医学细胞生物学-第06章-内膜系统-1

广东医学院生物学教研室张华华,第六章内膜系统,Endomembranesystem,真核细胞结构均由细胞膜、细胞质与细胞核三部分组成。,在真核细胞，细胞质是指除去细胞质膜和细胞核以外的所有物质，即细胞质膜以内、核以外的部分称为细胞质。细胞质(cytoplasm)是细胞整体功能结构的主要组成部分之一，包括细胞质基质、细胞器、细胞骨架和包涵物组成。,细胞质基质细胞质中除有形结构外的无定形胶状物质体系。细胞器在细胞质基质中，具有一定化学组成和形态结构，执行特定生理功能，并为细胞所固有的有形结构小体。多种细胞器，其中有一些膜包围细胞器，如内质网、线粒体、高尔基复合体、溶酶体等。它们在结构及功能上彼此相关，甚至连通，共同组成一个庞大而精密复杂的系统内膜系统。还有一些细胞器不具有界膜的细胞器，如核糖体、中心粒等。,包涵物是细胞质中本身没有代谢活性，却有特定形态的结构。有的是贮存的能源物质,如糖源颗粒、脂滴；有的是细胞产物，如分泌颗粒。,细胞骨架细胞的特定形状以及运动等，均有赖于细胞质内蛋白质丝织成的网状结构细胞骨架。细胞骨架是由微管、微丝、中间丝组成。,广东医学院生物学教研室张华华,第六章内膜系统,Endomembranesystem,内膜系统（endomembranesystem）,概念：指位于细胞质内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称，包括细胞核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、内体和分泌泡等。意义：内膜系统的出现是真核细胞区别于原核细胞的显著特点之一，其意义在于：大大增加了细胞内膜的表面积，为多种酶特别是多酶体系提供了大面积的结合部位。,内膜系统结构上的统一性,内膜系统功能上的统一性,是细胞内蛋白质的加工、分选和运输系统,核糖体,GC,直接穿膜运输,通过小泡运输,第六章之一,第一部分核糖体第二部分内质网（部分）,MedicalCellBiology,核糖体,Ribosome,Ri,第一部分核糖体,核糖体简介,核糖体是在各类细胞中普遍存在的颗粒状结构，核糖体是细胞内合成蛋白质的工厂，是一种非常重要的细胞器。核糖体是无膜的细胞器（光镜下看不到).RobinsonBrown（1953）发现于植物细胞。Palade（1955）发现于动物细胞。Roberts（1958）建议命名为核糖核蛋白体（ribosome），简称核糖体。,核糖体的形态结构,核糖体的类型和理化特性,核糖体的形成与装配（组装）,核糖体与蛋白质合成（生化讲）,核糖体的存在形式,第一部分核糖体,核糖体的形态结构,不规则颗粒状,直径15-25nm,由大、小两个亚基构成,小亚基,大亚基,完整Ri,第一部分核糖体,核糖体的形态结构,中央管,核糖体(Ribosome,Ri),大小两个亚基结合部之间形成特殊间隙结构供mRNA通过。,大亚基中央有一管状结构中央管供新生成的肽链通过。,5个主要功能活性部位,1.氨酰基位点(aminoacylsite)：受位（A位）与氨酰-tRNA的结合位点，位于大亚基,2.肽酰基位点(peptigylsite)：给位（P位）与肽酰-tRNA的结合位点，位于大亚基,3.肽酰基转移酶位点：催化氨基酸之间形成肽键。位于大亚基,4.GTP酶位点：供给催化肽酰tRNA从A位点转移到P位点所需能量,核糖体(Ribosome,Ri),核糖体(Ribosome,Ri),氨基酸的羧基与tRNA的3端CCA-OH以酯键相连，因此其氨基是自由的。,核糖体(Ribosome,Ri),5个主要功能活性部位,5.E位点(exitsite)：肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点，位于大亚基。,与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点,其他功能活性部位,存在于除哺乳动物成熟红细胞外的所有细胞,核糖体类型和理化特性,核糖体的类型,核糖体的类型,沉降系数,物质在单位离心力场中沉降的速度,为方便将10-13秒作为一个单位，称Svedberg单位，用S表示。其数值与物质分子的质量和形状有关。,核糖体的理化特性（化学组成）,r蛋白质：约占40%，分布于表面,rRNA：约占60%，分布于内部,核糖体类型和理化特性,原核细胞与真核细胞核糖体成分的比较,核糖体的形成与装配,核仁组织者区是rRNA基因（rDNA）所在部位(5SrRNA基因除外),r蛋白质在细胞质中合成,核仁是合成rRNA和组装核糖体亚基的场所,核糖体大小亚基常分开存在于细胞基质中，当小亚基结合mRNA后，大亚基才与其结合，形成完整的核糖体。,核糖体(Ribosome,Ri),核仁组织区（NOR）rDNA45SrRNA18SrRNA32S中间体40S小亚基28SrRNA5.8SrRNA5SrRNA60S大亚基核糖体,核糖体的形成与装配,核糖体(Ribosome,Ri),一、mRNA（messengerRNA）二、tRNA（transferRNA）三、核糖体（ribosome）四、参与蛋白质生物合成的其他组分,核糖体与蛋白质的合成,一、mRNA（messengerRNA）蛋白质生物合成的直接模板,蛋白质的合成,二、tRNA（transferRNA）蛋白质生物合成的“高级搬运工”,蛋白质的合成,三、核糖体（ribosome）蛋白质生物合成的场所,蛋白质的合成,核糖体与蛋白质的合成,过程：1.肽链合成起始；2.肽链延伸；3.肽链合成终止。特点：从mRNA的53tRNA的反密码子识别mRNA的密码子。NH2-氨基酸开始，COOH-氨基酸结束。,1.肽链合成起始,起始氨基酰-tRNA与mRNA结合到核糖体上,形成起始复合物的过程,2.肽链延伸,进位、转肽、移位,3.肽链合成终止,游离核糖体,附着核糖体,游离于细胞质中，合成细胞所需要的结构蛋白或某些特殊蛋白质,附着于内质网膜表面，合成跨膜蛋白、驻留蛋白、溶酶体酶蛋白、分泌蛋白,核糖体的存在形式,核糖体常几个或几十个串联在一条mRNA分子上高效地进行肽链合成，形成多聚核糖体,多聚核糖体（polyribosome),多聚核糖体的生物学意义细胞内各种多肽的合成，不论其分子量的大小或是mRNA的长短如何，单位时间内所合成的多肽分子数目都大体相等。以多聚核糖体的形式进行多肽合成，mRNA的利用及对其浓度的调控更为经济和有效。,1.以80S核糖体为例，说明核糖体的结构成分及其功能。2.已知核糖体上有哪些活性部位？它们在多肽合成中各起什么作用？3.何谓多聚核糖体？4.试比较原核细胞与真核细胞的核糖体在结构组分的异同点.,思考题,内质网（endoplasmicreticulum,ER）,1945年PorterK.R和ClaudeA.D用电子显微镜观察培养的小鼠成纤维细胞发现细胞质中有一些形状大小略有不同的小管、小囊连接成网状的结构称内质网。,ER的化学组成,脂质和蛋白质，动物细胞内质网脂质含量约为60%，蛋白质含量约为40%。,1、扁平囊排列：内质网膜之间为狭窄的腔，形状扁而长，不封闭，相互连通。2.小泡状排列泡状，如气球，腔较大。3.小管状排列呈分支而细长的管子。,ER的形态结构和类型,形态,内质网的形态变异很大，其形态、数量和分布在不同细胞中不同，常与细胞的类型、生理功能状态、分化程度以及环境条件有关。同一细胞不同区域的内质网其形态也会随发育时期、生理状态不同而不同。,ER的形态结构和类型,结构,1、内质网膜：内质