细胞生物学期终复习资料.doc

期终复习第七章 线粒体和叶绿体一 线粒体与氧化磷酸化1 形态结构外膜，内膜，膜间隙嵴，基粒（ATP合成酶）基质（大量蛋白质和酶，DNA，RNA，核糖体，Ca2+）2 功能(1) 通过基质中的三羧酸循环，进行糖类、脂肪和氨基酸的最终氧化(2) 通过内膜上的电子传递链，形成跨内膜的质子梯度(3) 通过内膜上的ATP合成酶，合成ATPATP合成酶的结合变化和旋转催化机制头部F1(33)、亚基具有ATP结合位点，亚基具有催化ATP合成的活性结合为转子，旋转以调节亚基的3种构象状态与a、b亚基结合为定子基部F0（a1b2c10-12）C亚基12 聚体形成一个环状结构定子在一侧将33与F0连接起来（4）细胞中Ca2+浓度的调节二 叶绿体与光合作用1 形态结构外膜，内膜类囊体： 基粒类囊体，基质类囊体光合作用膜、光系统、光系统、ATP合成酶 基质： 有DNA，RNA，核糖体，淀粉粒和酶2 功能-光合作用（略） 三 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器1 线粒体和叶绿体的DNA双链环状2 线粒体和叶绿体的蛋白质合成70S核糖体、RNA（mRNA、tRNA、rRNA）氨基酸活化酶3 线粒体和叶绿体的蛋白质转运信号肽（N-末端2080个氨基酸）通过内外膜的接触点（易位子，Tim/Tom）输入需能量ATP和分子伴娘（Hsp）不同的导肽信号可使蛋白质运送到线粒体的不同部位，如基质中，内膜上和膜间隙 许多运入的蛋白质和叶绿体自身合成的蛋白质共同组装成复合物4共转移和后转移四 线粒体和叶绿体的增殖与起源1 增殖2 起源（1） 内共生假说（2） 分化假说第八章 细胞核一 核膜和核孔复合物1 核膜2 核孔复合物（1） 结构胞质环、 核质环（核篮）、辐（柱状亚单位、腔内亚单位、环带亚单位）、 中央栓（2） 功能-双向选择性亲水通道被动运输主动运输（ NLS 、NES、信号肽和信号斑 )（importin/、nucleoporin、RanGTP/GDP） 3 核纤层lamina（1） 结构和组成：核纤层蛋白laminA、B、C（2）功能 在间期细胞中，核纤层为核膜提供一个支架；在分裂细胞中，核纤层的可逆性解聚调节核膜的崩解和重建。lamin磷酸化时，核膜崩解；lamin去磷酸化时，核膜重建。 在间期细胞中，核纤层为染色质提供核周锚锭部位，维持和稳定间期染色质高度有序的结构。二 染色质和染色体1组蛋白和非组蛋白（1） 组蛋白（2） 非组蛋白 螺旋-转角-螺旋模式 锌指模式 Leu拉链模式2染色体的分子结构模型（1） 染色体的四级结构模型Korberg(1974年)：念珠模型，核小体Finch(1976年)：螺线管Bak(1977年)：超螺线管染色单体（2） 袢环模型J.Painta和D.Coffey（1984年）：强调了非组蛋白在染色体包装中的作用。由螺线管形成DNA袢环，每18个袢环呈放射状平面排列，结合在核基质(非组蛋白)上形成微带，大约106个微带沿纵轴构建染色单体 3 重要概念（1） 常染色质和异染色质（2） 着丝粒和着丝点着丝点结构域、中央结构域、配对结构域（3） 次缢痕和随体 次缢痕和随体是鉴别染色体的重要形态特征之一。（4） 核仁组织中心(NOR)（5） 核型（6） 端粒和端粒酶（7） 染色体DNA的三个功能元件DNA复制起始点、着丝粒、端粒三 核仁1 超微结构： 纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分、核仁基质 真核生物细胞核糖体含有4种rRNA，即5.8S、18S、28S和5SrRNA，其中前3种基因组成一个转录单位（rDNA），存在1005000个重复序列单位, 位在NOR。5SrRNA基因不定位在NOR。 2 核仁的功能 合成和加工rRNA，组装核糖体亚单位 32s 28s+5.8s45s的rRNA 41s70种Proteins 20s 18s 60s (28s 、5.8s 、5sRNA + Proteins) 80sRNP 40s (18s RNA + Proteins)第十章 细胞质骨架和细胞运动一微管 1微管的装配 微管蛋白 的排列方式构成了微管的极性。13根原纤维侧向连接形成中空的微管。微管（+）极的装配速度快于（）极的装配速度；或微管一端发生装配使微管延长，而另一端发生去装配使微管缩短，这种现象称为踏车行为。微管装配的条件：微管蛋白浓度、GTP cap和温度当二聚体浓度低于临界浓度（Cc）, 则微管解聚当二聚体浓度高于临界浓度, 则组装微管因为Cc(负极) Cc (正极)，所以正极装配快于负极当Cc (正极) C Cc (正极)，所以正极装配快于负极当Cc (正极) C Cc (负极)时，则正极装配, 负极解聚，即踏车现象。在体内，有些微丝是永久性的结构，通常微丝是一种动态结构，不断进行装配和解聚。2 微丝结合蛋白（MFAP） MF的不同存在形式与MFAP的种类有关，MFAP参与MF高级结构的形成，并调节MF的装配。如参与微丝与膜的结合；可横向连接微丝形成束；结合于纤维一端，阻止肌动蛋白单体的增加或减少；将微丝切断；成核作用（ARP）；将微丝交联成网状分布等3 微丝特异性药物细胞松弛素：切断微丝，并结合在微丝末端阻止聚合鬼笔环肽：稳定微丝，抑制解聚4 功能（1） 肌肉收缩 粗丝（肌球蛋白）和细丝（肌动蛋白）的相对滑动机制肌球蛋白是微丝结合蛋白，也是马达蛋白（2） 变形运动、吞噬运动（3） 胞质环流（4） 收缩环（5） 微绒毛（6） 粘着带和粘着斑三 中间纤维1中间纤维的装配（1） 二聚体：在螺旋区形成双股超螺旋。（2） 四聚体：2个二聚体反向平行、1/4分子交叠排列，四聚体是IF解聚的最小单位。（3） 8个四聚体装配成IF。IF没有极性，没有特异性药物。游离单体很少。2Lamina与IF3中间纤维结合蛋白（IFAP） 约有15种IFAP，功能多样，如使中间纤维形成聚集物；在IF、MT和MF之间形成横桥；参与IF 与膜的结合；桥板蛋白使IF与桥粒连接4功能IF在细胞质中起支架作用，并与细胞核定位有关，也在细胞间或组织中起支架作用。在细胞质中与MT、MF和细胞器构成一个完整的网架系统；在细胞质外侧与膜和胞外基质直接联系；在细胞质内部与核膜和核基质直接联系。第十一章 细胞增殖及其调控一 细胞周期各时相的特点 从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直至下一次细胞分裂结束为至，称为一个细胞周期。（1） G1期生长期检验点 （限制点 和G1 DNA损伤检验点） 连续分裂细胞 三种命运 休眠细胞 (G0期) 终端分化细胞（2） S期 按半保留复制的方式进行DNA精确复制特点：多个复制起始点、DNA复制不同步、组蛋白合成与DNA复制同步（3） G2期为细胞进入有丝分裂做准备，如微管蛋白、ATP检验点（G2 DNA损伤检验点和中心体复制检验点）（4） M期：有丝分裂期中期检验点 (也称纺锤体组装检验点) 二 有丝分裂1. 过程：前期、早中期、中期、后期、末期、胞质分裂 2 重要概念（1）熟前染色体凝集（P.C.C ）（2）纺锤体（3）中心体和中心粒（5） 着丝粒和着丝点（动粒）（6） 有关染色体移动的各种假说A. 牵引平衡说 中期B. 微管集散说 后期A：染色体丝解聚变短 后期B：连续丝聚合加长C. 微管滑动说三减数分裂1减数分裂过程 间期 合成99.7%DNA 细线期 染色质呈细线状 合线期 同源染色体联会减数 （偶线期） 合成0.3%的Z-DNA分裂 前期 粗线期 同源染色体的非姐妹染色 单体发生交换，P-DNA合成 双线期 交叉和端化 终变期 染色体呈棒状，核摸瓦解 中期 染色体排列在赤道面上 后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合 末期 胞质分裂 间期 极短，没有DNA合成减数 前期 与有丝分裂相同分裂 中期 染色单体分离 后期 末期 4个单倍体子细胞2减数分裂的意义（1） 使有性生殖的生物种类能保持染色体数目的稳定（2） 发生变异，增强生物体对外界环境的适应性3重要概念（1） 联会复合物（2） 交换四 细胞周期的调控1促成熟因子MPF MPF含有p32和p45两种蛋白，p32为蛋白激酶5 温度敏感突变体和cdc gene允许温度和限定温度 酵母p34cdc2 MPF 中的p32 （催化亚单位） 酵母p56cdc13 MPF 中的p45 （调节亚单位）3细胞周期蛋白cyclin和周期蛋白依赖性蛋白激酶CDKG1期周期蛋白cyclinC、D、EM期周期蛋白cyclinA、B周期蛋白通过泛素化途径而裂解不同的CDK在细胞周期的不同时期表现出激酶催化活性。3 细胞周期的调控(1) Cyclin调节CDKs的活性(2) CDK活化激酶 (CAK) 调节 cyclin/CDK复合物的活性(3)Wee1 (inactivating kinase) and Cdc25 (activating phosphatase)调节 cyclin/CDK的活性CDK1/cyclinB H1， laminA、B、C， nucleolin等磷酸化 G2/MCDK2/cyclinE , CDK4、6/cyclinD G1/SCDK2/cyclinA DNA复制第十二章 细胞分化及其调控一 细胞分化 1 基本概念（1）细胞分化在个体发育过程中细胞与细胞之间出现稳定差异的过程。个体发育分为胚胎发育和胚后发育。胚胎发育中的细胞分化过程： 受精卵 表皮及附属结构 外胚层 分裂 脑和神经系统 卵裂 DNA合成（无基因表达） 开始分化 真皮 囊胚 原肠胚 三胚层 中胚层 循环系统 骨骼、肌肉 早期 中期 晚期 消化道mRNA表达 tRNA表达 5sRNA表达 18s,28srRNA表达 内胚层 腺体 呼吸道细胞分化的物质基础蛋白质细胞分化是基因选择性表达的结果（2）管家基因与奢侈基因 2细胞分化的调控（略）3细胞去分化-癌细胞（1）癌细胞的基本特征（2）癌基因和抑癌基因癌基因是控制细胞生长和分裂的正常基因的一种突变形式，能引起正常细胞的癌变。原癌基因或细胞癌基因突变成为癌基因，突变方式有：点突变、基因扩增、增强子插入激活和染色体易位等。癌基因编码的蛋白质主要包括生长因子、生长因子受体、信号转导通路中的分子和基因转录调节因子。抑癌基因实际上是正常细胞增殖过程中的负调控。抑癌基因的产物主要包括：转录调节因子、负调控转录因子、CDK抑制因子、信号通路的抑制因子和DNA修复因子。癌症的发生发展过程：原癌基因的激活 抑癌基因的丢失 端粒酶的表达 血管的生成 肿瘤的转移(4) 干细胞干细胞是来自胚胎、胎儿、成体内的，在一定条件下具有自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官等特化的细胞。按细胞分化潜能的大小分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。按发生来源分为胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞可应用于作为细胞替代治疗和基因治疗的靶细胞，揭示人及动物的发育机制和影响因素，药学方面的研究。 干细胞研究面临的问题有：如何维持体外扩增时不分化？分化细胞的增殖问题，如何定向诱导干细胞的分化？如何克服排斥？安全性问题和伦理问题。第十三章 细胞衰老与死亡一细胞衰老1 衰老细胞的结构变化2 细胞衰老的原因和假说二 细胞死亡1 细胞凋亡与坏死的区别坏死指是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。细胞膜发生渗漏，细胞内容物释放到胞外，导致炎症反应。细胞凋亡是一种主动的、由基因决定的细胞自我破坏的过程，也称为细胞程序性死亡。细胞凋亡时细胞膜的整合性保持良好，不引发炎症反应。2 细胞凋亡的形态学和生物化学特征3 细胞凋亡的生物学意义4 细胞凋亡的检测（1）形态学观测（2）DNA电泳（3）DNA断裂的原位末端标记法（4）彗星电泳法（5）流式细胞分析5 细胞凋亡的分子机制（1） caspase家族与凋亡caspase是一组半胱氨酸天门冬氨酸特异蛋白酶，能特异地断开天冬氨酸残基后的肽键。细胞中合成的caspase以无活性的酶原状态存在，以后经切割活化方能执行其功能。caspase的活化需在两个亚基的连接区的天冬氨酸位点进行切割，结果产生了由两个亚基组成的异二聚体，异四聚体即为具有活性的酶。caspase通过被其他caspase的切割而活化。活化的caspase再切割其他的caspase，即为caspase级联反应。目前认为细胞凋亡的起始者（caspase 2，8，9和 10）和执行者（caspase 3，6和7）之间存在着上下游关系，即起