醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)資料整理

第三章細(xì)胞的分子基礎(chǔ)

生物小分子：★為掌握內(nèi)容

1、無機(jī)化合物：水（游離水、結(jié)合水）-------------------

無機(jī)鹽：離子狀態(tài)

2、有機(jī)化合物：單糖、脂肪酸、氨基酸、核昔酸

細(xì)胞大分子：細(xì)胞的蛋白質(zhì)、核酸、多糖（由小分子亞基裝配而成）

蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈仲氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序形成的線性結(jié)構(gòu)，化學(xué)鍵主要是肽鍵

蛋白質(zhì)功能：①細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分。②運(yùn)輸和傳導(dǎo)。③收縮運(yùn)動(dòng)。④免疫保護(hù)。⑤催化作用一酶

核酸：

DNA:雙螺旋結(jié)構(gòu)

RNA：信使RNA（Mrna）、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）、核糖體RNA（rRNA）

功能：1、攜帶和傳遞遺傳信息。2、復(fù)制。3、轉(zhuǎn)錄。

第四章細(xì)胞生物學(xué)的研究技術(shù)

第一節(jié)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察

光學(xué)顯微鏡技術(shù)------顯微結(jié)構(gòu)的觀察

一、普通光學(xué)顯微鏡--染色標(biāo)本

二、熒光顯微鏡--（紫外線）細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察、細(xì)胞化學(xué)成分研究、DNA&RNA含量變化

三、用差顯微鏡--（光的衍射和干涉效應(yīng)）活細(xì)胞結(jié)構(gòu)、活動(dòng)觀察

四、微分干涉差顯微鏡一一（平面偏振光的干涉）活細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察、細(xì)胞工程顯微操作（三維立體投影）

五、暗視野顯微鏡-一（特殊的聚光器）觀察活細(xì)胞外形

六、激光共聚焦掃描顯微境-一（激光作光源〉立體圖像，組織比學(xué)切片；三維圖像重建

電子顯微鏡技術(shù)------亞微結(jié)構(gòu)的觀察

分：透射、掃描、高壓

透射電子顯微鏡：

電子束穿透樣品而成像，觀察細(xì)胞超顯微結(jié)構(gòu)，熒光屏上成像

亞微結(jié)構(gòu)觀察一-電子顯微鏡技術(shù)、掃描隧道顯微鏡

光鏡與電鏡的區(qū)別

頒t頷雙酸?觸

300nm可恥賺施福真空

200同激）m嬲魂襦真空

100mw嬲施福真空

電子賽廄0.1nn電子束蟒施真空

第二節(jié)細(xì)胞的分離與培養(yǎng)

一、細(xì)胞培養(yǎng)

是指在體外適宜條件下使細(xì)胞繼續(xù)生長、增殖的過程。

優(yōu)點(diǎn)：

1、容易在較短的時(shí)間內(nèi)獲得大量的細(xì)胞

2、有利于研究單一類型的細(xì)胞

3、通過人為控制培養(yǎng)條件，可以減少一些未知的因素影響

細(xì)胞培養(yǎng)的條件

培養(yǎng)基：策基酸+糖+維生素

血清

支持物

環(huán)境：無菌環(huán)境、適宜溫度，pH道

特性：

貼壁生長

接觸抑制(腫瘤細(xì)胞沒有)

分類?

原代培養(yǎng)：

直接來自于有機(jī)體的細(xì)胞培養(yǎng)稱原代培養(yǎng)。但常常也將第1代與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱原代細(xì)胞培養(yǎng)。

傳代培養(yǎng)：

將適應(yīng)了體外條件的原代培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行傳代和擴(kuò)大培養(yǎng)。

細(xì)胞系：

有限:指能順利傳40—50代，仍保持正常細(xì)胞特點(diǎn)的傳代細(xì)胞

永生：50代后，具有了癌細(xì)胞的特點(diǎn)

細(xì)胞株

從某一細(xì)胞系中，用單細(xì)胞克隆培養(yǎng)而形成的，具有基本相同的遺傳性狀的細(xì)胞群體

二、細(xì)胞融合

指自發(fā)或人工誘導(dǎo)下，兩個(gè)或兩個(gè)以上的細(xì)胞融合形成一個(gè)細(xì)胞的過程

方法：

自然方法

人工誘導(dǎo)：滅活的病毒或化學(xué)物質(zhì)介導(dǎo)、電融合技術(shù)

第五章細(xì)胞膜及其表面

★第一節(jié)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和特性

細(xì)胞是除病毒(virus)以外一切生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位

細(xì)胞膜(cellmembrane)，又稱質(zhì)膜(plasmamembrane),是包圍在細(xì)胞外表面的一層界膜，使得細(xì)胞質(zhì)與

外界環(huán)境相隔開

細(xì)胞內(nèi)膜(endo-membrane)是在真核細(xì)胞內(nèi)除了質(zhì)膜以外的膜結(jié)構(gòu)

生物膜(biomembrane)：細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞內(nèi)膜在起源、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的等方面具有相似性，故總稱為生物膜

單位膜(unitmembrane):生物膜在透射電鏡下有共同的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，均為“兩暗夾一明”的三層結(jié)構(gòu)，這三層

結(jié)構(gòu)又稱為單位膜

第一部分細(xì)胞膜的化學(xué)組成

?Membranelipids膜脂：基本成分

phospholipids磷脂：形成脂雙層，構(gòu)成細(xì)胞膜的基本成分

cholesterols膽固醇：具備調(diào)節(jié)膜流動(dòng)性和穩(wěn)定膜的作用

glycolipids糖脂：作為受體參與細(xì)胞識(shí)別及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程

特性：

1.雙親性分子

2.構(gòu)成生物膜的基本結(jié)構(gòu)，各有其作用

?Membraneproteins膜蛋白：功能體現(xiàn)

intrinsicprotein內(nèi)在蛋白：整合蛋白，以不同程度嵌入脂雙層的內(nèi)部。與膜結(jié)合非常緊密，只有用去垢劑

才能從膜上洗脫

extrinsicprotein外在蛋白：周邊蛋白，水溶性，分布在細(xì)胞膜的表面，比較容易洗脫

特點(diǎn)：

1、是膜功能的主要體現(xiàn)者。

2、具有雙親性

?Membranecarbohydrates膜糖類：保護(hù)細(xì)胞表面，細(xì)胞識(shí)別和黏著、信息傳遞

glycolipids糖脂：以寡糖或多糖鏈共價(jià)結(jié)合于膜脂分子上

glycoproteins糖蛋白：以其糖或多糖鏈共價(jià)結(jié)合于膜蛋白分子上

第二部分細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型

流動(dòng)鑲嵌模型

1.由流動(dòng)的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成膜的連續(xù)主體

2.球形的膜蛋白以各種形式鑲嵌或附在脂質(zhì)雙分子層中

3.糖分子分布于膜外表面

強(qiáng)調(diào)了膜的動(dòng)態(tài)性和球形蛋白質(zhì)與脂雙層的鑲嵌關(guān)系

第三部分膜的理化特征

?不對(duì)稱性：膜蛋白分布的不對(duì)稱、膜脂的不對(duì)稱

?流動(dòng)性：

膜脂的流動(dòng)性：

1、側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：同一平面上相鄰的脂分子交換位置

2、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層

3、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：圍繞與膜平面垂宜的軸進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)

4、彎曲運(yùn)動(dòng)

5、伸縮震蕩運(yùn)動(dòng)

膜蛋白的運(yùn)動(dòng)性：

1、側(cè)向擴(kuò)散：膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面擴(kuò)散。

2、旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散：膜蛋白圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

質(zhì)膜的流動(dòng)性：是保證其正常功能的必要條件

物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動(dòng)性密切相關(guān)

細(xì)胞膜的功能

物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、免疫相關(guān)

★第三節(jié)、細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸形式

?小分子和離子物質(zhì)一一穿膜運(yùn)輸

?大分子和顆粒物質(zhì)——膜泡運(yùn)輸

一、穿膜運(yùn)輸

?細(xì)胞膜是選擇性半透膜

?細(xì)胞膜上存在膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(membranetransportprotein)

膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

1、載體蛋白(CarrierProtein)：

細(xì)胞膜上的一類跨膜蛋白，與轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)特異性結(jié)合而改變自身的構(gòu)象，使物質(zhì)跨越細(xì)胞膜

2、通道蛋白(ChannelProtein)：

一類能形成孔道供某些離子或分子進(jìn)出細(xì)胞的跨腴蛋白

分類：

?被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

一一物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力來自物質(zhì)的濃度梯度，不需要細(xì)胞提供代謝能量。

1、簡單擴(kuò)散一物質(zhì)順濃度梯度自由穿越脂雙層的運(yùn)輸方式

適合簡單擴(kuò)散的物質(zhì)：

脂溶性(疏水)小分子：苯、氧氣、氮?dú)?/p>

不帶電極性小分子：水.尿素.二氧化碳

不適合簡單擴(kuò)散的物質(zhì)：

帶電荷的、水溶性的分子，分子量大

2、離子通道擴(kuò)散一一依靠通道蛋白，離子等物質(zhì)順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/p>

通道蛋白(跨膜蛋白)：水通道(持續(xù)開放)

閘門通道：配體閘門通道、電壓閘門通道

特點(diǎn)：

1、速度快，109個(gè)離子/秒2、高度選擇性3、開放的間斷性

3、易化擴(kuò)散-一依靠載體蛋白，一些非脂溶性物質(zhì)等物質(zhì)順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/p>

?主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

判斷關(guān)鍵：

?高度專一性的載體蛋白介導(dǎo)運(yùn)輸方向、

?消耗代謝能量跨膜動(dòng)力、

?物質(zhì)從低濃度處向高濃度能量消耗、

鈉鉀泵（Na—K+ATP酶）：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

實(shí)質(zhì)：泵為Na-K-ATP酶,具有載體和酶的雙重作用

大亞基:為跨膜蛋白，是該酶的催化部位

小亞基:為膜外側(cè)半嵌合糖蛋白

伴隨運(yùn)輸-一離子梯度驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸或間接的主動(dòng)運(yùn)輸

一種物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸依賴于另一種離子的被動(dòng)運(yùn)輸

能量來源：存在膜上的離子濃度梯度

載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)運(yùn)輸

單運(yùn)輸：運(yùn)輸一種物質(zhì)

協(xié)同運(yùn)輸：運(yùn)輸兩種物質(zhì)----同向運(yùn)輸、對(duì)向運(yùn)輸

二、膜泡運(yùn)輸（批量運(yùn)輸）

一一大分子或顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞通過一系列膜泡的形成和融合來完成轉(zhuǎn)運(yùn)的過程

?Endocytosis（胞吞作用）andexocytosis（胞吐作用）

?發(fā)生膜的融合和斷裂

?消耗代謝能，屬主動(dòng)運(yùn)輸

（胞吐作用-胞內(nèi)分泌物和

代謝物的排出

膜泡運(yùn)輸＜

吞噬作用——吞噬體

〔胞吞作用

吞飲作用——吞飲小泡

受體介導(dǎo)的胞吞作用

有被小泡

Endocytosis（胞吞作用）：

——胞外的大分子或顆粒物質(zhì)靠近并結(jié)合于細(xì)胞表面后，膜逐漸內(nèi)陷將其包圍，形成吞噬（飲）小泡進(jìn)入細(xì)胞

的過程。

?吞噬作用（cellulareating）

大顆粒：細(xì)菌、細(xì)胞碎片一一（形成吞噬體）

（巨噬細(xì)胞）、（中性粒細(xì)胞）------偶爾發(fā)生

.胞飲作用（cellulardrinking

溶液--形成吞飲小泡，發(fā)生在大多數(shù)真核細(xì)胞--連續(xù)發(fā)生的過程

受體介導(dǎo)的胞吞作用

一細(xì)胞特異地?cái)z取細(xì)胞外蛋白或其它化合物的胞吞方式--形成有被小泡

具高度的特異性和高效性

Exocytosis（胞吐作用）：

——胞內(nèi)的大分子或顆粒物質(zhì)由膜包被形成小泡，小泡再移至質(zhì)膜并與細(xì)胞膜融合將內(nèi)容物排出胞外的過程

第四節(jié)、細(xì)胞膜與細(xì)胞識(shí)別

★一、受體、配體的概念、類型

受體(receptor)

是一類存在于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，能特異性識(shí)別并結(jié)合胞外信號(hào)分子，進(jìn)而激活胞內(nèi)一系列生

化反應(yīng)，使細(xì)胞對(duì)外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。

多為糖蛋白，至少包括兩個(gè)功能區(qū)域：配體結(jié)合區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域

類型——根據(jù)存在位置，受體可分為

膜受體(membranereceptor)—膜表面受體，位于細(xì)胞質(zhì)膜上的受體

胞內(nèi)受體(intracellularreceptor)—位于胞質(zhì)、核基質(zhì)中的受體

配體(ligand)

細(xì)胞外信號(hào)分子：由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)，又稱為配體、第一信使(firstmessenger)。

根據(jù)配體的溶解性，可分為：

水溶性配體：在細(xì)胞膜上和膜受體結(jié)合，進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

脂溶性配體：穿過細(xì)胞膜和核膜，和胞內(nèi)受體結(jié)合，直接調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性。

★二、細(xì)胞膜受體的類型和特點(diǎn)

膜表面受體主要有三類:

①離子通道型受體

②受體酪氨酸激酶關(guān)鍵詞：概念、作用機(jī)理

③G蛋白耦聯(lián)型受體

(一)離子通道型受體

?概念：既為受體，乂為離子通道，其跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中旬步驟。

?作用機(jī)理：受體和配體結(jié)合后，通道蛋白改變構(gòu)象，導(dǎo)致通道開放或關(guān)閉，直接引起細(xì)胞反應(yīng)。如配體

閘門通道。

(二)受體酪氨酸激酶(receptortrk)

?：?概念：這類受體由一條多肽鏈構(gòu)成的跨膜的糖蛋白組成，3端位于質(zhì)膜外，是配體結(jié)合的部位。C端位于

胞質(zhì)內(nèi)，是具有酪氨酸激酶功能區(qū).

?作用機(jī)理：受體和配體結(jié)合后，導(dǎo)致受體二聚化，二聚體內(nèi)發(fā)生自磷酸化從而激活受體的激酶活性，引

發(fā)生物學(xué)效應(yīng)。

(三)G蛋白耦聯(lián)型受體

?概念：七次跨膜蛋白，胞外結(jié)構(gòu)域：識(shí)別信號(hào)分子(配體)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域：與G蛋白耦聯(lián)。

?機(jī)理：當(dāng)此受體和配體結(jié)合后，激活偶聯(lián)的G蛋白，調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使。

膜受體的特點(diǎn)

1、特異性及非決定性：立體構(gòu)象互補(bǔ)，分子的立體特異性

2、可飽和性：有限的結(jié)合能力，受體數(shù)目和濃度恒定

3、高親和度：結(jié)合能力強(qiáng)

4、可逆性：非共價(jià)結(jié)合

5、特定的組織定位

三、細(xì)胞識(shí)別的概念和現(xiàn)象

?細(xì)胞識(shí)別(cellrecognition)-一指細(xì)胞能認(rèn)識(shí)同種、異種細(xì)胞，自己、異己物質(zhì)的一種現(xiàn)象

★四細(xì)胞膜信息傳遞的概念、過程和構(gòu)成

細(xì)胞膜信息傳遞

細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

-一指細(xì)胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面受體結(jié)合，使細(xì)胞產(chǎn)生胞內(nèi)信號(hào)分子，進(jìn)而引起細(xì)胞發(fā)生一系列反應(yīng)的過程。

細(xì)胞膜信息傳遞過程

受體和配體的結(jié)合胞內(nèi)第二信使引發(fā)

受體和配體相互識(shí)別結(jié)合

使細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)化細(xì)胞的一系列生物

（信息轉(zhuǎn)導(dǎo)的基礎(chǔ)）

為胞內(nèi)第二信使學(xué)反應(yīng)

細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子——胞內(nèi)信號(hào)：由第一信使經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生，在細(xì)胞內(nèi)傳遞細(xì)胞調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)。

例如第二信使（受體和配體結(jié)合后，由效應(yīng)酶催化產(chǎn)生的最早的胞內(nèi)信號(hào)分子）

?第二信使的類型：

cAMP、cGMP、二酯酰甘油（DG）、三磷酸肌醇（IP3）。

G蛋白（鳥甘酸結(jié)合蛋白Gprotein）

--屬于膜蛋白，位于質(zhì)膜的胞質(zhì)面的外周蛋白，由8、丫三個(gè)不同亞基組成，具有結(jié)合GDP和GTP的能

力，并具有GTP酶活性

1，兩種構(gòu)象：

非活化型（三個(gè)亞基結(jié)合，且a亞基與GDP結(jié)合，此時(shí)為非活化狀態(tài)）

活化型（與BY亞基分離，且a與GTP結(jié)合，此時(shí)為活化狀態(tài)）

2、細(xì)胞存在不同類型的G蛋白，不同G蛋白對(duì)應(yīng)不同的效應(yīng)酶。

G蛋白的作用機(jī)理

構(gòu)象變化，即從非活化型變?yōu)榛罨?，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的效應(yīng)酶的活性。

G蛋白耦聯(lián)型受體的信息傳遞途徑：

配體一受體一AG蛋白一A效應(yīng)酶f第二信使—?蛋白激酶—?酶或其他功能蛋白一?生物學(xué)效應(yīng)

——最為重要的信息傳遞途徑

★cAMP（環(huán)化腺昔酸）信號(hào)體系

概念：以cAMP為第二信使的G蛋白耦聯(lián)型受體介導(dǎo)信號(hào)傳遞途徑

路線一：激活型配體一>激活型受體Rsf（G蛋白）活化型調(diào)節(jié)蛋白Gs

腺昔酸環(huán)化酶—>cAMP

路線二：抑制型配體一>抑制型受體Ri—>（G蛋白）抑制型調(diào)節(jié)蛋白Gi

五、膜抗原的概念和類型

細(xì)胞表面抗原（CellSurfaceAntigen）--高等動(dòng)物細(xì)胞表面的各種各樣表示其屬性的標(biāo)志

?抗原（antigen）：能在機(jī)體內(nèi)引起免疫反應(yīng)的異物分子

?膜抗原（MembraneAntigen：）：細(xì)胞表面具有抗原性質(zhì)的大分了?，多為鑲嵌在細(xì)胞膜上的糖蛋白和糖脂

第六章細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器

第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrixorcytomatrix）

一一真核細(xì)胞質(zhì)中除可分辨（有形）結(jié)構(gòu)外的無定形膠狀物質(zhì)體系

化學(xué)組成

＞無機(jī)小分子：水和各種離子

＞中分子類：脂類、糖類、氨基酸、核甘酸

＞大分子類：蛋白質(zhì)、脂蛋白、RNA、多糖等

功能

＞提供離子環(huán)境、提供底物，多種代謝過程的場所（糖醉解.、糖原代謝等）

＞物質(zhì)運(yùn)輸通路

＞細(xì)胞增殖、分化中起重要作用

細(xì)胞器（organelIe）

一一在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，具有一定化學(xué)組成和形態(tài)結(jié)構(gòu)，執(zhí)行特定生理功能，并為細(xì)胞所固有的有形結(jié)構(gòu)小體

膜性結(jié)構(gòu)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、線粒體、過氧化物醉體等

非膜性結(jié)構(gòu)，核糖體、中心體，微管，微絲等

第二節(jié)核糖體（ribosome,簡稱RI）

核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

?大、小亞基結(jié)合部之間形成特殊的間隙結(jié)構(gòu)一一mRMA結(jié)合、穿越的部位

?大亞基中央有一管狀結(jié)構(gòu)（中央管）一一新生多肽鏈穿過糅放的部位

?幾個(gè)功能活性部位（了解）

1.氨?；稽c(diǎn)（aminoacylsite,A位,受位）：與氨酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)

2.肽酰基位點(diǎn)（peptigylsite,P位,給位）:與肽酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)

3.肽?；D(zhuǎn)移酶位點(diǎn)：催化氨基酸之間形成肽鍵

4.GTP酶位點(diǎn)：水解GTP,為肽酰tRNA從A位轉(zhuǎn)移到P位供能

5.E位點(diǎn)（exitsite）：（原核細(xì)胞）肽酰轉(zhuǎn)移后,與即將釋放的tRNA的結(jié)合位點(diǎn)

6.與其他起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)合位點(diǎn)

核糖體的理化特性（化學(xué)組成）

※r蛋白質(zhì)：約占40際分仙于表面

XrRNA：約占60%,分布于內(nèi)部

?核糖體的形成與裝配——自組裝

1、染色體的核仁組織者區(qū)是rRNA基因（rDNA）所在部位（5SrRNA基因除外）

2、r蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成

3、核仁是合成rRNA和組裝核糖體亞基的場所

一一核糖體是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，大小亞基常游離存在于細(xì)胞基質(zhì)中，進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，當(dāng)小亞基結(jié)合mRNA后,

大亞基才與其結(jié)合，形成完整的核精體。

?核糖體與蛋白質(zhì)合成

參與的成分

＞核糖體一一合成蛋白質(zhì)的場所

＞mRNA---合成蛋白質(zhì)的模板（密碼子）

＞tRNA一一轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸

＞許多與蛋臼質(zhì)合成有關(guān)的因子

蛋白質(zhì)合成過程的三個(gè)階段

＞多肽鏈合成的起始-一始動(dòng)因子

＞多肽鏈合成的延伸一-延長因子

＞多肽鏈合成終止一-釋放因子

核糖體的存在形式

游離核糖體：游離于細(xì)胞質(zhì)中，合戌細(xì)胞所需要的結(jié)構(gòu)蛋白

附著核糖體：附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜表面，合成跨膜蛋白、駐留蛋白、溶酶體酶蛋白、分泌蛋白

多聚核糖體（polyribosome）

核糖體常兒個(gè)或幾十個(gè)串聯(lián)在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鏈合成，形成多聚核糖體

第三節(jié)內(nèi)膜系統(tǒng)（EndomembraneSystem）

一一真核細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。

?Endoplasmicreticulum內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

?Golgicomplex高爾基復(fù)合體

?lysosome溶酶體

?peroxisome過氧化物酶體

（線粒體不屬于內(nèi)膜系統(tǒng)）

★一內(nèi)質(zhì)網(wǎng)EndoplasmicReticuIum（ER）

（）ER的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及化學(xué)組成

?遍布胞質(zhì)的連續(xù)網(wǎng)狀膜系統(tǒng)（占細(xì)胞總膜的一半）

?由扁囊、小管、小泡組成，基本結(jié)構(gòu)包括ER膜和ER腔

?標(biāo)志酶：葡萄糖-6-磷酸酶，分布在腔面，參與糖代謝。細(xì)胞色素P450,分布于胞質(zhì)面和腔面，參與電

子傳遞

（二）ER的類型

滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（SER）

特點(diǎn)：膜表面無核糖體

形態(tài)：多為分支小管或小泡

分布：肌細(xì)胞、合成類固醇激素的細(xì)胞中較小富

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（RER）

特點(diǎn)：膜表面附著核糖體

形態(tài)：多為板層狀排列的扁囊

分布：多在分泌活動(dòng)旺盛的細(xì)胞內(nèi)

（三）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：

1、RER：與蛋白質(zhì)的合成、加工、運(yùn)輸有關(guān)

①蛋白質(zhì)合成：

?合成蛋白質(zhì)的種類

＞膜整合蛋白（跨膜蛋白）：膜抗原、膜受體、通道蛋白等

＞分泌蛋白（外輸性蛋白）：抗體、肽類激素、消化酶、細(xì)胞因子等

＞溶酶體酶蛋白

＞駐留蛋白：定位于ER、Gi等細(xì)胞器內(nèi)的可溶性蛋白

信號(hào)肽假說：

?信號(hào)肽引導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成過程

1、信號(hào)肽-SRP-核糖體復(fù)合物形成

2、信號(hào)肽-S即-核糖體-S即受體復(fù)合物形成

3、核糖體錨看到RER上

4、新合成的多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔

5、肽鏈合成完成，Ri大、小亞基解離，移位子通道關(guān)閉

?指導(dǎo)因子

＞多肽鏈N端的信號(hào)肽細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中由6個(gè)多肽亞

＞信號(hào)識(shí)別顆粒（signalrecognitionparticle,SRP）基和1個(gè)RNA分子組成的核糖

＞信號(hào)識(shí)別顆粒受體（SRP-receptor）核蛋白，其上有信號(hào)肽、Ri及

＞通道蛋白移位子RER上SPR受體的結(jié)合位點(diǎn)。

②新生多肽鏈的折疊和裝配

蛋白二硫鍵異構(gòu)酶一一二硫鍵形成

結(jié)合蛋白（Bindingprotein,Bip）-----促進(jìn)肽鏈折疊

③蛋白質(zhì)的加工修飾

蛋白質(zhì)的糖基化：

?N-連接的糖基化（始于ER腔,完成于GC）：其糖連接到肽鏈的天冬酰胺殘基側(cè)鏈的氨基（一悵）上

?0-連接的糖基化（全部或主要于GC完成）：寡糖連接到蛋白質(zhì)多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸殘基側(cè)鏈

的羥基（一0H）上

④蛋白質(zhì)的運(yùn)輸：

RERf出芽—運(yùn)輸小泡一靶細(xì)胞器或高爾基體

2、SER：多功能的細(xì)胞器

①脂質(zhì)的合成

②類固醇激素的合成

③參與糖原分解代謝（肝細(xì)胞）

④具有解毒作用（肝細(xì)胞）

⑤參與骨骼肌的收縮

⑥胃酸、膽汁的合成與分泌

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的病理性改變

ER是一個(gè)敏感的細(xì)胞器。

形態(tài)結(jié)構(gòu)改變：

腫脹一一水樣變性

肥大一一藥物中毒、病毒感染等

囊池塌陷一一膜損傷致合成障礙

癌細(xì)胞：

低分化一一ER少高分化一一ER多

低侵襲力----ER少高侵襲力----ER多

★二高爾基復(fù)合體（GolgicompIex,GC）

一.形態(tài)結(jié)構(gòu)------層單位膜圍成的有極性的細(xì)胞器

■光鏡下一般為不規(guī)則網(wǎng)狀、顆粒狀或線狀

■電鏡下由扁平囊和大小不等的囊泡組成

■常分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜之間，有極性;扁平囊是最具特征的主體部分，凸面稱順面或形成面，朝向ER（或

細(xì)胞核）；凹面稱反面或成熟面，朝向細(xì)胞膜

扁平膜囊功能區(qū)隔

1、順面高爾基網(wǎng)（cisGolginetwork,CGN）：是高爾基體的入口區(qū)域。接受ER合成的物質(zhì)并分選

2.膜囊（包括順面、中間和反面）：蛋白質(zhì)的加工和修飾，糖脂的形成

3.反面高爾基網(wǎng)（transGolginetwork,TGN）：是高爾基體的出口區(qū)域，參與蛋白質(zhì)的分選與包裝，最后輸出。

二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成

■蛋白質(zhì)和脂類（介于細(xì)胞膜和ER間）

■標(biāo)志酶：糖基轉(zhuǎn)移酶

三.高爾基復(fù)合體的功能--蛋白質(zhì)的分類加工、運(yùn)輸，膜的轉(zhuǎn)變等

（一）加工和修飾作用

1.蛋白質(zhì)糖基化（同RER）

2.蛋白質(zhì)的水解加工

（二）對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分選運(yùn)輸

?蛋白質(zhì)分選：新合成的蛋白質(zhì)被特異地分送到需要它的靶部位

?GC是胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸?shù)闹行模?/p>

Endocytosis胞吞作用

ER—>運(yùn)輸小泡—>GC—>分泌泡—>細(xì)胞膜Cellmembrane

Exocytosis胞吐作用

膜流：細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象

（三）參與細(xì)胞的分泌活動(dòng)

四、高爾基復(fù)合體與疾病

】.癌細(xì)胞中的高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)（不發(fā)達(dá)）

2.中毒細(xì)胞中的高爾基復(fù)合體的變化（形態(tài)釜縮、結(jié)構(gòu)破壞、甚至消失）

3.功能亢進(jìn)時(shí)的高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)（肥大）

★三溶酶體Lysosome（Ly）--------（細(xì)胞內(nèi)的消化器）

一、結(jié)構(gòu)特征

1、具有多型性和異質(zhì)性，即形態(tài)及內(nèi)含的水解酶種類不完全相同

2、由含6（）多種酸性水解酶，標(biāo)志能是酸性磷酸酶

3、膜有質(zhì)子泵（H+）維持內(nèi)環(huán)境酸性（pH=5）

4、膜蛋白高度糖基化，防止溶酹體膜被降解

5、膜上有多種載體蛋白，可將消化產(chǎn)物運(yùn)出

二.Ly的分類（根據(jù)形成過程和功能狀態(tài)）

類型成分

內(nèi)體性溶酹體（初級(jí)）GC的運(yùn)輸小泡+內(nèi)吞體（內(nèi)體）

吞噬性溶筋體自噬性溶酶體內(nèi)體性溶酶體+內(nèi)源性物質(zhì)

（次級(jí)）

異噬性溶酶體內(nèi)體性溶酶體+外源性物質(zhì)

殘余體（三級(jí)）殘留物

三、溶酶體的形成

四、溶酶體的功能

（-）對(duì)細(xì)胞內(nèi)吞物質(zhì)的消化--溶酶體對(duì)外源性物質(zhì)的消化過程（胞吞作用）

（-）對(duì)自身物質(zhì)的分解（衰老細(xì)胞器、分泌顆粒）

（三）細(xì)胞營養(yǎng)作用

（四）防御保護(hù)功能

（五）參與激素的形成

（六）在個(gè)體發(fā)生發(fā)育過程中的作用

一--溶的體膜破裂，酹釋放人胞質(zhì)中引起細(xì)胞本身被消化（自溶）

五、溶酶體與疾病

（-）先天性溶酶體?。ㄈ狈δ撤N水解酶）

（-）溶酶體膜的穩(wěn)定性失常所致疾病

（三）溶酶體與休克

四過氧化物酶體（peroxisome,Ps）

溶酶體Ly過氧化物酶體Ps

形態(tài)特征多型、異質(zhì)性異垢性，中央常有類核體

酶酸性水解酶氧化酶和過氧化物防、乩。2酶

標(biāo)志酶酸性磷酸酶酶

功能細(xì)胞消化氧化脂肪酸、解毒

形成ER\GCRER/自體分裂

內(nèi)膜系統(tǒng)的總括

?內(nèi)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性

■內(nèi)膜系統(tǒng)功能上的統(tǒng)一性

是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的加工、分選和運(yùn)輸系統(tǒng)

廠細(xì)胞表面一I

—ER—GC-----Ly通過小泡運(yùn)輸

匚分泌小泡」

核糖體

線粒體一|

—細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)-----細(xì)胞核直接穿膜運(yùn)輸

—Ps一

第四節(jié)線粒體第itochondrion,復(fù)數(shù)-ria）

＞線粒體的形態(tài)特征

形狀類似細(xì)菌，分布于能量需求多的細(xì)胞，線粒體數(shù)量也多

★超微結(jié)構(gòu)

外膜：脂類與蛋白質(zhì)比例：1:1，富含轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（孔蛋白，porin）,允許分子量在10000以下的物質(zhì)

自由通過，包括小的蛋白質(zhì)

內(nèi)膜和內(nèi)部空間：

內(nèi)膜：I.不含膽固醇，富含心磷脂

II.蛋白約占80%,脂質(zhì)約占20$

III.高度特化，通透性小，分子最大于150的物質(zhì)不能自由通過

IV.折疊成崎（cristae），提高ATP生產(chǎn)能力

崎（板層狀多、管狀）

基粒（ATP合酶復(fù)合體），附在崎上，是將呼吸鏈電子傳遞過程中釋放的能量用于使ADP磷酸化

生成ATP的關(guān)鍵裝置。

頭部：偶聯(lián)因了R書P147解釋

柄部：OSCP,能與寡酶素特異結(jié)合，解偶聯(lián)作用，抑制ATP合成

基片：偶聯(lián)因子F。

膜間腔：內(nèi)外膜之間空間

基質(zhì)腔：內(nèi)膜直接包圍的空間

基質(zhì)：可溶性蛋白質(zhì)、指肪、雙鏈環(huán)狀DNA、核糖體

＞線粒體的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)（酶）：干重的70%左右

脂類：干重30%左右

水、DNA,RNA,三枝酸循環(huán)的中間產(chǎn)物、輔防

＞★線粒體的功能

I.是細(xì)胞有氧呼吸的基地和供能的場所

一一供應(yīng)細(xì)胞生命活動(dòng)95%的能量

II.主要功能：細(xì)胞氧化/細(xì)胞呼吸

一一把氧化各種底物產(chǎn)生的自由能轉(zhuǎn)化為可被細(xì)胞直接利用的形式一ATP

無氧酵解：1分子葡萄糖-2ATP

有氧呼吸：1分子葡萄糖一36~38ATP

-）糖酵解（細(xì)胞質(zhì)）--2ATP

二）乙酰CoA產(chǎn)生（線粒體基質(zhì)）-一（代謝樞紐）

三）三殷酸循環(huán)（線粒體基質(zhì)）--2ATP

四）氧化磷酸化（內(nèi)膜）：一34ATP

電子傳遞鏈/呼吸鏈：電子在線粒體內(nèi)膜上的酶體系上逐級(jí)傳遞，最后給0,同

時(shí)伴隨質(zhì)子泵出內(nèi)膜。

ATP的形成：H質(zhì)子電化學(xué)梯度驅(qū)使ATP合酶形成ATP

電化學(xué)梯度：內(nèi)膜兩側(cè)［H］濃度差，膜電位差一一推動(dòng)ATPase合成ATP

化學(xué)滲透假說：質(zhì)子電化學(xué)梯度推動(dòng)ATPase合成ATP

＞線粒體的基因組

線粒體基因組組成（與原核DNA類似）

I.缺乏組蛋白，突變率較高

II.基因37個(gè),與原核基因結(jié)構(gòu)性質(zhì)一樣:2種rRNA；22種tRNA；13種蛋白質(zhì)。

III.部分密碼子不同于核基因組密碼子

線粒體DNA的復(fù)制轉(zhuǎn)錄

I.不依賴核染色體而將復(fù)制后的DNA分配到子線粒體中去（這個(gè)過程稱為復(fù)制分離）

II.半保留復(fù)制方式

線粒體蛋白質(zhì)的合成（與原核生物類似）

I.自身合成的蛋白（13個(gè)）都是細(xì)胞呼吸中的關(guān)鍵酶

II.有自身專用tRNA,mRNA,核糖體

III.線粒體自身蛋白合成與轉(zhuǎn)錄同時(shí)進(jìn)行，與細(xì)菌類似

線粒體半自主性

I.兩套遺傳體系所控制：m二DNA和核DNA；

II.多數(shù)蛋白來自核DNA,少數(shù)來自mtDNA；

III.線粒體的形成，生長，增值都需要核DNA參與；

IV.mtDNA復(fù)制表達(dá)也必須依賴核DNA提供的酶蛋白

＞線粒體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)

導(dǎo)肽（leadersquence）：定位線粒體的核編碼蛋白的N端具有的一段氨基酸序列，20-80個(gè)氨基酸殘基，富

含帶正電的堿性氨基酸Arg,具有識(shí)別、牽引和定位線粒體的信號(hào)作用。

分子伴侶（molecularchaperone）：一類在序列上沒有相關(guān)性但有共同功能的蛋白質(zhì)，它與酶的作用方式類似,

通過非特異性結(jié)合，催化介導(dǎo)蛋白質(zhì)特定構(gòu)象的形成，參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的

折疊、裝配和轉(zhuǎn)運(yùn)，但又不構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的一部分。

迄今為止發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)分子伴侶屬于熱休克蛋白（HSP）.......

解折疊重折疊1.前體蛋白的非折疊狀態(tài)

前體蛋白---------A導(dǎo)肽引導(dǎo)穿膜------------A導(dǎo)肽水解一A成熟蛋白2.導(dǎo)肽識(shí)別引Q

分子伴娘mt分子伴娘.

3.mtHSP70幫助重折疊

4.導(dǎo)肽水解，成熟蛋白

第五節(jié)細(xì)胞骨架（cytoskeleton）

真核細(xì)胞質(zhì)中特有的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)絡(luò)骨架體系，由微絲、微管、中間纖維三類骨架成分組成，對(duì)細(xì)胞形態(tài),

運(yùn)動(dòng)，胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸，細(xì)胞增值，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等等起重要作用,具有彌散性、整體性和變動(dòng)性。

廣義上的細(xì)胞骨架還包括:核骨架、核纖層、細(xì)胞外基質(zhì)

★一、微管microtubules

＞細(xì)胞骨架成分之一，由微管蛋白和微管結(jié)合蛋白組成的管狀纖維結(jié)構(gòu)。

＞具有極性。

＞靠近核向四周呈放射狀排布。

I.微管的結(jié)構(gòu)組成

微管蛋白（二聚體）tubulin：占微管總蛋白的80斬酸性蛋白。兩個(gè)亞單位：a-微管蛋白和微管蛋白。

微管結(jié)合蛋白MAP：微管相關(guān)蛋白（MAP】MAP,MAPi）、微管聚合蛋白tau

MAP的主要功能是：①促進(jìn)微管聚集成束；

②增加微管穩(wěn)定性或強(qiáng)度；

③促進(jìn)微管組裝；

④連接其他蛋白纖維.

II.微管存在形式：單管（13條原纖維）、二聯(lián)管（13+10）一—纖毛和鞭毛的桿狀、

三聯(lián)管（13+1C+10）---中心粒和纖毛、鞭毛的基體

m.微管的動(dòng)態(tài)平衡：

動(dòng)態(tài)微管：存在時(shí)間很短，發(fā)生快速組裝和去組裝，如紡錘體。

穩(wěn)定微管：存在時(shí)間較長，如纖毛。

微管的組裝與去組裝-一踏車現(xiàn)象

＞微管體外組裝：條件——微管蛋白和GTP,\1g2+,無Ca2+「h,溫度等

以“首尾相接”（-aB-aB-ap--）的方式形成原纖維，因而具有極性

成核期：微管蛋白二聚體原纖維一＞13根原纖維合攏成管

延伸期：微管蛋白二聚體加射兩端

＞微管體內(nèi)組裝，

微管組織中心（microtubuleorganizingcenterMTOC）—是微管進(jìn)行組裝的區(qū)域

包括：中心體、基體、著絲粒、成膜體，都具有Y微管蛋白

成核期：環(huán)狀的丫球蛋白復(fù)合體為模板成核先組裝出短的微管

延伸期：二聚體加入末端

穩(wěn)定期

＞影響微管體組裝與組裝的因素

1、微管蛋白濃度

2、微管正端B微管蛋白結(jié)合GTP或GDP

3、pH,溫度，壓力，鈣、鎂離了濃度

4、藥物：紫杉醇，秋水仙素和長春花堿

W.微管的功能

＞支架維持形態(tài)

＞形成紡錘體參與染色體移動(dòng)

＞細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸：分子馬達(dá)：①動(dòng)力蛋白，向“一”運(yùn)輸。②驅(qū)動(dòng)蛋白，向“+”運(yùn)輸。

＞中心粒、鞭毛、纖毛

＞細(xì)胞器的定位和分布

＞參與胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)

★二、微絲（microfilament,MF）一又稱肌動(dòng)蛋白絲actinfilament

------由肌動(dòng)蛋白（actin）組成的直徑約7nm的骨架纖維。

＞兩條肌動(dòng)蛋白絲以螺旋的形式組成的纖維，有極性。

＞不穩(wěn)定，能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，常成束。

＞分布：靠近細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)

I.微絲的結(jié)構(gòu)———結(jié)構(gòu)單位：肌動(dòng)蛋白

球形單體的肌動(dòng)蛋白又稱球狀肌動(dòng)蛋白（G肌動(dòng)蛋白）

纖維狀多聚體形成肌動(dòng)蛋白絲，稱為纖維狀肌動(dòng)蛋白（F肌動(dòng)蛋白）

n.微絲的結(jié)合蛋白

■結(jié)合蛋白的種類：原肌球蛋白

肌球蛋白（myosin）:肌動(dòng)蛋白纖維的分子發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種特殊的ATP酶。

肌鈣蛋白等

■結(jié)合蛋白的功能：封端、交聯(lián)、膜結(jié)合

m.微絲的組裝

G-肌動(dòng)蛋白能夠聚合成F-肌動(dòng)蛋白

F-肌動(dòng)蛋白也可以解聚成G-肌動(dòng)蛋白

成核需要一種蛋白復(fù)合體ARP2/3催化

IV.微絲的動(dòng)態(tài)性質(zhì)

?極性

?踏車現(xiàn)象（treadmilling）

?微絲的動(dòng)態(tài)平衡

V.微絲的功能

1.細(xì)胞支架，維持形態(tài)：應(yīng)力纖維（微絲+肌球蛋白II）

2.細(xì)胞運(yùn)動(dòng)

3.參與細(xì)胞分裂：收縮環(huán)：類似肌肉樣的結(jié)構(gòu)（微絲;肌球蛋白II）

4.胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸

5.肌肉收縮

6.信號(hào)傳導(dǎo)

7.肌動(dòng)蛋白的新功能

三、中間絲（纖維）（intermediatefiIament,IF）

——平均直徑介于微管和微絲之間，故稱為中間纖維。由于其直徑約為lOrnn,故又稱10nm纖維。

I.中間纖維結(jié)構(gòu)：由K的、桿狀的蛋白裝配而成。

II.中間纖維裝配：

單體2-----二聚體2一—四聚體2——原纖維2-----亞絲4——10nm中間纖維

IF裝配與MF,MT裝配相比，有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、1F裝配的單體是纖維狀蛋白（MF,MT的單體呈球形）；

2、反向平行的四聚體導(dǎo)致IF不具有極性；

3、IF在體外裝配時(shí)不需要核甘酸或結(jié)合蛋白的輔助，在體內(nèi)裝配后，細(xì)胞中幾乎不存在IF單體。

m.中間纖維的成分與分布

※斤成分比MF,MT復(fù)雜，較穩(wěn)定，具有組織特異性。IF在形態(tài)上相似，而化學(xué)組成有明顯的差別。

※中間纖維的6種類型，不同種細(xì)胞不相同，同一種細(xì)胞也會(huì)出現(xiàn)不同，分布整個(gè)細(xì)胞。

IV.中間纖維功能

1、增強(qiáng)細(xì)胞抗機(jī)械壓力能力

2、完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)

3、神經(jīng)元纖維在神經(jīng)細(xì)胞軸突運(yùn)輸中起作用

4、中間纖維與mRNA的運(yùn)輸有關(guān)

5、參與傳遞細(xì)胞內(nèi)機(jī)械的或分子的信息

微管、微絲、中間絲的比較

微管微絲中間絲

中空的管狀纖維，實(shí)心絲狀纖維，實(shí)心線狀，粗細(xì)居中

形狀

最粗(外徑24nln)最細(xì)(直徑7nm)(直徑10nm)

組成蛋白微管蛋白(tubulin)肌動(dòng)蛋白(actin)角蛋白等多種蛋白

極性正極、負(fù)極正極、負(fù)極無

第七章細(xì)胞核(Nucleus)

真核細(xì)胞eukaryoticcell

細(xì)胞核是細(xì)胞中由雙層單位膜組成的最大、最重要的細(xì)胞器，是細(xì)胞遺傳物質(zhì)貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場所,也是細(xì)

胞代謝、生長、分化及繁殖的控制中心，對(duì)細(xì)胞生命活動(dòng)有重要的調(diào)控作用。

細(xì)胞核的形態(tài)、大小、位置和數(shù)目因細(xì)胞類型不同而異

★細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)(核膜，染色質(zhì)，核仁，核基質(zhì))

第一節(jié)、核膜(nuclearmembrane)

一、核膜的化學(xué)組成：蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，其中蛋白質(zhì)占65%—75%

★二、核膜的亞微結(jié)構(gòu)：

(一)核膜的兩層膜結(jié)構(gòu)：

外核膜：與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連續(xù)，附有核糖體。

內(nèi)核膜：表面光滑，無核糖體附著，含有核纖層蛋白B受體，內(nèi)側(cè)有一層致密纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)■核纖層

(二)核周間隙(perinuclearspace)：內(nèi)外核膜之間的間隙。

與RER腔相通，是細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核之間物質(zhì)交流的重要通道之一。

★(三)核孔(NuclearPore)：

核孔復(fù)合體(NuclearPoreComplex,NPC)：內(nèi)、外核膜融合處，其數(shù)目與細(xì)胞的類型和生理狀態(tài)有關(guān)，

由多個(gè)蛋白質(zhì)顆粒以特定方式排列形成的蛋白質(zhì)分子復(fù)合物

捕魚籠式模型：1.胞質(zhì)環(huán)

2.核質(zhì)環(huán)

3.中央栓

4.輪輻

★三、核膜的功能

?區(qū)域化作用：使基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成在時(shí)間和空間上分開

?合成生物大分子：外核膜上附著核糖體，可合成蛋白質(zhì)

?在細(xì)胞分裂中參與染色體的定位與分離

?控制細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的物質(zhì)交換

被動(dòng)運(yùn)輸:某些小分子物質(zhì)和無機(jī)離子可自由通過核膜或核孔復(fù)合體。

主動(dòng)運(yùn)輸：大分子物質(zhì)和顆粒物質(zhì)通過核孔復(fù)合體介導(dǎo)。

被轉(zhuǎn)運(yùn)的核蛋白上一般要有供核孔復(fù)合體上的核轉(zhuǎn)運(yùn)受體識(shí)別的核定位信號(hào)。

第二節(jié)核纖層和核骨架

一、核纖層(nuclearlamina)——緊貼內(nèi)核膜的一層高電子密度纖維蛋白網(wǎng)，在細(xì)胞核內(nèi)與核骨架相連，在細(xì)

胞核外與中間纖維相連,形成貫穿于細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系

成分：LaminA、LaminBl、LaminB2、LaminC

★功能：1)支持核膜，維持核孔的位置和核膜的形態(tài)

2)核膜重建及染色體凝集相關(guān)：

二、核骨架(nuclearscaffold),又稱核基質(zhì)(nuclearmatrix)o

——在真核細(xì)胞間期核內(nèi)，除去染色質(zhì)、核膜與核仁以外的由非組蛋白組成的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

構(gòu)成：主要由纖維蛋白構(gòu)成。

①核基質(zhì)蛋白：

②核基質(zhì)結(jié)合蛋白。

★功能：1)與DNA的復(fù)制密切相關(guān)

2)基因轉(zhuǎn)錄、RNA加工及其定向運(yùn)輸；

3)與細(xì)胞分裂、分化有關(guān)；

第三節(jié)染色質(zhì)和染色體

?同一物質(zhì)的兩種形態(tài)

染色質(zhì)：間期細(xì)胞核中呈伸展、細(xì)網(wǎng)狀的DNA蛋白質(zhì)復(fù)合物。

染色體：細(xì)胞分裂期核中呈高度濃縮、折疊、盤曲成條狀或棒狀的DNA蛋白質(zhì)復(fù)合物

一、化學(xué)組成：由DNA、組蛋白和非組蛋白及少量RNA組成

①真核細(xì)胞染色體的DNA序列

1、單一序列：單一拷貝序列，絕大部分結(jié)構(gòu)基因?qū)儆诖祟悺?/p>

2、中度重復(fù)序列：重復(fù)拷貝數(shù)在10cl0$,組蛋白基因、rRNA基因和IRNA基因?qū)儆诖祟?/p>

3、高度重復(fù)序列：重復(fù)拷貝數(shù)在IO'以上，分布于著絲粒區(qū)和端粒區(qū)，大多組成異染色質(zhì)

②組蛋白(histone)

/富含精敏酸和賴氨酸、帶正電荷，為堿性蛋白。

/H-、1謂、比、/形成核小體八聚體核心

/Hi在形成核小體中起連接作用

③非組蛋白：維持染色體結(jié)構(gòu)、調(diào)控基因表達(dá)

④RNA：含量少，多為新合成的RNA前體

二、染色質(zhì)的種類

1、常染色質(zhì)--一間期細(xì)胞核中結(jié)構(gòu)松散、螺旋化程度較低、堿性染料著色較淺的染色質(zhì)。

轉(zhuǎn)錄功能活躍的染色質(zhì)，分布于細(xì)胞中央或核仁中

2、異染色質(zhì)一一間期細(xì)胞核中結(jié)構(gòu)緊密、螺旋化程度較高、堿性染料著色較深的染色質(zhì)

喪失轉(zhuǎn)錄活性或轉(zhuǎn)錄不活躍的染色質(zhì)，分布于細(xì)胞核周圍或形成核仁的相隨染色質(zhì)

(1)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)一整個(gè)細(xì)胞周期中處于凝集狀態(tài)的染色質(zhì)，多處于著絲粒、端?；蛉旧w凹陷部位

(2)兼性異染色質(zhì)--在某些細(xì)胞類型中，可以向常染色質(zhì)轉(zhuǎn)變，恢復(fù)轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)

★三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與裝配

1、染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)——llnm染色質(zhì)纖維(DNA被壓縮7倍)

核小體(nucleosome)----由約200dp長度的DNA區(qū)域和一個(gè)組蛋白組成的八聚體，呈圓盤型顆粒狀

核心部：組蛋白一2(H2A、H2B、H3、H4)DNA分子一146bp、L75圈

連接部：組蛋白川DNA—60bp

2、染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)一30mr染色質(zhì)纖維，6個(gè)核小體纏繞一圈形成的中空性管，組蛋白位于螺旋管內(nèi)

側(cè)。DNA又被壓縮6倍

3、三級(jí)結(jié)構(gòu)一一超螺線管一一由螺線管進(jìn)一步盤曲而形成，進(jìn)一步將螺線管長度壓縮。DNA又被壓縮40倍

4、四級(jí)結(jié)構(gòu)一一染色單體一一超螺線管進(jìn)一步折疊又被壓縮成為四級(jí)結(jié)構(gòu)一染色單體。DNA又被壓縮5倍

人的一個(gè)細(xì)胞DNA由DNA到染色體其長度被壓縮約8000—10000倍

染色體支架-放射環(huán)模型--------條染色單體約有106個(gè)微帶

四、中期染色體

1.染色單體：每一中期染色體都有兩條，由細(xì)胞分裂間期時(shí)組成染色體的DNA與組蛋白復(fù)制后組裝形成，彼此以

著絲粒相連，又稱姐妹染色單體。

2.著絲粒與著絲點(diǎn)（動(dòng)粒）：是兩個(gè)不同的概念，前者指中期染色單體相互聯(lián)系在一起的特殊部位，后者指主縊

痕兩惻的一個(gè)附加的圓盤狀結(jié)構(gòu)

著絲粒-一位于兩條染色單體相連處，染色體上凹陷的、淺染的縊痕，即主縊痕的中心部位。

著絲點(diǎn)（動(dòng)粒）-一位于染色體主縊痕兩側(cè)、一個(gè)附加的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)組成，可與紡錘絲微管

接觸，是微管蛋白聚合的中心之一。

著絲粒一動(dòng)粒復(fù)合體一一是一種高度有序的、在結(jié)構(gòu)和組成上都是非均一的整合結(jié)構(gòu)

①動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域：內(nèi)板：呈顆粒狀，高電子密度。

中間間隙，呈半透明狀，電子密度最低，無結(jié)構(gòu)V

外板：是動(dòng)粒微管連接的位點(diǎn)。

纖維冠：沒有動(dòng)粒微管存在時(shí)，微管蛋白覆蓋在外板表面形成的

②中心結(jié)構(gòu)域：位于動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域的內(nèi)表面，是由富含重復(fù)序列的DNA、高度濃縮的異染色質(zhì)組成。

③配對(duì)結(jié)構(gòu)域：位于中心結(jié)構(gòu)域的內(nèi)表面，中期時(shí)兩條染色單體在此處相互連結(jié)，該結(jié)構(gòu)域有內(nèi)部著絲粒蛋白和

染色單體連接蛋白兩種蛋白。

這3種結(jié)構(gòu)域在細(xì)胞分裂中相互配合、共同作用，可保證有絲分裂中染色體與紡錘體的整合及有序的配對(duì)和分離。

著絲粒是鑒別染色體的重要標(biāo)志

根據(jù)著絲粒的位置將染色體分為：中著絲粒染色體、亞中著絲粒染色體、亞端著絲粒染色體、端著絲粒染色體

3.次縊痕：除主縊痕外，在染色體上的淺染縊縮部位。

核仁組織者區(qū)（nucleolarorganizingregionNOR）：染色體上含有rRNA基因（5SrRNA基因除外）,與間期細(xì)

胞核仁形成有關(guān)的一種結(jié)構(gòu)，對(duì)于核仁有締合作用。

隨體：位于染色體末端的球形或棒形結(jié)構(gòu)，通過次縊痕區(qū)的染色體短臂相連，主要由異染色質(zhì)組成，不具活性

端粒：是染色體端部的特化結(jié)構(gòu)，具有極性，由端粒DNA和端粒蛋白構(gòu)成。

五、核型與帶型

核型：指一個(gè)物種中的全套染色體在有絲分裂中期的表型，包括染色體數(shù)目、大小、長度、著絲粒的位置、

隨體的有無、次縊痕的數(shù)目等特征的總和

核型分析：對(duì)?染色體進(jìn)行測后計(jì)算，并加以分組、排隊(duì)、配對(duì)以進(jìn)行形態(tài)分析

帶型分析：染色體經(jīng)物理、化學(xué)因素處理后，再進(jìn)行分化染色，使其沿縱軸方向顯示出一系列帶紋的方法

★第四節(jié)核仁

核仁見于間期的細(xì)胞核內(nèi)，呈圓球形，一般1-2個(gè)，有時(shí)多達(dá)3-5個(gè)。主要功能是轉(zhuǎn)錄rRNA和組裝核糖體單位。

一、核仁的化學(xué)組成：蛋白質(zhì)、RNA、DNA和少量的脂類。

★二、核仁的超微結(jié)構(gòu)：

1、核仁相隨染色質(zhì)：核仁周圍染色質(zhì)：異染色質(zhì)

核仁內(nèi)染色質(zhì)：伸入核仁內(nèi)的染色質(zhì)，處于核螺旋狀態(tài),屬常染色質(zhì)，載有rRNA基因（rDNA）

此段DNA稱核仁組織者區(qū)（NOR）它是形成核仁的部位。核仁組織者區(qū)的染

色質(zhì)在細(xì)胞分裂中期成為染色體的次縊痕。

2、纖維結(jié)構(gòu)：高密度區(qū)，染色深，呈環(huán)形或半月形，RNA和蛋白質(zhì)組成

3、顆粒成分：密布于纖維結(jié)構(gòu)的外側(cè)，并延伸到核仁周邊，RNA和蛋白質(zhì)，核糖體亞基的前體物質(zhì)

4、核仁基質(zhì)：含蛋白質(zhì)和無定形的液體物質(zhì)，電子密度低，和核基質(zhì)相連

三、核仁組織者區(qū)和核仁周期

1、核仁組織區(qū)（NOR）：人類有5對(duì)染色體上存在核仁組織區(qū)，它們都是短臂上帶有隨體的染色體，這些染色體

稱核仁組織者染色體。其短臂末端與隨體之間有染色質(zhì)細(xì)絲相連（DNA細(xì)環(huán)），上含轉(zhuǎn)錄

rRNA基因,它可指導(dǎo)rRNA的合成。

2、核仁周期：

間期（存在）---------?分裂期（消失）---------A分裂末期（重建）

染色質(zhì)濃縮,rDNA核仁組織者染色體解

細(xì)環(huán)逐漸縮回到旋,rDNA伸展成細(xì)環(huán)，在酶

染色體,rRNA合的作用下合成rRNA,經(jīng)積

成停止，核仁縮小累和包裝,rD