细胞生物学名词解说.docx

1原位杂交（in situ hybridization, ISH）：原位杂交技术是将细胞或组织切片固定于载玻片上，使细胞中DNA或RNA在保持原来位置条件下，与标记的核酸探针进行原位杂交反应，通过放射自显影检测和显微镜观察，可以对所用材料中被杂交的核酸分子进行定位、定量分析或观察基因表达（mRNA）的水平。通常以检测基因表达即组织细胞中mRNA含量的方法称为RNA原位杂交。 2脂质体（liposome）：（1）某些细胞质中的天然脂质小体。（2）由连续的双层或多层复合脂质组成的人工小球囊。借助超声处理使复合脂质在水溶液中膨胀，即可形成脂质体。它可以作为生物膜的实验模型，或在临床上用于捕获外源性物质(如药物、酶或其他制剂)后将它们更有效地运送到靶细胞,经同细胞融合而释放。 3脂筏（lipid rafts）：一种非均一性富集固醇和鞘脂的高动态小型域。约10200 nm大小，能使细胞过程隔室化。有时小型筏会借助蛋白质-蛋白质以及蛋白质-脂质的相互作用稳定地形成较大平台。 4易化扩散（facilitated diffusion）：一些非脂溶性（或亲水性）的物质，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等，不能以简单扩散的方式通过细胞膜，但它们在载体蛋白的介导下，不消耗细胞的代谢能量，顺物质浓度梯度或电化学梯度进行转运，这种方式称为易化扩散或帮助扩散。 5协同运输（co transport）：一种分子的穿膜运输依赖于另一种分子同时或先后穿膜的运输方式。后者从高浓度到低浓度的运输可为前者逆浓度梯度的运输提供能量。分为对向运输和共运输两类。 6巴氏小体（Barr body）：在哺乳动物体细胞核中，除一条X染色体外，其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体，此即为巴氏小体，是性染色体异固缩的结果。又称X小体，通常位于间期核膜边缘。在人类，男性细胞核中很少或根本没有巴氏小体，而女性则有1个。 7细胞融合（cell fusion）：两个或几个体细胞融合成为一个细胞的过程。 8核孔复合体（nuclear pore complex）：核被膜上沟通核质和细胞质的复杂隧道结构，由多种核孔蛋白构成。隧道的内、外口和中央有由核糖核蛋白组成的颗粒。对进出核的物质有控制作用。 9转位接触点（translocation contact site）：电镜下可见到在线粒体的内、外膜上存在着一些内膜与外膜相互接触的地方，使膜间隙变得狭窄，称为转位接触点（内膜转位子（Tom）：通道蛋白；外膜转位子（Tim ）：受体蛋白），功能为蛋白质等物质进出线粒体的通道 10细胞骨架（cytoskeleton）：真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的纤维网络。包括微管、微丝和中间丝。 11细胞外被（cell coat）或糖萼（glycocalyx)：覆盖在细胞质膜表面的一层黏多糖物质。以共价键和膜蛋白或膜脂结合形成糖蛋白或糖脂，对膜蛋白有保护作用，并在分子识别中起重要作用。 12主动运输（active transport）：特异性运输蛋白消耗能量使离子或小分子逆浓度梯度穿膜的运输方式。 13微管组织中心（microtubule organizing center，MTOC）：细胞中微管生成的发源区。具有微管球蛋白，如中心粒动粒和纤毛基体的邻近区。 14联会（synapsis，syndesis）：减数分裂前期偶线期来自两个亲本的同源染色体侧向靠紧，像拉链似的并排配对现象。 15核小体（nucleosome）：组成真核细胞染色体的基本结构单位，由组蛋白和大约200个bp的DNA组成的直径约10 nm的球形小体。其核心由H2A、H2B、H3和H4四种组蛋白各两个分子组成八聚体构成。16细胞周期（cell cycle）：连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。包含G1期、S期、G2期、M期四个阶段。 17G蛋白（G protein）：具有GTP酶活性，在细胞信号通路中起信号转换器或分子开关作用的蛋白质。有三聚体G蛋白、低分子量的单体小G蛋白和高分子量的其他G蛋白三类。 18钠钾泵（sodium potassium pump，Na-K pump）：它会使细胞外的NA+浓度高于细胞内，当NA+顺着浓度差进入细胞时，会经由本体蛋白质的运载体将不易通过细胞膜的物质以共同运输的方式带入细胞。 19荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）：用荧光标记的核酸探针在染色体上进行的杂交方法，以确定与探针互补的核酸序列在染色体上的位置和分布。 20细胞内信使或第二信使（second massager）：受细胞外信号的作用，在胞质溶胶内形成或向胞质溶胶释放的细胞内小分子。通过作用于靶酶或胞内受体，将信号传递到级联反应下游，如环腺苷酸、环鸟苷酸、钙离子、肌醇三磷酸和肌醇磷脂等。 21信号肽（signal peptide/sequence）：分泌蛋白前体N-末端的1530个氨基酸，在多肽链合成中有其特定的作用。 22通讯连接（communicating junction）：一种特殊的细胞连接方式, 位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。它除了有机械的细胞连接作用之外, 还可以在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递信息。动物与植物的通讯连接方式是不同的, 动物细胞的通讯连接为间隙连接,而植物细胞的通讯连接则是胞间连丝。分为间隙连接、胞间连丝和化学突触。 23分子伴侣（molecular chaperone）：存在于原核生物和真核生物细胞质以及细胞器中可协助新生肽链正确折叠的一类蛋白质。 24微粒体（marinite，micro some）：在细胞匀浆和差速离心过程中获得的由破碎的内质网膜形成的直径介于20200nm的膜泡。 25细胞呼吸（cellular respiration）或生物氧化（biological oxidation）：指物质在细胞内的氧化分解，具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP）的生成。其根本意义在于给机体提供可利用的能量。 26核骨架（nuclear scaffold）：核基质（nuclear matrix ）或称核骨架（nucleoskeleton）为真核细胞核内的网络结构，是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体系。由于核基质与DNA复制，RNA转录和加工，染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关，故日益受到重视。 27收缩环（contractile ring）：胞质分裂过程中，在赤道面质膜环绕细胞质形成的微丝束环，由肌动蛋白和肌球蛋白组成。收缩环的微丝和质膜相连，环的收缩使质膜内陷，形成分裂沟，分裂沟逐渐深陷，最后细胞被缢断成两个子细胞。成。两个亚基链呈现反向平行排列, 扭曲成麻花状，形成异二聚体, 两个异二聚体头-头连接成200nm长的四聚体。5个或6个四聚体的尾端一起连接于短的肌动 蛋白纤维并通过非共价键与外带4.1蛋白结合,而带4.1 蛋白又通过非共价键与跨膜蛋白带3蛋白的细胞质面结合, 形成“连接复合物”。这些血影蛋白在整个细胞膜的细胞质面下面形成可变形的网架结构, 以维持红细胞的双凹圆盘形状。 8. 血型糖蛋白(glycophorin ) 血型糖蛋白又称涎糖蛋白(sialo glycoprotein),因它富含唾液酸。血型糖蛋白是第一个被测定氨基酸序列的蛋白质,有几种类 型，包括A、B、C、D。血型糖蛋白B、C、D在红细胞膜中浓度较低。血型糖蛋白A是一种单次 跨膜糖蛋白, 由131个氨基酸组成, 其亲水的氨基端露在膜的外侧, 结合16个低聚糖侧链。血型糖蛋白的基本功能可能是在它的唾液酸中含有大量负电荷,防止 了红细胞在循环过程中经过狭小血管时相互聚集沉积在血管中。 9. 带3蛋白(band 3 protein) 与血型糖蛋白一样都是红细胞的膜蛋白,因其在PAGE电泳分部时位于第三条带而得名。带3 蛋白在红细胞膜中含量很高，约为红细胞膜蛋白的25%。由于带3蛋白具有阴离子转运功能，所以 带3蛋白又被称为“阴离子通道”。带3蛋白是由两个相同的亚基组成的二聚体, 每条亚基含929个氨基酸,它是一种糖蛋白，在质膜中穿越1214次,因此,是一种多次跨膜蛋 白。 10. 锚定蛋白(ankyrin) 又称2.1蛋白。锚定蛋白是一种比较大的细胞内连接蛋白, 每个红细胞约含10万个锚定蛋白，相对分子质量为215,000。锚定蛋白一方面与血影蛋白相 连, 另一方面与跨膜的带3蛋白的细胞质结构域部分相连, 这样，锚定蛋白借助于带3蛋白将血影 蛋白连接到细胞膜上，也就将骨架固定到质膜上。 11. 带4.1蛋白(band 4.1 protein) 是由两个亚基组成的球形蛋白，它在膜骨架中的作用是通过同血影蛋白结合，促使血影蛋 白同肌动蛋白结合。带4.1蛋白本身不同肌动蛋白相连，因为它没有与肌动蛋白连接的位点。 12. 内收蛋白(adducin) 是由两个亚基组成的二聚体，每个红细胞约有30，000个分子。它的形态似不规则的盘状 物，高5.4nm,直径12.4nm。内收蛋白可与肌动蛋白及血影蛋白复合体结合，并且通过Ca2+和钙调 蛋白的作用影响骨架蛋白的稳定性，从而影响红细胞的形态。 13. 磷脂(phospholipids) 含有磷酸基团的脂称为磷脂,是细胞膜中含量最丰富和最具特性的脂。动、植物细胞膜上都 有磷脂, 是膜脂的基本成分, 约占膜脂的50%以上。磷脂分子的极性端是各种磷脂酰碱基, 称作头部。它们多数通过甘油 基团与非极性端相连。磷脂又分为两大类: 甘油磷脂和鞘磷脂。甘油磷脂包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱(卵磷脂)、磷脂酰肌醇等。 磷脂分子的疏水端是两条长短不一的烃链, 称为尾部, 一般含有1424个偶数碳原子。其中一 条烃链常含有一个或数个双键, 双键的存在造成这条不饱和链有一定角度的扭转。 磷脂烃链的长度和不饱和度的不同可以影响磷脂的相互位置, 进而影响膜的流动性。各种磷脂头部基团的大小、形状、电荷的不同则与磷脂-蛋白质的相 互作用有关。 14. 胆固醇(cholesterol) 胆固醇存在于真核细胞膜中。胆固醇分子由三部分组成: 极性的头部、非极性的类固醇环结 构和一个非极性的碳氢尾部。胆固醇的分子较其他膜脂要小, 双亲媒性也较低。胆固醇的亲水头部朝向膜的外侧,疏水的尾部埋在脂双层的中央。胆固醇 分子是扁平和环状的,对磷脂的脂肪酸尾部的运动具有干扰作用,所以胆固醇对调节膜的流动性、 加强膜的稳定性有重要作用。 动物细胞膜胆固醇的含量较高,有的占膜脂的50%,大多数植物细胞和细菌细胞质膜中没有胆 固醇,酵母细胞膜中是麦角固醇。 15. 脂质体(liposome) 将少量的磷脂放在水溶液中,它能够自我装配成脂双层的球状结构,这种结构称为脂质体，所 以脂质体是人工制备的连续脂双层的球形脂质小囊。脂质体可作为生物膜的研究模型，并可作为 生物大分子(DNA分子)和药物的运载体，因此脂质体是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的极好 材料。在构建导弹人工脂质体时,不仅要将被运载的分子或药物包入脂质体的内部水相,同时要在 脂质体的膜上做些修饰,如插入抗体便于脂质体进入机体后寻靶。 16. 整合蛋白(integral protein) 又称内在蛋白(intrinsic protein)、跨膜蛋白(transmembrane protein), 部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相 互作用而结合在质膜上。实际上,整合蛋白几乎都是完全穿过脂双层的蛋白,亲水部分暴露在膜的 一侧或两侧表面; 疏水区同脂双分子层的疏水尾部相互作用;整合蛋白所含疏水氨基酸的成分较高。跨膜蛋白 可再分为单次跨膜、多次跨膜、多亚基跨膜等。跨膜蛋白一般含25%50%的螺旋, 也有折叠，如线粒体外膜和细菌质膜中的孔蛋白。 17. 外周蛋白(peripheral protein) 又称附着蛋白(protein-attached)。这种蛋白完全外露在脂双层的内外两侧,主要是通过非共 价健附着在脂的极性头部, 或整合蛋白亲水区的一侧, 间接与膜结合。 外周蛋白可用高盐或碱性pH条件分离。实际上,有时外周蛋白与整合蛋白是难以区分的,因为 许多膜蛋白是由多亚基组成的,其中有的亚基插入在脂双层,有些亚基则是外周蛋白。 外周蛋白为水溶性, 占膜蛋白总量的20%30%, 在红细胞中占50%, 如红细胞的血影蛋白和锚定蛋白都是外周蛋白。外周蛋白可以增加膜的强度,或是作为酶起 某种特定的反应,或是参与信号分子的识别和信号转导。 18. 脂锚定蛋白(lipid-anchored) 又称脂连接蛋白(lipid-linked protein),通过共价健的方式同脂分子结合，位于脂双层的外侧。同脂的结合有两种方式，一 种是蛋白质直接结合于脂双分子层，另一种方式是蛋白并不直接同脂结合，而是通过一个糖分子 间接同脂结合。 通过与糖的连接被锚定在膜脂上的蛋白质主要是通过短的寡糖与包埋在脂双层外叶中的糖 基磷脂酰肌醇(glycosylphophatidylionositol,GPI)相连而被锚定在质膜的外侧。之所以能够在膜上发 现这类脂锚定蛋白,是因为用特异识别和切割含有肌醇磷脂的磷脂酶处理细胞膜能释放出蛋白质。 这类脂锚定蛋白通常是膜受体、酶和细胞粘着分子。一种很少见的贫血阵发性血红蛋白夜尿 就是GPI合成缺陷,导致红细胞容易破裂所至。 另一类存在于细胞质面脂锚定蛋白是通过长的包埋在脂双层中的碳氢链进行锚定的。目前 至少发现两种蛋白(Src 和Ras)是通过这种方式被锚定在质膜的细胞质面,提示这种锚定方式与细胞从正常状态向恶 性状态转化有关。 19. 片层结构模型(Lamella structure model) 1935年James Danielli和Hugh Davson所提出，又称或三明治式模型。该模型认为膜的骨架是脂肪形成的脂双层结构,脂双 层的内外两侧都是由一层蛋白质包被,即蛋白质-脂-蛋白质的三层结构,内外两层的蛋白质层都非常 薄。并且,蛋白层是以非折叠、完全伸展的肽链形式包在脂双层的内外两侧。1954年对该模型进行 了修改：膜上有一些二维伸展的孔,孔的表面也是由蛋白质包被的,这样使孔具有极性,可提高水对 膜的通透性。 这一模型是第一次用分子术语描述的结构, 并将膜结构同所观察到的生物学理化性质联系起 来, 对后来的研究有很大的启发的动物中诱导产生抗体，如果将小鼠的抗体注入兔子中,兔子将会产生抗小鼠抗体的抗体。可以从 兔子的血液中分离这种抗体,并将这种抗体共价连接到荧光染料上,就可以通过荧光显微镜进行观 察。 当兔子的抗小鼠的抗体与小鼠的淋巴细胞混合时,带有标记的抗体就会同小鼠淋巴细胞质膜 上的抗体结合,并分布在整个淋巴细胞的表面,但很快就会成块或成斑。导致这种现象的原因是抗 体是多价的,每一个兔子的抗体能够同小鼠细胞质膜表面的多个抗体分子反应,也就是说小鼠的每 一个膜抗体将同多个兔子的抗体反应。这样, 在小鼠淋巴细胞的细胞质膜表面形成“兔抗小鼠抗体分子-小鼠膜结合抗体”的斑。斑逐渐 聚集扩大,当小鼠淋巴细胞质膜表面抗体全部同兔子的抗小鼠抗体结合后,将会在细胞表面的一侧 形成“帽子”结构,最后通过内吞作用进入细胞。很显然,如果小鼠细胞质膜中的抗体蛋白不能自 由的进行侧向扩散的话,斑和帽都是不能形成的。 30. 光脱色荧光恢复技术(fluorescence recovery after photobleaching FRAP) 研究膜流动性的一种方法。首先用荧光物质标记膜蛋白或膜脂, 然后用激光束照射细胞表面 某一区域, 使被照射区域的荧光淬灭变暗形成一个漂白斑。由于膜的流动性,漂白斑周围的荧光物质随 着膜蛋白或膜脂的流动逐渐将漂白斑覆盖，使淬灭区域的亮度逐渐增加, 最后恢复到与周围的荧光光强度相等。 细胞膜蛋白的标记方法有很多种。可以用非特异性的染料,如异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)将细胞膜蛋白全部进行标记。也可用特异性的探针,如荧光抗体,标记特 异的膜蛋白。膜蛋白一旦被标记就可用激光束进行局部照射处理,使荧光脱色,形成直径约为1m 的白斑。若是可移动的膜蛋白,则会因蛋白的移动,使白斑消失,若是不能移动的蛋白.则白斑不会消 失。 根据荧光恢复的速度, 可推算膜脂的扩散速度为每秒钟为几个微米，而膜蛋白的扩散速度变化幅度较大，少数膜 蛋白的扩散速度可达到膜脂的速度，大多数蛋白的扩散速度都比膜脂慢，还有一些膜蛋白完全限 于某一个区域。正是这种限制，使膜形成一些特定的膜微区(membrane domain),这些微区具有不同的蛋白组成和功能。这实际上是膜蛋白不对称分布带来膜功能的 不对称。 FRAP技术也有它的不足之处。第一,它只能检测膜蛋白的群体移动,而不能观察单个蛋白的 移动。其次,它不能证明膜蛋白在移动时是否受局部条件的限制。为了克服这些不足,发展了单颗 粒示综(single-particle tracking,SPT)技术,可以用抗体金(直径1540 nm)来标记单个膜蛋白,然后通过计算机控制的 摄像显微镜进行观察。 31. 电子自旋共振谱技术(electron spin-resonance spectroscopy,ESR) 证明膜脂流动性的一种方法。在该技术中将一个含有不配对的电子基团(通常是硝基氧基团) 加到磷脂的脂肪酸尾端，这就是所谓的自旋标记(spin-label )。当将这种脂暴露于外加磁场时，由于不配对电子基团的存在，它能够自旋产生顺磁场信 号，这种共振能够被仪器检测获得共振谱。如果被标记的脂位于脂双层，根据共振谱就可以判断 膜脂的流动性。 32. 细胞运输(cellular transport) 这种运输主要是细胞与环境间的物质交换,包括细胞对营养物质的吸收、原材料的摄取和代 谢废物的排除及产物的分泌。如细胞从血液中吸收葡萄糖以及细胞质膜上的离子泵将Na+泵出、 将K+泵入细胞都属于这种运输范畴。 33. 胞内运输(intracellular transport) 是真核生物细胞内膜结合细胞器与细胞内环境进行的物质交换。包括细胞核、线粒体、叶 绿体、溶酶体、过氧化物酶体、高尔基体和内质网等与细胞内的物质交换。 34. 转细胞运输(transcellular transport) 这种运输不仅仅是物质进出细胞,而是从细胞的一侧进入,从另一侧出去,实际上是穿越细胞的 运输。在多细胞生物中,整个细胞层作为半渗透性的障碍，而不仅仅是细胞质膜。如植物的根部细 胞负责吸收水份和矿物盐, 然后将它们运输到其他组织即是这种运输。 35. 膜运输蛋白(membrane transport protein) 膜运输蛋白是膜整合蛋白, 或是大的跨膜分子复合物, 功能是参与被动运输(促进扩散)或主动运输(运输泵)。参与促进扩散的膜运输蛋白虽然没有 酶活性, 但是具有酶催化的特点,如可达到最高速率、具有特异性和竞争抑制等,因此,运输蛋白又被称 为透性酶(permease)。 36. 离子载体(ionophore) 离子载体是一些能够极大提高膜对某些离子通透性的载体分子。大多数离子载体是细菌产 生的抗生素,它们能够杀死某些微生物,其作用机制就是提高了靶细胞膜通透性,使得靶细胞无法维 持细胞内离子的正常浓度梯度而死亡,所以离子载体并非是自然状态下存在于膜中的运输蛋白,而 是人工用来研究膜运输蛋白的一个概念。根据改变离子通透性的机制不同,将离子载体分为两种类 型:通道形成离子载体(channel-forming ionophore)和离子运载的离子载体(ion-carrying ionophore)。 37. 短杆菌肽 A(gramicidin A) 是一种由15个氨基酸组成的线性肽,其中8个是L-氨基酸,7个是D-氨基酸, 它具有疏水的侧链, 两个分子在一起形成跨膜的通道, 所以是一种形成通道的离子载体，它能够有选择地将单价阳离子顺电化学梯度通过膜，不 过它并不显著提高运输速度。可被短杆菌肽 A离子通道运输的阳离子有H+ NH4+K+ Na+ Li+。 38. 缬氨霉素(valinomycin) 是一种由12个氨基酸组成的环形小肽，它是一种脂溶性的抗生素。将缬氨霉素插入脂质体 后，通过环的疏水面与脂双层相连, 极性的内部能精确地固定K+。它在一侧结合K+,然后向内侧移动通过脂双层, 在另一侧将K+释放到细胞内。缬氨酶素可使K+的扩散速率提高100，000倍，但是它不能有 效地提高Na+的扩散速度。 39. 扩散(diffusion) 是指物质沿着浓度梯度从半透性膜浓度高的一侧向低浓度一侧移动的过程，通常把这种过 程称为简单扩散。这种移动方式是单个分子的随机运动，无论开始的浓度有多高，扩散的结果是 两边的浓度达到平衡。虽然这种移动不需要消耗能量，主要是依靠扩散物质自身的力量，但从热 力学考虑，它利用的是自由能。如果改变膜两侧的条件，如加热或加压，就有可能改变物质的流 动方向，其原因就是改变了自由能。所以，扩散是物质从自由能高的一侧向自由能低的一侧流 动。 40.渗透(osmosis) 是指水分子以及溶剂通过半透性膜的扩散。水的扩散同样是从自由能高的地方向自由能低 的地方移动，如果考虑到溶质的话，水是从溶质浓度低的地方向溶质浓度高的地方流动。 41. 简单扩散(simple diffusion) 简单扩散是被动运输的基本方式,不需要膜蛋白的帮助,也不消耗ATP,而只靠膜两侧保持一定 的浓度差,通过扩散发生的物质运输。 简单扩散的限制因素是物质的脂溶性、分子大小和带电性。 一般说来, 气体分子（如O2、CO2、N2）、小的不带电的极性分子（如尿素、乙醇）、脂溶性的分子 等易通过质膜，大的不带电的极性分子（如葡萄糖）和各种带电的极性分子都难以通过质膜。 42. 促进扩散(facilitated diffusion) 促进扩散又称易化扩散、协助扩散，或帮助扩散。是指非脂溶性物质或亲水性物质