细胞生物学重点修正.doc

第一章 绪论细胞学说是谁提出，由谁补充？内容？德国植物学家施旺和动物学家施莱登共同提出，又由魏尔肖补充。内容：细胞是有机体，一切动植物都是又细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己”的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。补充：细胞只能来自细胞。机体的一切病理表现都基于细胞的损伤SICHOLD不仅动植物，原生动物也是由细胞构成的ALBERT KOLLIKER生物个体发育的过程就是细胞不断增殖分化的连续过程第二章 细胞的统一性与多样性真核细胞的基本结构体系？以脂质和蛋白质成分为基础的生物膜结构体系以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系由蛋白质分子组装构成的细胞骨架体系第三章 细胞生物学研究方法显微镜：分辨率（resolution）区分开两个质点间的最小距离D= ，其中为光源波长，物镜镜口角，介质折射率N电子与光学显微镜的区别：分辨本领光源透镜真空成像原理光学显微镜200nm可见光（波长400-700nm）玻璃透镜不要求真空利用样本对光的吸收形成明暗反差和颜色变化电子显微镜0.2nm电子束（波长0.01-0.9nm）电磁透镜1.3310-51.3310-3Pa利用样品对电子的散射和透射形成明暗反差单克隆抗体：利用细胞融合。产生抗体的淋巴细胞与肿瘤细胞融合优点：可以用不纯的抗原制备出针对某一抗原分子上的特异抗原决定簇的单克隆抗体膜蛋白的类型：外在膜蛋白（extrinsic membrane protein）或称外周膜蛋白（peripheral membrane protein）、内在膜蛋白（intrinsic membrane protein）或称整合膜蛋白（integral membrane protein）和脂锚定膜蛋白（lipid anchored protein）特点：外在膜蛋白为水溶性蛋白，靠离子键或其他较弱的键与膜表面的膜蛋白分子或膜脂分子结合，因此只要改变溶液的离子强度甚至温度就可以从膜上分离下来，但膜结构并不被破坏。内在膜蛋白与膜结合比较紧密，只有用去垢剂使膜崩解后才可分离出来。脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上。与脂肪酸结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜内侧，与糖脂相结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜外侧。去垢剂（detergent）是一段亲水另一端疏水的两性分子，是分离与研究膜蛋白常用的试剂。去垢剂有离子型去垢剂和非离子型去垢剂两类。常用离子型去垢剂：十二烷基磺酸钠（SDS）对蛋白的作用剧烈，容易引起变性常用非离子去垢剂：Triton X-100对蛋白作用温和。生物膜的基本特征：膜的流动性：膜脂的流动性，膜蛋白的流动性。膜脂的脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂的流动性越大。温度、胆固醇对膜的流动性有影响。膜的不对称性：膜脂的不对称性，膜蛋白的不对称性。膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中呈不均匀分布。膜蛋白的不对称性指每种膜蛋白分子在质膜上都具有确定的方向性。细胞质膜的基本功能：1)为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。2)选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出，其中伴随着能量的传递。3)提供细胞识别位点，并完成细胞内外信号跨膜转导。4)为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序的进行。5)介导细胞与细胞，细胞与胞外基质之间的连接。6)参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。7)膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。第五章 物质的跨膜运输协同转运(cotransport)是一类由Na+K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电化学梯度。动物细胞是利用膜两侧的Na+电化学梯度来驱动的，而植物细胞和细菌常利用H+电化学梯度来驱动。第六章 细胞的能量转换线粒体和叶绿体分子“伴侣”molecular chaperone：细胞内的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或者组装，这一类分子本身并不参与与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。线粒体的质子动力势是如何产生的？通过Q循环，每传递一对电子，就有4个H+被泵到膜间隙。由于H+不能自由通过内膜，造成了膜间隙的H+浓度高于基质，并使原有的外正内负的跨膜电位差增高，质子浓度梯度和跨膜电位就共同构成了质子驱动力。膜间隙的H+浓度高于基质。在叶绿体中，质子的转移方向是从基质到类囊体腔中，每传递一对电子就转移四个H+，使腔内的H+浓度高于基质，在电子传递过程中，随着H+的转移，电荷从其他离子转移到基质得到补偿，以至于不会产生明显的膜电位，因此质子动力势主要来自于质子浓度梯度。类囊体腔内H+浓度高于基质。第七章 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡标志性酶：内质网：葡萄糖6磷酸酶高尔基体：胞嘧啶单核苷酸酶CMP酶溶酶体：酸性磷酸酶蛋白质的分选信号信号肽、信号斑信号假说signal hypothesis：分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过异位子蛋白复合体进入内质网腔，在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。膜泡运输三种有被小泡各自的功能：COPII有被小泡的组装与运输：COPII有被小泡介导细胞内顺向运输，即负责从内质网到高尔基体的物质运输COPI有被小泡的组装与运输：COPI有被小泡介导细胞内膜泡逆向运输，负责从顺面高尔基体网状区到内质网膜泡转运，包括再循环的膜脂双层、某些蛋白质如v-SNAREs和回收错误分选的内质网逃逸蛋白返回内质网。网格蛋白有被小泡的组装与运输：网格蛋白有被小泡介导蛋白质从高尔基体TGN向质膜、胞内体、溶酶体或植物液泡的运输。溶酶体酶的合成、加工、和分选途经。合成：溶酶体酶是在粗面内质网上合成的，合成时发生了N-连接的糖基化修饰，即把一个寡糖链共价结合到溶酶体酶分子中的天冬酰胺残基上。在高尔基体的顺面膜囊中存在N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶和N-乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶，在这两种酶的催化作用下，寡糖链中的甘露糖残基磷酸化产生M6P。在高尔基体的反面囊膜和TGN膜上存在M6P的受体，由于溶酶体酶的许多位点上都可形成M6P，从而大大增加了与受体的亲和力，这种特异的亲和力，使溶酶体的酶与其他蛋白质区分开来，并得以浓缩，最后以出芽方式转运到溶酶体中。分选：用抗M6P受体的抗体进行免疫标记显示M6P受体存在于高尔基体的TGN和前溶酶体膜上，但不存在于溶酶体膜上。如用弱碱性试剂处理体外培养细胞，则M6P受体从高尔基体的TGN上消失，而仅存在于前溶酶体膜上，这一结果提示，M6P受体穿梭于高尔基体和前溶酶体之间。在高尔基体的中性环境中，M6P受体与M6P结合，进入前溶酶体的酸性环境中后，M6P受体与M6P分离，并返回高尔基体中。同时在前溶酶体中，溶酶体酶蛋白中的M6P去磷酸化，进一步促使M6P受体与之彻底分离。第八章 细胞信号转导细胞通讯(cell communication)是指一个细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化关系，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。信号分子signal molecule：细胞的信息载体，包括化学信号诸如各类激素、局部介质和神经递质等，以及物理信号诸如声光、电和温度变化等。影响因子：物理因子和化学及生物因子主要分为亲脂性和亲水性两类：亲脂性：主要代表是甾类激素和甲状腺素。分子小，疏水性强，可穿过细胞质膜进入细胞，与细胞内受体结合形成激素受体复合物，进而调节基因表达。亲水性：主要代表：神经递质、局部介质、大多数肽类激素。不能透过靶细胞质膜，只能通过靶细胞表面受体结合，经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞的应答反应。细胞表面受体分属三大家族：离子通道耦联受体(ion-channel-coupled receptor)G蛋白耦联受体(G protein-coupled receptors, GPCRs )酶连受体(enzyme-linked receptor)。NO在导致血管平滑肌舒张中的作用？NO在导致血管平滑肌舒张中的作用血管神经末梢释放乙酰胆碱作用中血管内皮细胞G蛋白耦联受体并激活磷脂酶C，通过第二信使IP3导致细胞质Ca2+水平升高，当Ca2+结合钙调蛋白(caldulin)后刺激NO合酶催化精氨酸氧化形成瓜氨酸并释放NO。NO通过扩散进入邻近平滑肌细胞，激活具有鸟氨酸环化酶活性的NO受体，刺激生成第二信使cGMP，而cGMP的作用是通过cGMP依赖的蛋白激酶G的活化抑制肌动一肌球蛋白复合物信号通路，导致血管平滑肌舒张。第九章 细胞骨架细胞骨架包括微丝（MF）、微管（MT）和中间丝（IF）三种结构组分。分子马达（molecular motor）主要是指依赖于微管的驱动蛋白（kinesin）、动力蛋白(dynein)和依赖于微丝的肌球蛋白(myosin)这三类蛋白质超家族的成员。MTOC：微管组织中心。在活细胞内，能够起始微管的成核作用，并使之延伸的细胞结构。NLS：核定位序列或核定位信号。亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列，这些内含的特殊短肽保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体被转运到细胞核内，这段具有“定向”、“定位”作用的序列被命名为核定位序列或核定位信号。第十章 细胞核与染色体核被膜的双功能、双向性。双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散和主动运输。双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。组蛋白和非组蛋白。组蛋白包括H1、H2A、H2B、H3和H4。后四种为核小体组蛋白。非组蛋白包括多种参与核酸代谢与修饰的酶类如DNA聚合酶和RNA聚合酶、HMG蛋白、染色体支架蛋白、肌动蛋白和基因表达调控蛋白等。DNA结合蛋白的几种主要结构模式：螺旋转角螺旋模式helix-turn-helix motif 锌指模式zinc finger motif 亮氨酸拉链模式leucine zipper motif ZZP 螺旋环螺旋结构模式helix-loop-helix motif HLH HMG框结构模式HMG-box motif核小体的结构要点：每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1。组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心颗粒。146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈。组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。两个相邻核小体之间以连接DNA相连，典型长度60bp。组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的。核小体沿DNA的定位受不同因素的影响。常染色质（euchromatin）指间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度低，相对处于伸展状态，用碱性燃料染色时着色浅的那些染色质。异染色质（heterochromatin）指间期细胞核中，染色质纤维折叠压缩程度高，处于聚锁状态，用碱性染料染色时着色深的那些染色质。端粒（telomere）是染色体两个端部特化结构。端粒通常由富含鸟嘌呤核苷酸（G）的短的串联重复序列DNA组成（TEL DNA），伸展到染色体的3端。 端粒酶(telomerase)是一种核糖核蛋白复合物,具有反转录酶的特质,由物种特异的内在RNA作模板,把合成的端粒重复序列再加到染色体的3端。核仁的超微结构：纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分。真核生物核糖体含有4种rRNA，即5.8s rRNA,18s rRNA,28s rRNA以及5s rRNA，其中前三种的基因组成一个转录单位。在真核生物中，与5s rRNA基因(120bp)不定位在NOR。核仁周期：当细胞进入有丝分裂时，核仁首先变形和变小，然后随着染色质凝集，核仁消失，所有rRNA合成停止。 在有丝分裂末期，rRNA合成重新开始，核仁的重建随着核仁物质聚集成分散的前核仁体而开始，然后在NOR周围融合成正在发育的核仁。第十二章 细胞增殖及其调控周期蛋白的特征：它们均含有一段相当保守的氨基酸序列，称为周期蛋白框。在这些蛋白质分子的近N末端含有一段由9个氨基酸残基组成的特殊序列，称为破坏框。不同的周期蛋白在细胞周期中表达的时期不同，并与不同的CDK结合，调节不同的CDK激酶活性。CDK激酶的特点： 它们含有一段类似的氨基酸序列。 它们都可以与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调节亚单位，进而表现出蛋白激酶活性。MPF如何修饰、加工和意义？在成熟的卵细胞的细胞质中，必然有一种物质，可以诱导卵母细胞成熟。这种物质称作MPF。组蛋白H1磷酸化，促使染色质凝集；核纤层蛋白磷酸化，促使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体；p60c-src蛋白磷酸化，促使细胞骨架重排；c-ab1蛋白磷酸化，促使细胞形态调整等。核纤层蛋白A、B、C在M期的可能作用：核纤层解聚，核膜崩解。第十三章 程序性细胞死亡和细胞衰老细胞凋亡和坏死的区别：凋亡：细胞质膜始终保