染病的主要病原。據(jù)統(tǒng)計,人類傳染病大約有70以上是由病毒引起的,其余30由細菌、真菌和原生動物等造成。病毒病至今沒有十分理想的預(yù)防和治療手段,嚴重威脅人類的健康和經(jīng)濟發(fā)展。4、原核生物的主要類群(1)根據(jù)形態(tài)特征:細菌(狹義)、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體和螺旋體。根據(jù)生理生化和分子生物學(xué)特征:真細菌和古生菌。 (2)原核細胞的兩個代表:細菌和藍藻支原體:支原體是最小的原核微生物,因不含有細胞壁,在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)時,往往呈分枝的絲狀體,故稱之為支原體(mycoplasma)。5、古細菌和真細菌古生菌是
6、一群具有獨特的基因結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)發(fā)育生物大分子序列的單細胞原核生物。多生活在地球上極端的生境或生命出現(xiàn)初期的自然環(huán)境中。古細菌在形態(tài)學(xué)和基因組構(gòu)造方面與細菌相似。真細菌:除古細菌以外的所有的細菌都稱為真細菌。6、原核細胞與真核細胞的差別7、動物細胞與植物細胞的差別(高等)植物細胞:有細胞壁,葉綠體(chloroplasts),液泡,一般無中心體。第三章 細胞生物學(xué)研究方法1、幾種顯微鏡的差別(1)普通光學(xué)顯微鏡(2)暗視野顯微鏡 與普通的顯微鏡差別在于光線不直接進入,而是只允許標(biāo)本反射和衍射的光線進入物鏡。從而視野背景是暗的,物體邊緣是亮的。(3)相差顯微鏡 由于被檢物體(如不染色的細胞)所能產(chǎn)生
7、的相差(光程差或相位差)的差別太小,只有在變相差為振幅差(明暗之差)之后,才能被分辨。(4)微分干涉差顯微鏡 以平面偏振光為光源,經(jīng)棱鏡折射后分為兩束不同時間經(jīng)過樣品后在會合,從而樣品厚度上的微小差別轉(zhuǎn)化成明暗區(qū)別,增加了樣品反差有很強的立體感。 (5)熒光顯微鏡 細胞中某些物質(zhì)受紫外光照射后可發(fā)熒光;熒光染料,如:羅丹明(rhodamine )和熒光素(fluorescein)等;帶熒光的抗體或探針結(jié)合。(6)電鏡利用樣品對電子的散射和透射形成明暗反差,分辨本領(lǐng)是0.1nm。(7)掃描隧道顯微鏡 可對晶體或非晶體成像,無需復(fù)雜計算,且分辨本領(lǐng)高(側(cè)分辨率為0.10.2nm,縱分辨率可達0.0
8、1nm);可實時得到樣品表面三維圖象,可測量厚度信息;可在真空、大氣、液體等多種條件下工作;非破壞性測量;可連續(xù)成像,進行動態(tài)觀察。2、主要的色譜技術(shù)(1)凝膠過濾層析(排阻層析) 利用凝膠層析介質(zhì)(固定相)交聯(lián)度的同所形成的網(wǎng)狀孔徑的大小,在層析時能阻止比網(wǎng)孔直徑大的生物大分子通過。利用流動相中溶質(zhì)的分子量大小差異而進行分離的一種方法。(2)離子交換層析 利用固定相球形介質(zhì)表面活性基團經(jīng)化學(xué)鍵合方法,將具有交換能力的離子基團固定在固定相上面,這些離子基團可以與流動相中離子發(fā)生可逆性離子交換反應(yīng)而進行分離的方法,稱之為離子交換層析。(3)親和層析 在固定相載體表面偶聯(lián)具有特殊親和作用的配基,這
9、些配基可以與流動相中溶質(zhì)分子發(fā)生可逆的特異性結(jié)合而進行分離的一種方法,稱之為親和層析。第4章 細胞質(zhì)膜和細胞表面1、流動鑲嵌模型(名詞解釋) Singer 和Nicolson 1972 根據(jù)免疫熒光、冰凍蝕刻的研究結(jié)果,提出了“流動鑲嵌模型”。兩個主要特征:膜脂和膜蛋白構(gòu)成的生物膜具有流動性.膜蛋白分布不對稱,或鑲嵌或橫跨或結(jié)合在表面。2、細胞膜的組成結(jié)構(gòu)脂類占30-70%,蛋白質(zhì)占20-70%,糖類約占10%。(1)膜脂的三種類型:膜脂主要包括磷脂、糖脂和膽固醇三類。(2)磷脂的特點:a.一個極性頭、兩個非極性尾(脂肪酸鏈)。b.脂肪酸碳鏈為偶數(shù),16,18或20個碳原子。c.常含有不飽和脂
10、肪酸(如油酸)。d.主要有甘油磷脂、鞘磷脂等3、脂質(zhì)體(名詞解釋)生物學(xué)定義:當(dāng)兩性分子如磷脂和鞘脂分散于水相時,分子的疏水尾部傾向于聚集在一起,避開水相,而親水頭部暴露在水相,形成具有雙分子層結(jié)構(gòu)的的封閉囊泡,稱為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體(liposome)是一種人工膜。在水中磷脂分子親水頭部插入水中,脂質(zhì)體疏水尾部伸向空氣,攪動后形成雙層脂分子的球形脂質(zhì)體,直徑251000nm不等。人工脂質(zhì)體可用于:a.轉(zhuǎn)基因b.制備的藥物c.研究生物膜的特性4、膜蛋白(1)根據(jù)與脂分子的結(jié)合方式分為:a.整合蛋白(integral protein): 為跨膜蛋白(transmembrane proteins),兩
11、性分子??缒そY(jié)構(gòu)域為1至多個疏水的螺旋。與膜的結(jié)合緊密,只有用去垢劑才能從膜上洗滌下來。b.外周蛋白(peripheral protein): 靠離子鍵或其它較弱的鍵與膜表面蛋白或脂分子結(jié)合,改變?nèi)芤旱碾x子強度、提高溫度就可以從膜上分離下來。c.脂錨定蛋白(lipid-anchored protein):分為兩類:糖磷脂酰肌醇(GPI)連接的蛋白位于細胞膜的外小葉,用磷脂酶C處理細胞,能釋放出結(jié)合蛋白。另一類脂錨定蛋白與插入質(zhì)膜內(nèi)小葉的長碳氫鏈結(jié)合。 (2)按功能分類a.運輸?shù)鞍祝耗さ鞍字杏行┦沁\輸?shù)鞍?轉(zhuǎn)運特殊的分子和離子進出細胞;b.酶:有些是酶,催化相關(guān)的代謝反應(yīng);c.連接蛋白:起連接作
12、用;d.受體:起信號接收和傳遞作用。5、細胞膜的結(jié)構(gòu)特點流動性和不對稱性(1)流動性:膜脂和蛋白質(zhì)的分子運動組成。a.膜脂分子的運動側(cè)向擴散運動;旋轉(zhuǎn)運動;擺動運動伸縮震蕩運動;翻轉(zhuǎn)運動;旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運動。 影響膜脂流動性的因素 膽固醇脂肪酸鏈的飽和度脂肪酸鏈的鏈長卵磷脂/鞘磷脂 其他因素:溫度、酸堿度、離子強度等。b.膜蛋白的分子運動:側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)擴散兩種運動方式。 膜流動性的生理意義: 當(dāng)膜的流動性低于一定的閾值時,許多酶的活動和跨膜運輸將停止,反之如果流動性過高,又會造成膜的溶解。(2)不對稱性:膜內(nèi)外兩層組分和功能的差異,稱膜的不對稱性。表現(xiàn):a.糖脂都是在非胞質(zhì)面;b.磷脂酰膽堿和鞘
13、磷脂主要分布在非胞質(zhì)面;c.磷脂酰乙醇胺,磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇主要分布在胞質(zhì)面.膜蛋白的不對稱性 a.膜蛋白不對稱分布。b.與膜脂的不對稱性不同,膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在細胞膜上都具有明確的方向性。復(fù)合糖的不對稱性:糖脂和糖蛋白只分布于細胞膜的外表面。 6、細胞連接:指在電鏡下可以鑒別出的有特定結(jié)構(gòu)的細胞間的連接。是細胞與細胞間或細胞與細胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)。細胞連接從功能上可分為三類:(1)緊密連接 存在于脊椎動物的上皮細胞間。如:小腸上皮、血管內(nèi)皮細胞。從結(jié)構(gòu)上看, 通過連接蛋白形成焊接線(嵴線),封閉相鄰細胞間的空隙。主要作用:封閉相鄰細胞間的接縫,防止溶液滲入,構(gòu)成腦血
14、屏障和睪血屏障;形成上皮細胞質(zhì)膜蛋白與膜脂分子側(cè)向擴散的屏障,從而維持上皮細胞極性。(2)錨定連接 胞質(zhì)側(cè)為肌動蛋白纖維,胞外側(cè)靠粘著蛋白(cadherin),是一種鈣粘蛋白,將相鄰細胞連接起來。鈣黏蛋白與細胞骨架(微絲)之間靠一些連接蛋白(linker)聯(lián)系在一起。(3)通訊連接 a.間隙連接 動物細胞組織中廣泛分布。連接蛋白為跨膜的通道蛋白,六聚體,允許小分子(小于或等于1000)通過,孔道的開閉受Ca2+控制。b.胞間連絲 由穿過細胞壁的原生質(zhì)構(gòu)成,直徑約2040nm。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)從中穿過。功能上與動物細胞間的間隙連接類似。通透性可調(diào)節(jié)。某些植物病毒能制造特殊的蛋白質(zhì),使胞間連絲的有效孔徑擴大
15、。7、橋粒與半橋粒(名詞解釋) 橋粒(desmosome)是相鄰細胞間形成的紐扣狀結(jié)構(gòu)。分布:承受強拉力的組織中,如皮膚、口腔、食管、心肌中。半橋粒:位于上皮細胞基面與基膜之間,連接蛋白為整合素。連接的細胞內(nèi)骨架成分為角蛋白。細胞與基底膜之間,外觀上與橋粒很相象,但只有半邊結(jié)構(gòu)。8、細胞外基質(zhì)(填空)非細胞成分細胞外基質(zhì)(ECM),是細胞外大分子構(gòu)成的精密有序的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。包括:膠原、非膠原糖蛋白、氨基聚糖與蛋白聚糖、彈性蛋白等。a.結(jié)締組織中含量較高b.細胞外基質(zhì)不僅起著支持和連接作用,對細胞的存活、增殖、運動、遷移、分化均發(fā)生影響。細胞外基質(zhì)的組成成分: 植物,細胞壁,成分主要是纖維素、半纖
16、維素等多糖。 動物結(jié)締組織細胞外基質(zhì)最為發(fā)達,主要有兩種組分: 凝膠基質(zhì):多糖,大多以氨基聚糖和蛋白聚糖的形式存在; 纖維網(wǎng)架:纖維蛋白,包括起結(jié)構(gòu)作用的膠原蛋白、彈性蛋白和起黏合作用的纖連蛋白、層連蛋白。細胞外基質(zhì)的生物學(xué)作用:1決定細胞的形狀2影響細胞的存活、死亡3、調(diào)節(jié)細胞的增殖4控制細胞的分化5參與細胞的遷移9、氨基聚糖及蛋白聚糖氨基聚糖glycosaminoglycan(GAG)是重復(fù)二糖單位構(gòu)成的無分枝長鏈多糖。二糖單位通常由氨基已糖和糖醛酸組成。 蛋白聚糖:GAG很少游離存在(除透明質(zhì)酸外),而是與蛋白(核心蛋白)共價連接,形成一種高分子量的物質(zhì)蛋白聚糖(PG,proteogly
17、can)。第五章 物質(zhì)的跨膜運輸1、脂雙層的透性與下列因素緊密相關(guān):2、膜轉(zhuǎn)運蛋白(1)載體蛋白 細胞膜上具特異性的跨膜運輸?shù)鞍?。特點:特異性;多次跨膜;具通透酶(permease)性質(zhì);載體蛋白既參與被動的物質(zhì)運輸,也參與主動的物質(zhì)運輸。很多方面與酶催化反應(yīng)相似。(2)通道蛋白目前發(fā)現(xiàn)的通道蛋白已有50多種,主要是離子通道(ion channels)。跨膜親水性通道,允許特定離子順濃度梯度通過。有些通道長期開放,如鉀離子通道;有些通道平時處于關(guān)閉狀態(tài),僅在特定刺激下才打開,稱為門通道。門控:電壓門通道、配體門通道、應(yīng)力激活通道注:協(xié)助擴散兩種轉(zhuǎn)運蛋白:載體蛋白和通道蛋白通道蛋白只存在被動運輸
18、中。3.運輸?shù)念愋停?)分子真正穿過膜小分子物質(zhì),分為被動運輸和主動運輸 被動運輸:順濃度梯度(或電化學(xué)梯度)、不需能量。 分為簡單擴散(不需要膜轉(zhuǎn)運蛋白)和協(xié)助擴散(需要膜轉(zhuǎn)運蛋白) 主動運輸:逆濃度梯度(或電化學(xué)梯度)、需能量、需要膜轉(zhuǎn)運蛋白。(2)分子并未穿過膜(膜泡運輸)內(nèi)吞,外排(3)簡單擴散、協(xié)助擴散、主動運輸?shù)奶攸c與不同點a.簡單擴散:也叫自由擴散(free diffusion):沿濃度梯度擴散;不需要提供能量;沒有膜蛋白協(xié)助。b.協(xié)助擴散:也稱促進擴散(facilitated diffusion)。u 特點: 轉(zhuǎn)運速率高; 沿濃度梯度(或電化學(xué)梯度)運輸,運輸速率同物質(zhì)濃度成非
19、線性關(guān)系; 特異性;飽和性。 u 膜轉(zhuǎn)運蛋白:(載體蛋白和通道蛋白)。 c.主動運輸:u 特點:逆濃度梯度(或逆化學(xué)梯度)運輸;需要能量;都有載體蛋白。u 能量來源:協(xié)同運輸中的離子梯度動力(非電解質(zhì)主要是濃度梯度,電解質(zhì)主要是電化學(xué)梯度); ATP驅(qū)動的泵通過水解ATP獲得能量;光驅(qū)動的泵利用光能運輸物質(zhì),見于細菌。4、Na+-K+離子泵(重要,大題)(1)定義:鈉鉀泵(Na+K+ pump):是動物細胞中由ATP驅(qū)動的將Na+輸出到細胞外同時將K+輸入細胞內(nèi)的運輸泵,實際上是位于細胞膜脂雙分子層中的載體蛋白,是一種Na+/K+ATP酶,在ATP直接提供能量的條件下能逆濃度梯度主動轉(zhuǎn)運鈉離子
20、和鉀離子。(2)結(jié)構(gòu)及作用機理1、結(jié)構(gòu):由兩個亞單位構(gòu)成:一個大的多次跨膜的催化亞單位(亞基)和一個小的單次跨膜具組織特異性的糖蛋白(亞基)。前者對Na+和ATP的結(jié)合位點在細胞質(zhì)面,對K+的結(jié)合位點在膜的外表面。2、機制:在細胞內(nèi)側(cè),亞基與Na+相結(jié)合促進ATP水解,亞基上的一個天門冬氨酸殘基磷酸化引起亞基的構(gòu)象發(fā)生變化,將Na+泵出細胞外,同時將細胞外的K+與亞基的另一個位點結(jié)合,使其去磷酸化,亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進細胞,完成整個循環(huán)。Na+依賴的磷酸化和K+依賴的去磷酸化引起構(gòu)象變化有序交替發(fā)生。每個循環(huán)消耗一個ATP分子,泵出3個Na+和泵進2個K+。(3)生理功能a.維持細胞
21、的電化學(xué)梯度,維持細胞內(nèi)低Na+高K+的離子環(huán)境,保持細胞的興奮性。b.維持細胞滲透平衡和穩(wěn)定細胞體積。 c.蛋白質(zhì)磷酸化。5、動植物細胞維持電化學(xué)梯度的方式動物細胞由維持細胞的電化學(xué)梯度Na+/K+ 泵維持電化學(xué)梯度,而植物、真菌和細菌細胞由質(zhì)膜上的H+泵維持電化學(xué)梯度。6、葡萄糖的運輸方式6、膜泡運輸(名詞解釋,填空)真核細胞通過內(nèi)吞作用(endocytosis)和外排作用(exocytosis)完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸。因貨物包被在囊泡中,又稱膜泡運輸。(1)吞噬作用:細胞內(nèi)吞較大的固體顆粒物質(zhì),如細菌、細胞碎片等。(2)胞飲作用:細胞吞入液體或極小的顆粒物質(zhì)。(3)外排作用:包
22、含內(nèi)容物的囊泡移至細胞表面,與質(zhì)膜融,將物質(zhì)排出細胞之外。(4)穿胞運輸:在細胞的一側(cè)形成胞飲小泡穿越細胞質(zhì),另一側(cè)使小泡中的物質(zhì)釋放出去。如:母鼠血液中的抗體經(jīng)穿胞運輸進入乳汁。(5)胞內(nèi)膜泡運輸:細胞內(nèi)膜系統(tǒng)各個部分之間的物質(zhì)傳遞也通過膜泡運輸方式進行。如從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體;高爾基體到溶酶體等。第六章 真核細胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸1、細胞質(zhì)基質(zhì)(名詞解釋,概念、功能)細胞質(zhì)基質(zhì):真核細胞質(zhì)中,除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質(zhì)。含核糖體,細胞骨架和儲藏物(油滴、糖原),中間代謝有關(guān)的數(shù)千種酶類。功能:a.完成各種中間代謝過程。如糖酵解過程、磷酸戊糖途徑、糖醛酸途徑、糖原合成、脂肪酸
23、合成等。b.與細胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能。維持細胞形態(tài)、細胞運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸及能量轉(zhuǎn)換。c.蛋白合成、修飾和降解。蛋白質(zhì)的修飾;控制蛋白質(zhì)的壽命;降解變性和錯誤折疊的蛋白質(zhì);幫助變性或錯誤折疊的蛋白質(zhì)重新折疊,形成正確的分子構(gòu)象。2、內(nèi)膜系統(tǒng)區(qū)室化(名詞解釋)對細胞質(zhì)進行分區(qū)(區(qū)室化),提供各種反應(yīng)所需的適當(dāng)環(huán)境,使之互不干擾。 分為三種類型的區(qū)室化:a.內(nèi)膜系統(tǒng)細胞器(內(nèi)質(zhì)網(wǎng),高爾基體,溶酶體,內(nèi)體,分泌泡等)。b.細胞溶質(zhì) (細胞質(zhì)基質(zhì))c.其他膜包被細胞器(線粒體,植物質(zhì)體,細胞核,微體等)。3、內(nèi)膜系統(tǒng)的細胞器(選擇題)結(jié)構(gòu)及其功能(簡答題)概念:是指內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞核、溶酶體、分泌
24、泡等膜性細胞器。這些膜是相互流動的,處于動態(tài)平衡,功能上相互協(xié)調(diào)。(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜圍成的細胞器,分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 兩大類。膜含60%的蛋白和40%的脂類,卵磷脂含量較高,鞘磷脂含量較少,沒有或很少含膽固醇。約30多種膜結(jié)合蛋白,另有30多種位于ER網(wǎng)腔。葡萄糖-6-磷酸酶是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)標(biāo)志酶,核糖體結(jié)合糖蛋白(ribophorin)只分布在RER,P450酶系只分布在SER。功能:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)合成、定向釋放蛋白質(zhì)的修飾加工新生肽鏈的折疊、組裝和運輸脂類的合成 儲積鈣離子 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的解毒功能參與信號傳遞(后續(xù))(2)高爾基體 電鏡下,高爾基復(fù)合體是由 一 層單位膜圍成的結(jié)構(gòu)
25、,包括 小囊泡 、扁平囊 和大囊泡 三部分。標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。 高爾基體的功能: 高爾基體對蛋白質(zhì)進行廣泛的加工,主要是蛋白和脂類的糖基化加工 蛋白質(zhì)前體物的加工改造 分揀、運輸和分泌:高爾基體對蛋白進行加工后,進行分選。是膜蛋白和分泌蛋白的分選中心。(4) 溶酶體溶酶體是單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器。一般以酸性磷酸酶作為溶酶體細胞化學(xué)鑒定的依據(jù),是其標(biāo)志酶。溶酶體膜上有質(zhì)子泵,使溶酶體內(nèi)部維持酸性。根據(jù)所處的狀態(tài)可分為:初級溶酶體、次級溶酶體、殘余小體功能:消化:細胞內(nèi)消化(主要)a.細胞內(nèi)消化b.防御功能c.細胞內(nèi)衰老和多余細胞的清除d.發(fā)育工程中細胞功能的清除e.受精中的功能f.植物種子萌發(fā)中的
26、作用(5)過氧化物酶體形態(tài):單層膜所圍,有些含尿酸氧化酶結(jié)晶。特點:全部含有過氧化氫酶或過氧化物酶。分布:幾乎存在與所有的真核細胞,動物的肝、腎中豐富(肝、腎中的過氧物酶體比較大)功能:脂肪酸的-氧化、乙醇的氧化等,耗氧,但不生成ATP。4、蛋白質(zhì)的修飾加工包括糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵形成等,幾乎所有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白最終都被糖基化。糖基化的作用:使蛋白質(zhì)能夠抵抗消化酶的作用;賦予蛋白質(zhì)傳導(dǎo)信號的功能;某些蛋白只有在糖基化之后才能正確折疊。 N-連接的糖基化:與天冬酰胺殘基的NH2連接,糖為N-乙酰葡糖胺,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中共同完成。O-連接的糖基化:與Ser、Thr和Hyp的OH連接
27、,連接的糖為半乳糖或N-乙酰半乳糖胺,在高爾基體上進行。5、分子伴侶細胞中某些蛋白質(zhì)分子可以識別正在合成的多肽或部分折疊的多肽并與這些多肽的某些部位結(jié)合,幫助這些多肽分子轉(zhuǎn)運、折疊或裝配,這類分子本身不參與最終產(chǎn)物的形成。如Bip和calnexin 就是分子伴侶。6、脂質(zhì)合成:轉(zhuǎn)運方式大多數(shù)的膜脂類都在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成,包括磷脂和膽固醇。轉(zhuǎn)運方式: (1)出芽,從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體、溶酶體和細胞膜上;(2) 磷脂轉(zhuǎn)換蛋白(PEP)的介導(dǎo)。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與膜的生成和轉(zhuǎn)運相關(guān)。7、高爾基體(標(biāo)志酶、糖基加工)標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。N-連接的核心區(qū)寡糖在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中裝配后,高爾基體對N-連接寡糖進一步加工改造,O
28、-連接寡糖完全在高爾基體中裝配。8、溶酶體 (標(biāo)志酶、質(zhì)子泵、功能)質(zhì)子泵:能逆濃度梯度轉(zhuǎn)運氫離子通過膜的膜整合糖蛋白。質(zhì)子泵的驅(qū)動依賴于ATP水解釋放的能量,質(zhì)子泵在泵出氫離子時造成膜兩側(cè)的pH梯度和電位梯度。標(biāo)志酶:酸性磷酸酶功能:消化:細胞內(nèi)消化(主要)a.細胞內(nèi)消化b.防御功能c.細胞內(nèi)衰老和多余細胞的清除d.發(fā)育工程中細胞功能的清除e.受精中的功能f.植物種子萌發(fā)中的作用9、蛋白質(zhì)分選(名詞解釋,簡答 信號假說、信號序列)信號假說:1975年,Blobel等正式提出了信號假說,獲得諾貝爾獎。指出蛋白合成的位置是由其N端氨基酸序列決定的。他們認為:分泌蛋白在N端含有一信號序列,稱信號肽
29、,由它指導(dǎo)在細胞質(zhì)基質(zhì)開始合成的多肽和核糖體轉(zhuǎn)移到ER膜;多肽邊合成邊通過ER膜上的水通道進入ER腔。這就是“信號假說”。信號序列:引導(dǎo)蛋白質(zhì)定向轉(zhuǎn)移的線性序列,通常15-60個疏水氨基酸殘基,對所引導(dǎo)的蛋白質(zhì)沒有特異性要求。有些在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被信號肽酶切除。蛋白質(zhì)分選的機制:細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì)之所以能夠定向的轉(zhuǎn)運到特定的細胞器取決于兩個方面: 其一是蛋白質(zhì)中包含特殊的信號序列(signal sequence)。 其二是細胞器上具特定的信號識別裝置(分選受體,sorting receptor)。10、膜泡運輸(另一個重要意義)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體、再從高爾基體到內(nèi)膜系統(tǒng)別的
30、的區(qū)室的轉(zhuǎn)運是以運輸小泡(transport vesicles) 不斷地出芽和融合的方式進行的。是蛋白運輸?shù)囊环N特有方式,普遍存在于真核細胞中。膜泡運輸?shù)倪^程:出芽運輸停泊融合膜泡運輸?shù)牧硪粋€重要意義膜的轉(zhuǎn)化(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成膜成分轉(zhuǎn)移到高爾基體中修飾通過高爾基體外排過程中,形成的小泡與質(zhì)膜融合,從而加入到細胞質(zhì)膜中。 (2)高爾基體與質(zhì)膜成分的相互交流,循環(huán)利用:外排中高爾基體中形成的分泌泡與細胞質(zhì)膜融合,同時質(zhì)膜的內(nèi)吞包被的質(zhì)膜又可返回到高爾基體,成為潴泡膜。第七章 細胞的能量轉(zhuǎn)換線粒體和葉綠體1、線粒體(1)分布(填空)在細胞質(zhì)中隨機分布,一般細胞內(nèi)的代謝和能量需求狀態(tài)不同會導(dǎo)致線粒體的局
31、部集中,向需能部位集中。線粒體在細胞質(zhì)中的分布和遷移與微管相關(guān),線粒體在細胞中多沿微管分布。(2)線粒體膜 外膜 (out membrane) 具有孔蛋白(porin)構(gòu)成的親水通道,透性大分子量小于5000者可透過,標(biāo)志酶為單胺氧化酶。內(nèi)膜:通透性屏障。 內(nèi)突為嵴,其呈板狀,管狀,大大增加了內(nèi)膜的表面積,其數(shù)量與細胞種類和生理狀況有關(guān)。膜的內(nèi)表面有大量基粒,即ATP合酶(ATP sythase)。 內(nèi)膜的蛋白含量高,約占其重量的3/4,蛋白的種類很多,主要是呼吸鏈的成分,組成了五個大的蛋白復(fù)合物(包括基粒)。內(nèi)膜的標(biāo)志酶為細胞色素氧化酶。膜間隙內(nèi)外膜之間的腔隙,寬約6-8nm。含許多可溶性酶
32、類、底物和輔助因子。標(biāo)志酶為腺苷酸激酶?;|(zhì)(matrix)含三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化、氨基酸降解的酶類;含線粒體的遺傳系統(tǒng):DNA、RNA及核酸、蛋白合成體系。標(biāo)志酶為蘋果酸脫氫酶。2、線粒體的功能(1)氧化磷酸化:電子從NADH或FADH2經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧形成水時,同時伴有ADP磷酸化形成ATP,這一過程稱為氧化磷酸化。主要的功能是氧化磷酸化合成ATP,為細胞生命活動提供能量。(2)電子傳遞鏈:在線粒體內(nèi)膜上存在有關(guān)氧化磷酸化的脂蛋白復(fù)合物,它們是傳遞電子的酶體系,由一系列能可逆地接受和釋放電子或H+的化學(xué)物質(zhì)所組成,在內(nèi)膜上相互關(guān)聯(lián)地有序排列,稱為電子傳遞鏈或呼吸鏈。(3)電子載體和質(zhì)子載
33、體電子載體:在電子傳遞過程中與釋放的電子結(jié)合并將電子傳遞下去的物質(zhì)稱為電子載體。質(zhì)子載體:能與質(zhì)子結(jié)合并將質(zhì)子傳遞下去的物質(zhì)。線粒體中的電子傳遞鏈的主要組分包括:黃素蛋白;細胞色素蛋白;鐵硫蛋白;輔酶Q等。它們都是疏水性分子。除泛醌外,其他組分都是蛋白質(zhì),通過其輔基的可逆氧化還原傳遞電子。3、電化學(xué)梯度(名詞解釋)質(zhì)子跨過內(nèi)膜向膜間隙的轉(zhuǎn)運也是一個生電作用(electrogenesis),即電壓生成的過程。因為質(zhì)子跨膜轉(zhuǎn)運使得膜間隙積累了大量的質(zhì)子,建立了質(zhì)子梯度。由于膜間隙質(zhì)子梯度的建立, 使內(nèi)膜兩側(cè)發(fā)生兩個顯著的變化線粒體膜間隙產(chǎn)生大量的正電荷,而線粒體基質(zhì)產(chǎn)生大量的負電荷,使內(nèi)膜兩側(cè)形成
34、電位差;第二是兩側(cè)氫離子濃度的不同因而產(chǎn)生pH梯度(pH),這兩種梯度合稱為電化學(xué)梯度(electrochemical gradient)。線粒體內(nèi)膜兩側(cè)電化學(xué)梯度的建立,能夠形成質(zhì)子運動力(proton-motive force,p),只要有合適的條件即可轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存起來。4、葉綠體(1)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成葉綠體類似于線粒體但有一個附加的間隔(類囊體)三層膜:外膜、內(nèi)膜和類囊體膜 外膜通透性大,多數(shù)營養(yǎng)物可自由出入;內(nèi)膜選擇性強,具有特殊載體?;|(zhì)(stroma):含可溶性蛋白質(zhì)(含量最多的是RuBP羧化酶)、DNA、核糖體、淀粉粒。類囊體(thylakoid):類囊體腔相互連通,構(gòu)成一連續(xù)
35、的空間?;#╣ranum):類囊體的疊垛處。(2)C同化:不需光,利用光反應(yīng)的ATP和NADPH將CO2固定、還原為糖或其他有機物的一系列酶促反應(yīng),在基質(zhì)中進行。碳的固定由核酮糖二磷酸羧化酶所催化,碳固定的起始反應(yīng):催化1,5-二磷酸核酮糖和CO2生成二分子3-磷酸甘油酸反應(yīng)的酶(3)RuBP羧化酶a.是核酮糖二磷酸羧化酶,催化1,5-二磷酸核酮糖和CO2生成二分子3-磷酸甘油酸反應(yīng)的酶。即用來固定CO2的酶,亦稱羧基歧化酶。 b.在二氧化碳濃度低時催化一個加氧的反應(yīng)光呼吸作用。c.大亞基和8個小亞基構(gòu)成的復(fù)合物。d.中該酶位于葉綠體的基質(zhì),占葉綠體總蛋白的50%,是生物圈中最豐富的酶。5、
36、半自主性細胞器線粒體和葉綠體含有自己的DNA,具有自身轉(zhuǎn)錄RNA和翻譯蛋白質(zhì)的體系。但線粒體和葉綠體中自身編碼合成的蛋白質(zhì)是有限的,它們中的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是由核基因編碼,在細胞質(zhì)核糖體上合成的。也就是說,線粒體和葉綠體的自主程度是有限的,它們對核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。因此,線粒體和葉綠體的生長和增殖是受核基因組及自身的基因組兩套遺傳信息系統(tǒng)控制的,所以它們都被稱為半自主性細胞器。 6、內(nèi)共生起源學(xué)說(1)線粒體的內(nèi)共生起源學(xué)說 內(nèi)共生學(xué)說認為,線粒體的前身為一種好氧菌。線粒體祖先原線粒體(一種可進行三羧酸循環(huán)和電子傳遞的革蘭氏陰性菌)被原始真核生物吞噬后與宿主間形成共生關(guān)系。在共生關(guān)系中,對
37、共生體和宿主都有好處:原線粒體可從宿主處獲得更多的營養(yǎng),而宿主可借用原線粒體具有的氧化分解功能獲得更多的能量。 (2)葉綠體的內(nèi)共生起源學(xué)說內(nèi)共生起源學(xué)說認為葉綠體源于原始真核細胞內(nèi)共生的藍藻。該學(xué)說認為真核細胞的直接祖先是一種巨大的、不需氧的、具有吞噬能力的古核生物,它們靠吞噬糖類并將其分解來獲得其生命活動所需的能量。一部分這樣的古核生物在吞噬真細菌的同時,還吞噬了某種原始的藍細菌,即藍藻,藍藻為宿主細胞完成光合作用,而宿主細胞為其提供營養(yǎng)條件。 這種細胞內(nèi)共生關(guān)系對雙方都有益處,因此雙方在進化中就建立起了一種逐步固定的關(guān)系。在古核細胞內(nèi)共生的真細菌由于所處的環(huán)境與其獨立生存時不同
38、,因此很多原來的結(jié)構(gòu)和功能變得不再必要而逐漸退化消失殆盡;結(jié)果,細胞內(nèi)共生的真細菌越來越特化,最終演化為通過類似的內(nèi)共生過程成為這些古核生物細胞內(nèi)的一種細胞器官葉綠體,行使光合自養(yǎng)功能。至今葉綠體還保留有它們祖先的一些基本特征和痕跡,為這一學(xué)說提供了大量證據(jù)。第八章 細胞核與染色體1、細胞核的組成由核被膜、染色質(zhì)、核仁及核骨架組成。2、核纖層位于內(nèi)膜下面,由核纖層蛋白(屬于中等纖維)構(gòu)成的纖維網(wǎng)絡(luò)。作用:a.持的作用:保持核膜的形狀和穩(wěn)定性,聯(lián)系核膜和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。b.質(zhì)中間纖維、核內(nèi)骨架相連。c.周期中核膜的解體和重建與核纖層蛋白的磷酸化和去磷酸化相關(guān)。細胞周期中核膜的解體和重建:核纖層蛋白磷
39、酸化引起核纖層去裝配,從而引起核膜的解體。去磷酸化引起相反的過程。3、生物DNA和組蛋白包裝為染色質(zhì)和染色體的過程(簡答)(1)核小體的包裝(使DNA雙螺旋壓縮了7倍):連接成串珠結(jié)構(gòu):核小體(nucleosome)是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。由核心顆粒和連接DNA(linker)。(2)組蛋白八聚體構(gòu)成核心: 組蛋白的八聚體,H2A,H2B,H3,H4,各兩分子;146bp的DNA,繞組蛋白八聚體1.75圈。H1組蛋白在核心顆粒外結(jié)合20bp的DNA鎖住核小體DNA的進出端,起穩(wěn)定核小體的作用。(3) 30nm纖維(螺線管) :核小體的進一步包裝(4)上述三級包裝完成后,DNA鏈被壓縮的程度仍遠
40、不足以形成能被細胞核容納的染色體。具環(huán)形區(qū)的螺線管纖維需進一步以某種方式盤繞、折疊,最終完成細胞生長和繁殖的不同時期的染色體包裝。4、染色體包裝的模型(1)染色質(zhì)包裝的多級螺旋模型壓縮7倍 壓縮6倍 壓縮40倍 壓縮5倍DNA 核小體 螺線管 超螺線管 染色單體(2)骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型螺線管纖維折疊成環(huán)狀螺線管。沿染色體縱軸,由中央向四周伸出構(gòu)成放射環(huán),即骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型。電鏡觀察結(jié)果提示,骨架結(jié)構(gòu)是由某些非組蛋白構(gòu)成的中心軸(支架蛋白)形成的。5、常染色質(zhì)和異色質(zhì)、活性染色質(zhì)和非活性染色質(zhì)常染色質(zhì):(euchromatin)間期染色淺,電鏡下密度小的區(qū)域,染色質(zhì)松散,轉(zhuǎn)錄活躍或易于轉(zhuǎn)錄
41、,可能處于一種松散的30nm狀態(tài)。異染色質(zhì):(heterochromatin)間期染色深,電鏡下密度大的區(qū)域,染色質(zhì)排列緊密,無轉(zhuǎn)錄活性,分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)或組成型異染色質(zhì)(著絲粒、端粒、衛(wèi)星DNA等 )和兼性異染色質(zhì)(如:女性的一個X染色體異染化巴氏小體)。 活性染色質(zhì)是具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì): 活性染色質(zhì)的核小體發(fā)生構(gòu)象改變,具有疏松的染色質(zhì)結(jié)構(gòu),從而便于轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子與順式調(diào)控元件結(jié)合和RNA 聚合酶在轉(zhuǎn)錄模板上滑動。 非活性染色質(zhì)是沒有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)6、染色體的三種功能元件即三DNA序列,確保染色體有效地復(fù)制和分離(1)自主復(fù)制DNA序列 (ARS)(2)絲粒DNA序列:有利于有絲分裂。(
42、3)端粒DNA序列:完成染色體末端的復(fù)制,防止染色體免遭融合、重組和降解 。端粒和端粒酶:端粒:端粒是染色體末端的DNA重復(fù)序列,是染色體末端的“保護帽”,它能夠維持染色體的穩(wěn)定,防止染色體相互融合;沒有端粒,則末端暴露,易被外切酶水解。端粒酶:一種核糖核蛋白(RNP),由RNA和蛋白質(zhì)兩種成分組成,催化端粒DNA的合成,能夠在缺少DNA模板的情況下延伸端粒寡核苷酸片段。 端粒酶在端粒受損時能把端粒修復(fù)延長,可以讓端粒不會因細胞分裂而有所損耗,使得細胞分裂的次數(shù)增加。在正常人體細胞中,會隨著細胞分裂而逐漸縮短,這是由于DNA的復(fù)制機制缺陷造成的,即DNA聚合酶不能完成DNA末端的復(fù)制,而是要依
43、靠端粒酶來合成。7、核型與染色體顯帶核型:色體組在有絲分裂中期特征的總和,包括染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和。 染色體顯帶:8、巨大染色體多線染色體 : 多線染色體脹泡的形成:脹泡是基因活躍轉(zhuǎn)錄的形態(tài)學(xué)標(biāo)志。燈刷染色體 : 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。9、核仁(結(jié)構(gòu)、功能、核糖體的裝配、結(jié)構(gòu))細胞間期出現(xiàn),光鏡下可見細胞核中非常明顯的結(jié)構(gòu),1個或多個球形小體,容易被染色。電鏡下可見特定的結(jié)構(gòu),是rRNA轉(zhuǎn)錄加工、核糖體亞基組裝之處。蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞核仁發(fā)達功能:產(chǎn)生核糖體核糖體的裝配:rRNA前體進一步加工:以核糖核蛋白體(RNPs)的方式加工,組裝為核
44、糖體的大小亞基。核糖體:蛋白質(zhì)與rRNA的復(fù)合物, 由大亞基和小亞基構(gòu)成,在細胞質(zhì)中裝配。功能:蛋白質(zhì)合成場所第九章 細胞骨架和細胞運動1、細胞骨架(名詞解釋)為真核細胞胞質(zhì)中蛋白質(zhì)構(gòu)成的纖維系統(tǒng),對細胞內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和外部形態(tài)的維持、細胞運動、細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸和細胞分裂都有重要作用。廣義上,細胞骨架包括細胞外基質(zhì)、細胞膜骨架、細胞質(zhì)骨架和細胞核骨架。 狹義上,細胞骨架即為細胞質(zhì)骨架,其包括微管 (microtubule)、微絲 (microfilament)和中間纖維(intermediate filaments)第十章 細胞的信號系統(tǒng)1、G蛋白耦聯(lián)型受體(重要簡答題)u 7次跨膜蛋白,胞外結(jié)
45、構(gòu)域識別信號分子,胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與G蛋白耦聯(lián),調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性,在胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使。類型:多種神經(jīng)遞質(zhì)、肽類激素和趨化因子受體,味覺、視覺和嗅覺感受器。介導(dǎo)的信號通路主要有:cAMP信號通路和磷脂酰肌醇信號通路。G蛋白偶聯(lián)的受體,都有7次穿膜的結(jié)構(gòu),N端在胞外,識別信號分子;C端在胞內(nèi),結(jié)構(gòu)域與G蛋白耦聯(lián)。三聚體GTP結(jié)合蛋白,即,G蛋白:組成:,和屬脂錨定蛋白。含GTP結(jié)合位點; 鳥苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位點; 腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合位點。作用:分子開關(guān)。亞基結(jié)合GDP失活,結(jié)合GTP活化。 也是GTP酶,催化結(jié)合的ATP水解,恢復(fù)無活性狀態(tài),其GTP酶活性可被GAP增強。過程:A.信號分子
46、與受體結(jié)合,刺激G蛋白偶聯(lián)的受體激活G蛋白。B.G蛋白激活,a亞基與b-g亞基解離,兩者再活化其他過程。C.活化的G蛋白亞基進一步活化其他蛋白。D.失活過程: a亞基結(jié)合的GTP被水解為GDP則失活。G蛋白的調(diào)控作用 a.某些G蛋白調(diào)節(jié)離子通道: 心肌細胞有乙酰膽堿的受體,受體與乙酰膽堿結(jié)合后活化G蛋白,而使K+通道開放,引起心跳減慢。b.某些G蛋白激活結(jié)合于膜的酶2、信號通道(名詞解釋)細胞接受外界信號,通過一整套特定的機制,實現(xiàn)信號的跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo),最終調(diào)節(jié)特定基因的表達,引起細胞的應(yīng)答反應(yīng)的過程,這是細胞信號系統(tǒng)的主線,稱為細胞信號通路。3、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的步驟(1)受體對信號的識別。(2)信號傳遞
47、過膜。(3)信息傳遞到效應(yīng)器分子,產(chǎn)生細胞行為。(4)信號分子失活而中止。 4、信號分子、靶細胞信號分子:在細胞間或細胞內(nèi)傳遞信息的化學(xué)分子。水溶性的:肽、蛋白質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)、氨基酸等。脂溶性的:固醇類激素、甲狀腺素、類視黃素、脂肪酸衍生物等。NO 和 CO 等。靶細胞:能識別某種特定信號分子并與之特異性結(jié)合而產(chǎn)生某種生物效應(yīng)的細胞。受體:靶細胞中有一種特殊的糖蛋白分子,稱受體,其能夠識別和結(jié)合信號分子并能引起一系列生物學(xué)效應(yīng)的生物大分子。 此時的信號分子被稱為配體。分為胞內(nèi)受體和細胞表面受體。兩個功能: (1)識別特異的信號物質(zhì)配體,識別的表現(xiàn)在于兩者結(jié)合。 (2)把識別和接受的信號準(zhǔn)確無誤的
48、放大并傳遞到細胞內(nèi)部,啟動一系列胞內(nèi)生化反應(yīng),最后導(dǎo)致特定的細胞反應(yīng)。使得胞間信號轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號。 5、細胞表面受體的三種類型(簡答、填空)識別結(jié)合的是親水性信號分子。均為跨膜整合蛋白起信號轉(zhuǎn)換的作用:與配體結(jié)合后,可將細胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€或幾個細胞內(nèi)信號,從而引起靶細胞的反應(yīng)。三類:a.離子通道偶聯(lián)受體 b.G蛋白偶聯(lián)受體 c. 酶偶聯(lián)的受體(或催化性受體,幾乎全是酪氨酸特異的蛋白激酶)分別介導(dǎo)三種信號傳導(dǎo)途徑。6、分子開關(guān)細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)過程中的分子開關(guān)蛋白:通過激活機制或失活機制精確控制細胞內(nèi)一系列信號傳遞的級聯(lián)反應(yīng)的蛋白質(zhì)。兩種類型的分子開關(guān):(1)蛋白的磷酸化-去磷酸化而激活或失活 (
49、2)結(jié)合的GTP-GDP進行激活或失活第十一章 細胞增殖及其調(diào)控1、細胞周期(填空、名詞解釋)通常將細胞分裂結(jié)束開始,經(jīng)過物質(zhì)的積累過程,直到下一次細胞分裂結(jié)束形成子細胞為止所經(jīng)歷的過程稱為細胞周期。在這一過程中, 細胞的遺傳物質(zhì)復(fù)制并均等地分配給兩個子細胞。(1)一個標(biāo)準(zhǔn)的細胞周期間期:G1期(gap1),分裂完成到DNA復(fù)制之前。S期(synthesis phase),DNA復(fù)制階段。G2期(gap2),DNA復(fù)制完成到分裂之前。分裂期: M期,分裂開始到結(jié)束。(2)細胞周期的分類根據(jù)細胞周期可將高等動物細胞分為3類:周期中細胞,如表皮生發(fā)層、骨髓干細胞。靜止期細胞,暫不分裂,適當(dāng)刺激下可
50、重新進入細胞周期,稱G0期細胞,如淋巴細胞、肝、腎細胞等。終末分化細胞,不再分裂,如神經(jīng)、肌肉、多形核細胞等。(3)細胞周期的調(diào)控 細胞外信號的調(diào)控: G1期存在一個“限定點”(restriction point),決定細胞是否進入周期。這“限定點”主要受細胞外信號的調(diào)控。 細胞周期自身控制(主要考點):a.檢驗點細胞周期中的一些關(guān)鍵的控制點Checkpoint(關(guān)卡,檢驗點)。 細胞周期檢驗點是細胞周期調(diào)控的一種機制,主要是確保周期每一時相事件有序、全部完成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系。G1檢驗點:檢測細胞的內(nèi)外環(huán)境是否適合進入期;同時有檢測DNA是否損傷的功能。G2檢驗點:主要檢測DNA復(fù)制是否
51、完全。M中期檢驗點:紡錘體組裝檢驗點,檢驗著絲點是否正確連接到紡錘體上。b.檢驗機制 P53:DNA的損傷可以通過p53激活p21的表達,使細胞不能進入S期,細胞周期阻滯于G1期,以修復(fù)損傷的DNA,如不能修復(fù)則啟動凋亡程序。P53基因的突變使這種剎車機制失靈,細胞突變率增加,極易發(fā)生癌變。 Cdc25(P80):負責(zé)G2期處檢查。2、Cyclin,CDKs,APC(1)CDK細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinase)。目前發(fā)現(xiàn)的CDK在動物中有7種。各種CDK分子均含有一段相似的激酶(絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶)結(jié)構(gòu)域,這一區(qū)域有一段保守序列,與周期蛋白的結(jié)合有關(guān)。(2)Cyclin(細胞周期蛋白)調(diào)節(jié)這些CDK的活性。周期蛋白不僅僅起激活CDK的作用,還決定了CDK何時、何處、將何種底物磷酸化,從而推動細胞周期的前進。各類周期蛋白均含有一段約100個氨基酸的保守序列,稱為周期蛋白框,介導(dǎo)周期蛋白與CDK結(jié)合。 (3)APC 后期促進因子,促進分裂中期向后期轉(zhuǎn)化。染色體的兩
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