安医大临床医学院细胞生物学复习

细胞生物学要点,主要内容细胞结构与功能：细胞核、染色体生物膜与细胞器的研究细胞质膜、内膜系统、线粒体等细胞骨架体系的研究微丝、微管、中间纤维、Septin细胞连接与细胞外基质细胞重要生命活动：细胞增殖及其调控细胞分化与肿瘤细胞细胞凋亡,第一章绪论细胞生物学概念:细胞生物学是以细胞为研究对象,从显微水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，以动态的观点,研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的起源与进化和各种生命活动规律的学科。细胞学说的内容:一切生物体都是由细胞组成的；细胞是生命的基本组成单位；一切细胞只能来自原来的细胞(的分裂)提出者：德国的动物学家施莱登/Schleiden、植物学家施旺/Schwann病理学家/魏尔肖RudolfVirchow进行补充。,第一个利用显微镜观察细胞的人：英国人胡克/RobertHooke第一个利用显微镜观察到活细胞的人：荷兰学者列文虎克/Leeuwenhoek支原体是最小最简单的细胞，直径只有0.1-0.3m。它具有的唯一细胞器是核糖体。自然界中最小最简单的生命体是病毒。,原核细胞和真核细胞比较：,(原核细胞主要为无丝分裂),第三章细胞膜与物质的跨膜运输,一、细胞质膜的概念与功能：细胞膜(cellmembrane)定义：又称质膜(plasmamembrane)，是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质等组成的膜结构体系。功能：细胞膜不仅是细胞结构上的边界，使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质、能量的交换及信息传递过程中也起着决定性的作用。真核细胞内部存在着由膜围绕构建的各种细胞器。细胞内的膜系统与细胞膜统称为生物膜(biomembrane)，它们具有共同的结构特征。,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传递。4、为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行。5、介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；6、参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构（膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛及细胞的变形足等）。7、膜蛋白的异常与某些疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标。,二、细胞质膜的结构模型：单位膜：流动镶嵌模型（内容）：膜蛋白以不连续的颗粒形式嵌入膜层中。细胞膜是一个动态结构，其组分可以运动，还能聚集以便参与各种瞬时的或非永久性的相互作用。主要强调膜的流动性和膜蛋白的不对称性。脂筏模型（内容）：脂筏是指膜脂双层内，含有特殊脂质的微区，以鞘脂和胆固醇为主，载体特殊的蛋白质，微区内陷可形成囊泡，部分脂筏与细胞骨架蛋白交联。这一模型可解释生物膜的某些性质与功能。,三、细胞质膜的组成成分及特点：主要由脂质、蛋白质（包括酶）和多糖类等组成。1.膜脂生物膜的基本组成成分，主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。磷脂是膜脂的基本成分，分为甘油磷脂和鞘磷脂两类。甘油磷脂主要包括：卵磷脂/磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、脑磷脂/磷脂酰乙醇胺。蛋白质生物膜的特定功能主要是由蛋白质完成的；膜蛋白约占膜的40%50%；在不同细胞中膜蛋白的种类及含量有很大差异,一般来说,功能越复杂的膜，其上的蛋白质含量越多，种类越多。,根据其与质膜的结合方式不同，膜蛋白可被分为:整合膜蛋白:部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧的蛋白质；外周膜蛋白:水溶性蛋白，占膜蛋白总量的20%30%；脂锚定蛋白：以共价方式与膜脂结合的蛋白。,12,用去垢剂分离跨膜蛋白，是膜蛋白研究的重要手段.去垢剂(detergent)是一种一端亲水一端疏水的两性小的脂分子。,膜蛋白的研究方法,离子型去垢剂（如十二烷基磺酸钠(SDS)：它不仅可使细胞膜崩解，并与膜蛋白疏水部分结合使其分离，而且还可以破坏蛋白内部的非共价键，甚至改变亲水部分的构象。蛋白质的作用较为剧烈，引起蛋白质变性，因此在纯化膜蛋白时，特别是为获得有生物活性的膜蛋白时，常采用非离子去垢剂。,13,非离子型去垢剂TritonX-100，其分子式如下：非离子型去垢剂也可使细胞膜崩解，但对蛋白质的作用比较温和，它不仅用于膜蛋白的分离与纯化，也用于除去细胞的膜系统，以便对细胞骨架蛋白和其他蛋白进行研究。Tween-20NP-40Digitonin/洋地黄皂苷,3.膜糖：细胞质膜上的膜糖都位于细胞质膜的外表面，内膜系统中的膜糖则面向膜的腔面（非胞质面）。膜糖的存在方式：N-连接：即糖链与肽链中天冬酰胺残基相连O-连接：糖链与肽链中的丝氨酸或苏氨酸残基相连O-连接糖链较短，约含4个糖基，N-连接糖链一般有10个以上的糖基。,四、生物膜基本特征：一）膜的流动性1.膜脂的流动性：1）运动方式：侧向扩散运动(lateraldiffusion):基本运动方式.旋转运动(rotation)摆动(flexion):尾大于头翻转运动(flip-flop):.2）影响其流动性的因素：膜脂肪酸链对流动性的影响主要是不饱和程度和链的长短；脂肪酸越短，不饱和程度越高，膜脂的流动性越大。与卵磷脂/鞘磷脂的比值呈正比；胆固醇的双重调节作用；膜蛋白的影响。,2.膜蛋白的流动性：,细胞膜和其他的生物膜不仅是半透膜，还是选择性通透屏障.,Page.83,一些概念：扩散(diffusion)：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。协助扩散：各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺其浓度梯度或电化学梯度减小的方向的扩膜转运。主动运输：由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度的由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜运输的方式，是一种耗能的运输方式。,特点：从高浓度到低浓度；不需要转运蛋白的协助；不消耗能量。如：水、氧气、二氧化碳等。,自由扩散（freediffusion）,非电解质跨膜运输的条件:在膜两边具有浓度差；物质必须对膜具有渗透性。影响非电解质跨膜运输速度的因素:分子的大小:分子越小穿膜越快。溶质的极性:脂溶性越强穿膜越快。,特点：从高浓度到低浓度；需要转运蛋白的协助；不需要能量。如：葡萄糖进入红细胞等,协助扩散（facilitateddiffusion）,特点：从低浓度到高浓度；需要载体蛋白的协助；直接或间接需要能量(ATP)。如：Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子通过细胞膜；葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞。,主动运输（activetransport）,小分子物质跨膜运输三种方式的比较,不需要,需要,需要,不消耗,不消耗,消耗,O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯,葡萄糖进入红细胞,Na+、K+、Ca2+等离子；小肠吸收葡萄糖、氨基酸。,内吞作用/endocytosis：它是细胞通过质膜的内陷和包裹形成囊泡，将外界物质内化而转运进入胞内的过程。胞吞作用/exocytosis：将细胞内的分泌泡或其他膜泡中的物质通过质膜转运出细胞的过程。组成型胞吞途径调节型胞吞途径,Page93,协助扩散,自由扩散,物质的运输方式,主动运输(逆浓度梯度),小分子物质(跨膜运输),大分子物质(膜泡运输),胞吞,胞吐,顺浓度梯度,被动运输,小结,第四章细胞的内膜系统与囊泡转运,细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的、由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体和分泌泡等。,一).内质网细胞质中由膜围成的管状或扁平囊状的结构，互相连通成网，构成细胞质中的扁平囊状系统。粗面内质网光面内质网肌肉细胞内的肌浆网为一类特化的内质网。,多呈大的扁平膜囊状,在电镜下观察排列极为整齐。它是核糖体和内质网共同构成的复合机能结构；主要功能是合成分泌性的蛋白质、多种膜蛋白和酶蛋白。粗面内质网与细胞核的外层膜相连通。,粗面内质网：,光面内质网：,无核糖体附着的内质网称为光面内质网,通常为小的膜管和小的膜囊状,而非扁平膜囊状,广泛存在于各种类型的细胞中，包括合成胆固醇的内分泌腺细胞、肌细胞、肾细胞等。光面内质网是脂类合成的重要场所。,葡萄糖-6-磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶。,内质网的功能：1.蛋白质的合成；(信号肽假说)2.脂类的合成；3.蛋白质修饰和加工：糖基化、酰基化、二硫键形成等；4.新生多肽的折叠和组装。(分子伴侣),糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：O-连接的糖基化（O-linkedglycosylation）：与Ser、Thr和Hyp/羟脯氨酸的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化。N-连接的糖基化（N-linkedglycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺。,信号肽(signalpeptide)信号识别颗粒(signalrecognitionparticle,SRP)停泊蛋白(dockingprotein)/SRP受体转位复合物/易位子(translocon)停止转运序列(stoptransfersequence)信号肽酶(signalpeptidase),SignalHypothesis/信号假说-AmodelfortheSignalMechanismofcotranslationalImport/共翻译转运,p107,内质网驻守信号(ERretentionsignal):Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信号序列，能够和内质网膜上的相应受体结合而驻留于网腔不被转运。,高尔基体是一个复杂的由许多功能不同的间隔所组成的连续的完整体系或结构。由一些（常常4-8个）排列较为整齐的扁平膜囊（saccules）堆叠在一起，构成高尔基体的主体结构，膜囊多呈弓形，也有呈半球形或球形。高尔基复合体的标志酶是糖基转移酶。,二).高尔基体,蛋白质运输ER到高尔基体内侧的运输ER蛋白的逆向运输高尔基体内侧到高尔基体外侧运输蛋白质的修饰：糖基化等蛋白质的分选蛋白质的水解：将蛋白质N端或C端切除，成为有活性的物质（胰岛素C端）或将含有多个相同氨基序列的前体水解为有活性的多肽，如神经肽。,高尔基体功能：,三).溶酶体,溶酶体几乎存在于所有的动物细胞中一种异质性细胞器。溶酶体是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。其主要功能是进行细胞内的消化作用。标志酶：酸性水解酶,根据溶酶体的不同生理阶段，可分为初级溶酶体（primarylysosome）、次级溶酶体（secondarylysosome）和残余小体（residualbody）。,1.清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞2.防御功能:入侵病毒或细菌等。3.其它重要的生理功能作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养；在分泌腺细胞中，溶酶体常常含有摄入的分泌颗粒，可能参与分泌过程的调节；发育过程中，某些特定细胞编程性死亡及周围活细胞对其清除，如两栖类发育中蝌蚪尾巴的消化，哺乳动物断奶后乳腺退行性变化等；精子的顶体（acrosome）相当于特化的溶酶体，在受精过程中的能溶解卵细胞膜。,溶酶体的功能：,TypesofVesicleTransport/膜泡转运：,蛋白质通过不同类型的转运小泡从糙面内质网合成部位转运到高尔基体，进而分选运到细胞的不同部位。三种主要类型：网格蛋白有被囊泡、COPII有被囊泡、COPI有被囊泡。,Clathrin-CoatedVesiclesFormation,衣被小泡的类型与功能,第五章线粒体,内膜是线粒体进行电子传递和氧化磷酸化的主要部位；基质是三羧酸循环发生的部位。,线粒体中由自身合成的蛋白质仅占10%,其余均为细胞核基因组编码。因此，线粒体有自己的DNA和蛋白质合成体系，即独立的遗传系统，但又受核基因组遗传系统的控制，其生长和增殖受核基因组和自身基因组两套遗传系统的控制，故为半自主性细胞器。编码细胞色素b、细胞色素氧化酶的3个亚基、ATP酶的2个亚基以及NADH脱氢酶的7个亚基。另外还有16SrRNA和12SrRNA以及22个tRNA的DNA序列.,线粒体的半自主性：,细胞中的膜结构总结：具有单膜的结构有：具有双膜的结构有：具有无膜结构的细胞器有：,线粒体、细胞核,核糖体、中心体,细胞质膜、内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化酶体,细胞骨架(cytoskeleton)是由蛋白纤维交织而成的立体网架结构，它充满整个细胞质的空间，与外侧的细胞膜和内侧的核膜存在一定的结构联系，以保持细胞特有的形状并与细胞运动、增值等有关。,中间纤维,是起主要支撑作用的细胞骨架成分，使细胞具有张力和抗剪切力。,第六章细胞骨架与细胞的运动,微管,一、微管的结构与组成：,二、微管的类型,三、影响微管稳定性的药物,秋水仙素(colchicine)当结合有秋水仙素的微管蛋白亚基组装到微管末端时，其他的微管蛋白亚基就很难再在该处进行组装，但末端带有秋水仙素的微管对其去组装并没有影响，从而导致细胞内微管系统的解聚。紫杉醇(taxol)存在于红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物,也是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。,微管组织中心：动物细胞特有的细胞器。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称为微管组织中心，除中心体以外，细胞内起微管组织中心作用的类似结构还有位于纤毛和鞭毛基部的基体等细胞器。,9组等间距的三联体微管。在每组三联体微管中，只有一根微管在结构上是完整的，含有13根原纤丝，称为微管A，另外的两根微管为不完全微管，依次称为微管B和微管C。,四、微管的组装和去组装,、-微管蛋白和-微管蛋白形成8nm的二聚体,二聚体先形成环状核心(ring),、两端、侧面增加二聚体而扩展为螺旋带,二聚体平行于长轴重复排列形成原纤维(protofilament)。、当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。新的二聚体添加到MT的两端使之延长。,微管的装配过程：成核期，聚合期，稳定期,踏车现象（treadmilling)由于微管两端极性的不同，当组装体系内底物的浓度临近临界浓度时，在同一根微管上常可以发现其正极端因组装而延长，而其负极端则因去组装而缩短，当一端组装的速度和另一端解聚的速度相同时，微管的长度保持稳定，即所谓的踏车现象。,五、微管的动态性：,六、微管结合蛋白（MAP:microtubule-associatedprotein）,LatticebindingMAPsEnd-bindingMAPs(末端结合蛋白)微管去稳定蛋白马达蛋白,动力蛋白,驱动蛋白,一、结构与成份：,微丝,当单体上结合的是ATP时，就会有较高的相互亲和力，单体趋向于聚合成多聚体，就是组装。当ATP水解成ADP后，单体亲和力就会下降，多聚体趋向解聚，即是去组装。在适宜的温度，存在ATP、K+、Mg2+离子的条件下，肌动蛋白单体可自组装为纤维。微丝的两端组装速度并不一样。往往正极比负极快。当微丝组装到一定长度时，可以观察到正极组装而负极同时去组装的现象，被命为“踏车现象（treadmilling)。p166,二、微丝的组装及动力学/ActinDynamics,成核期：G-肌动蛋白开始聚合，其二聚体不稳定，易水解，只有形成三聚体才稳定，即核心形成。延长期（生长期）：一旦核心形成，G-肌动蛋白单体快速地在核心两端添加上去。稳定期：微丝延长到一定时期，肌动蛋白掺入微丝的速度与其从微丝上解离的速度达到平衡，此时即进入平衡期，微丝长度基本不变。,CytochalasinD/细胞松弛素D,depolymerizesactinfilamentsbybindingtothe(+)endofF-actin,whereitblocksfurtheradditionofsubunits.促使微丝解聚。phalloidin/鬼笔环肽,bybindingattheinterfacebetweensubunitsinF-actin,therebylockingadjacentsubunitstogetherandpreventingactinfilamentsfromdepolymerizing.稳定微丝。,三、影响微丝组装的特异性药物：,中间纤维,一、中间丝的主要类型和成分,二.装配过程：两个单体，形成两股超螺旋二聚体（角蛋白为异二聚体）；两个二聚体反向平行组装成四聚体；多个四聚体首尾相连组成原纤维；8根原纤维组成中间纤维。特点：无极性；无动态蛋白库；装配与温度和蛋白浓度无关；不需要ATP、GTP或结合蛋白的辅助。,54,胞质骨架三种组分的比较,主要功能：遗传：通过染色体DNA的复制和细胞分裂，维持物种的世代连续性；发育，通过调节基因表达的时空顺序，控制细胞的增殖分化，完成个体发育使命。,细胞核是细胞内最大、最重要的结构，是细胞生命活动的调控中心，细胞遗传与代谢的调控中心，是真核细胞区别于原核细胞最显著的标志之一。,第七章细胞核,典型的间期细胞核主要由核膜、染色质、核仁和核骨架等几部分组成。,提供原料和液体环境,双层膜，有核孔,液态,主要由DNA和蛋白质组成,核内存在的致密小体,Nuclearporecomplex(NPC)/核孔复合物,核孔复合体的功能核质与胞质之间进行物质交换的通道运输具有双向选择性双功能方式：被动运输(自由扩散)和主动运输,被动运输:-核孔复合体的有效直径约为9-10nm，长约15nm。-离子、小分子、直径小于10nm的物质原则上可自由通过,即允许分子量在4060103的球形蛋白、离子和小分子出入；对Na+等少数离子仍有一定的屏障作用；某些小分子可因与大分子结合而不能自由通过.主动运输:是一个载体识别和载体介导的耗能过程；核内各种酶蛋白从胞质输入；蛋白合成的各种tRNA、mRNA从核输出。,核纤层,定义：是附着于内核膜下的纤维蛋白网，位于内核膜与染色质之间，整体呈球形或笼形网络，它与中间纤维和核骨架相互连接，形成贯穿于细胞核与细胞质的骨架体系，在间期细胞细胞核中普遍存在，而分裂期细胞的核纤层解体并以蛋白单位形成存在于细胞质中，末期有重新形成。,核纤层的作用在细胞核中起支架作用高盐、非离子去污剂、核酸酶处理核后，核孔复合体和核纤层存留，并维持细胞核的轮廓。与核膜重建及染色质凝集关系密切。,内核膜上有laminB受体，介导核纤层与核膜的结合；细胞分裂前期结束时，核纤层被磷酸化而解聚，核膜崩解成核膜小泡（laminB-核膜小泡），A型lamin则溶于胞质中；分裂末期，lamin去磷酸化，重新组装，介导核膜的重建；间期核，核纤层还提供染色质（异染色质）的锚定位点，使染色质结合与核纤层内侧，进而螺旋化形成染色体。,染色质的组成成分：DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNADNA和组蛋白是染色质的稳定成分，非组蛋白与RNA的含量则随细胞生理状态不同而变化。,染色质,染色质的基本结构单位核小体R.Kornberg于1974年提出染色质结构的念珠模型。染色质的基本结构单位：核小体200bpDNA、5种组蛋白核心：4种组蛋白：（H2A、H2B、H3、H4）各2个分子成8聚体核心颗粒；约140bpDNA缠绕1.75圈；相邻核小体：H1组蛋白结合60bp连接DNAH1锁住DNA分子进出口，稳定结构。,根据形态特征、活性状态等区分,可将染色质分为常染色质和异染色质。,染色质结构与基因活化,染色体DNA的三种功能元件/functionelements：,确保染色体复制和稳定遗传的条件：DNA复制起点：确保染色体自我复制，维持遗传的连续性；着丝粒：平均分配染色体到子细胞中；端粒：保持染色体的稳定性和独立性。,着丝粒包含3个结构域：p1951、动粒域（kinetochoredomain）2、中心域（centraldomain）3、配对域（pairingdomain）,核仁的功能p199-200,信号的解除与细胞反应的终止,第八章信号转导,细胞表面受体,离子通道受体,G蛋白藕联受体,酶连受体,p278,G蛋白偶联型受体介导的信号转导,每一种G-蛋白偶联受体都有7个螺旋的跨膜区，信号分子与受体的细胞外部分结合，并引起受体的细胞内部分激活相邻的G-蛋白。,三聚体GTP结合调节蛋白（trimericGTP-bindingregulatoryprotein）：简称G蛋白，位于质膜内胞浆一侧，由、三个亚基组成，和二聚体分别通过共价结合锚于膜上，亚基本身具有GTP酶活性。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用，通过自身构象的变化激活效应蛋白，进而实现信号从胞外向胞内的传递。,G蛋白的作用机制：,G蛋白亚基上存在GDP或GTP结合位点，有GTP酶活性，能促进与其结合的GTP分解成GDP。在静息状态下，亚基与、亚基形成三聚体形式后与GDP结合，此时G蛋白与受体分离，无活性；当配体与受体结合后，受体分子构象改变，与G蛋白亚基结合的位点暴露，导致受体胞内部分与G蛋白亚基相互作用，亚基构象改变，与GTP结合增强，被激活，进而解体。,G蛋白解离后形成的两部分可以沿着细胞膜自由扩散，直接与位于细胞膜下游的效应蛋白作用并使其激活，完成将信号从胞外传递到胞内的过程，G蛋白下游效应蛋白通常是离子通道或与膜结合的酶，如腺苷酸环化酶、磷脂酶C。,PKA是一种由四个亚基构成的寡聚体。其中有两个亚基为催化亚基，另两个亚基为调节亚基。当调节亚基与cAMP结合后发生变构（每一调节亚基可结合两分子cAMP），与催化亚基解聚，从而激活催化亚基。因此，cAMP可以直接调控PKA的活性。,cAMP信号通路,概念：在cAMP信号途径中，细胞外信号与相应受体结合，调节腺苷酸环化酶活性，通过第二信使cAMP水平的变化，将细胞外信号转变为细胞内信号。这一信号通路的首要效应酶是腺苷酸环化酶。,通过G蛋白耦联受体介导的另一条信号途径是磷脂酰肌醇信号通路，其信号转导是通过效应酶磷脂酶C完成的。双信使IP3和DAG的合成来自于膜结合的磷脂酰肌醇（PI）。,当配体与受体结合接触后，G蛋白亚基分解其结合的GTP，生成GDP，其构象改变，与GDP结合能力增强，并与效应蛋白分离，重新与、亚基结合构成三聚体，G蛋白回复到静息状态。,酶连接受体介导的信号转导,Fiveclassesofenzyme-linkedreceptorshavethusfarbeenidentified:Receptortyrosinekinase(RTK)/受体酪氨酸激酶Receptorserine/threoninekinase/受体丝氨酸/苏氨酸激酶Receptor-liketyrosinephosphatases/受体酪氨酸磷酸酯酶Receptorguanylylcyclases/受体鸟苷酸环化酶Tyrosine-kinase-associatedreceptor/酪氨酸蛋白激酶联系的受体,配体结合所诱导的RTKs的二聚化与自磷酸化：配体与受体结合并引发构象变化，导致受体二聚化形成同源或异源二聚体；当受体二聚化后，激活受体的酪氨酸激酶活性，进而在二聚体内彼此交叉磷酸化受体胞内肽段的一个或多个酪氨酸残基，称受体的自磷酸化。,一个细胞外结构域（含配体结合位点）；一个疏水的跨膜a螺旋；一个胞质结构域（包括一个具有酪氨酸激酶活性的催化位点）。,绝大多数RTKs是单体蛋白，由3部分组成：,受体酪氨酸激酶,第二信使（secondarymessenger）：指受体被激活后在细胞内产生的，能介导信号转导的活性物质。目前发现的胞内重要第二信使包括Ca2+、DAG、IP3、cAMP、cGMP等在细胞内传递信息的小分子化合物，其作用是对胞外信号起转换和放大的作用。第二信使学说/secondarymessengertheory:细胞表面受体接受胞外信号（第一信使）后，经过信号转换激活质膜上的效应器，产生细胞内的信息物质（第二信使），进一步将信息传递到细胞内，产生相应的生物学效应，第二信使的降解使其信号作用终止。,第九章、细胞分裂与细胞周期,细胞周期:指从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束所经历的整个过程。分为分裂间期（物质积累期或静止期）和细胞分裂期，其中分裂间期又包括G1期、S期、G2期。,有些处在细胞周期中的细胞会暂时脱离细胞周期停止细胞分裂而进入静止状态，当条件适宜时又可重新返回细胞周期进行细胞分裂，这种细胞成为G期细胞或叫静止期细胞，这个时期成为G期。细胞周期中的细胞转变成G期细胞多发生在G1期。,生化特征：G1期：合成DNA复制、细胞生长等所需的蛋白质、糖类和脂质。例如组蛋白H1、非组蛋白、P53蛋白（与细胞增殖有关的癌基因蛋白）、核糖核苷还原酶（DNA合成相关酶）。同时染色质去凝集。S期：DNA复制，组蛋白合成，DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构。中心体也在此期完成复制。G2期：合成一定数量的蛋白质和RNA。G2期也存在检验点。G2期检验点：检查DNA是否完成复制，DNA损伤是否得以修复，细胞是否已生长到合适大小，环境因素是否有利于细胞分裂等。M期：仍有少量蛋白合成。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。有丝分裂，减数分裂。,有丝分裂过程,根据形态结构的变化，人为地分为前期、前中期、中期、后期、末期及胞质分裂期。前期、前中期、中期、后期和末期是一个相互连续的核分裂过程。,G2期末：染色质已复制，但松散包装，呈弥漫样分布；中心体已复制。,前期(prophase)：细胞核染色质开始浓缩，经过螺旋化、折叠和包装，变短变粗，形成光镜下可见的早期染色体结构。染色体开始形成2条染色单体的成双结构，出现主缢痕。核仁消失。在中心体周围，微管大量装配，形成两个星体。两个星体逐渐向细胞两极移动，开始形成纺锤体。高尔基体、内质网崩解，动点组装。前中期(prometaphase)：核膜崩解（nuclearenvelopebreakdown）标志着前中期的开始。核纤层解聚。染色体进一步凝集浓缩，并剧烈运动。动粒逐渐成熟。纺锤体微管捕获（capture）染色体（通过动粒与染色体结合）。染色体逐渐向赤道方向移动,纺锤体(spindle)：,纺锤体是细胞分裂过程中的一种与染色体分离直接相关的细胞器，主要由微管和微管结合蛋白组成。高等细胞的纺锤体为纺锤状。组成纺锤体的微管有三种：动粒微管（kinetochoremicrotubules），极性微管(polarmicrotubules)和星体微管（astralmicrotubules）。,中期(metaphase),所有染色体排列在赤道板（equatorialplate，又称中期板metaphaseplate）上。位于染色体两侧的动粒微管长度相等，作用力均衡。,染色体向赤道板运动的过程称为染色体列队（chromosomealignment）或染色体中板聚合（chromosomecongression）；,后期(anaphase),姐妹染色单体相互分离，形成子代染色体，并分别向两极运动，标志着后期的开始。可划分为两个连续的阶段：后期A和后期B。,染色体向两极的运动依靠纺锤体微管的作用。在后期A，动粒微管变短，染色体逐渐向两极运动。在后期B，极性微管长度增加，两极之间的距离逐渐拉长。,末期(telophase),染色体到达两极。动粒微管消失，极性微管继续加长。染色体开始去浓缩，在每个染色体周围，核膜开始重新装配。核仁开始重新装配。RNA合成功能逐渐恢复。Golgi体和ER重新形成并生长。,胞质分裂4个步骤：分裂沟位置的确定；肌动蛋白聚集和收缩环的形成；收缩环收缩；收缩环处细胞质膜融合并形成两个子细胞。,胞质分裂：开始于细胞分裂后期，完成于细胞分裂末期。在赤道板周围细胞表面下陷，形成环状缢缩，称为分裂沟（cleavagefurrow）。分裂沟逐渐加深，直到两个子细胞完全分开。肌动蛋白和肌球蛋白等许多蛋白参与了分裂沟的形成和整个胞质分裂过程。,减数分裂（meiosis）是一种特殊的有丝分裂，仅发生于有性生殖细胞形成过程中。减数分裂的主要特点是，细胞仅进行一次DNA复制，随后进行两次分裂。两次分裂之间有一个分裂间期，但无DNA合成。结果染色体数减少一半。,1、减数分裂前间期,减数分裂前间期(premeioticinterphase)：减数分裂前的间期阶段。也可划分为G1、S、G2期。减数分裂前间期S期特别长，如蝾螈的体细胞有丝分裂前的S期为12小时，而减数分裂前的S期可持续10天。此种延长并非由于复制叉的运动减慢，而是由于每单位长度DNA复制单位的启动数量减少所致。在有些生物中，减数分裂前的S期只合成全部染色体DNA的99.7，其余的0.3在偶线期合成。如植物百合。,2、减数分裂过程,第一次减数分裂（meiosisI）：前期I变化复杂，呈现许多减数分裂的特征形态变化。持续时间长，可达几周，几月，甚至几年，几十年。进行染色体配对和基因重组。合成配子所需要的或胚胎早期发育所需要的全部或大部分RNA、蛋白质及碳水化合物。,根据细胞形态变化，可将此期分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期5个阶段。,细线期(leptotene，1eptonema)，又称凝集期（condensationstage）：特点：1).染色质凝集成细纤维状的染色体；2).在细纤维状染色体上，出现一系列大小不同的颗粒状结构，称为染色粒；3).染色体端粒通过接触斑与核膜相连。,偶线期(zygotene，zygonema)，又称配对期(pairingstage)：两条同源染色体侧面紧密相贴进行配对，此现象称为联会(synapsis)。形成联会复合体（synaptonemalcomplex,SC)。形成二价体（bivalent），又称四分体（tetrad）。,联会复合物：联会复合体是指在减数分裂前期，同源染色体的配对行为所形成的一种特殊结构，由侧线、横线和中央轴三部分组成，在前期的粗线期时结构较典型，它是动植物同源染色体联会时相当普遍的一种结构。减数分裂中联会复合体起始于偶线期，成熟于粗线期，消失于双线期。,细线期,粗线期,偶线期,双线期、终变期,粗线期(pachytene，pachynema)，又称重组期(recombinationstage)：,联会复合体结构中间出现重组结，含有多种酶，为球形、椭圆形或棒状，直径90nm，长约0.2um。参与基因重组过程。粗线期另一个重要的生化活动是，合成减数分裂期专有的组蛋白。许多染色体上发生DNA合成，主要合成用于DNA链的修补、连接的酶类，称为P-DNA。出现rDNA的扩增及活跃的rRNA合成。,双线期(diplotene，diplonema)：又称合成期(synthesisstage)：,同源染色体分开，可看到四分体。联会复合体消失，同源染色体间存在接触点，称为交叉(crossover,chiasma)。此种交叉的数量和部位，在同一种类的不同细胞中也有所不同，至少有一个交叉。染色体去凝集，RNA转录活跃。双线期持续时间一般较长，其长短变化很大。人类卵母细胞双线期从胚胎期的第5个月开始，多者可持续十几年，到性成熟开始；长者可达四五十年，到生育期结束。,终变期(diakinesis)，又称再凝集期(recondensationstage)：,核仁消失，四分体较均匀地分布在核中，染色体凝集成短棒状。交叉向染色体臂的端部移行，称为端化，最后四分体只靠端部交叉使其结合在一起，姐妹染色单体借着丝粒连接在一起。形成纺锤体。雄性动物的纺锤体十分像有丝分裂。卵母细胞纺锤体的形成无中心体的参与，纺锤体形态类似植物细胞。,中期I：核膜破裂,纺锤体侵入核区，一侧纺锤体只和同侧的2个动粒相连。分散于核中的四分体开始向纺锤体中部移动，排列在赤道板上。后期I：同源染色体对的分离和向极运动的开始。每极接受单倍体数量的染色体。不同的同源染色体对分向两极时相互间是独立的，父方、母方来源的染色体随机组合。末期I及间期：末期I和间期的染色体去凝集，核膜重新装配。,动力系统（引擎）：由细胞周期素(cyclin)和周期素依赖蛋白激酶（CDK）组成的复合物。,监视系统：细胞周期检验点（checkpoint）,细胞周期调控系统:,p311,