细胞生物学PPT总结

1、细胞生物学 总结16第一章 绪论细胞生物学：细胞生物学以细胞为研究对象，从细胞的整体水平、亚显微水平，分子水平三个层次，以动态的观点，研究细胞和细胞器的结构和功能，研究细胞的生活史（细胞增殖、分化、衰老与凋亡）和各种生命活动规律（细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等）的学科。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。细胞学说(Cell Theory)：所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；细胞是生命的基本单位一切细胞产自细胞第二章 细胞的统一性与多样性1、 细胞：生命活动的基本单位。 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位 细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细

2、胞是代谢与功能的基本单位 细胞是有机体生长与发育的基础 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 没有细胞就没有完整的生命2、 细胞的基本特性1.细胞有细胞膜（Membrane)Protoplasm：原生质 被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括膜、细胞核和细胞质。Cell Plasma (cytoplasm):细胞质 是指细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分Protoplast：原生质体2.细胞有核糖体（Ribosomes）细胞功能的体现者是蛋白质(包括酶)，蛋白质是在核糖体上合成的。3. 细胞有一整套控制遗传信息表达的结构体系4. 细胞能产生细胞：细胞能

3、够用一分为二的分裂方式进行增殖，动、植物细胞、细菌细胞都是如此。5. 所有的细胞都具有相似的化学组成。细胞内有三种类型生物大分子: Nucleic Acids、Proteins、Polysaccharides(多糖)多糖与糖蛋白:蛋白质糖基化:影响着蛋白质合成后的加工和运输。糖蛋白的功能有 参与细胞粘着，细胞信息的传递，细胞代谢的调控，发育和分化，机体的防御，以及作为机体内外表面的保护及润滑剂。 参与细胞识别:是细胞识别机理的必要组分。几乎所有动物细胞表面都有少量糖, 它的作用好比是细胞联络的文字或语言。 原核细胞（Prokaryotic Cells）：没有明显可见的细胞核,同时也没有核膜和核

4、仁,只有拟核(核区，类核)，进化地位较低。代表：细菌，蓝藻，支原体：目前发现的最小最简单的细胞(唯一的细胞器是核糖体)真核细胞1、生物膜系统2、Gene Expression System 遗传信息表达体系：该系统又称为颗粒纤维结构系统，该系统包括细胞核和核糖体。3、Cytoskeletal System:细胞骨架是蛋白与蛋白搭建起的网络结构，包括细胞质骨架和细胞核骨架。细胞骨架系统首要作用是维持细胞的一定形态；细胞内物质运输的动脉；细胞内基质区域化； 帮助细胞移动或行走；主要成分:微管、微丝和中间纤维。真核与原核的比较功能上的共同点：都是生命的基本结构单位；都能进行分裂；都能遗传。 结构上的

5、共同点：都有细胞膜；都有DNA和RNA；都有核糖体不同点：核糖体：原核70S(由50S和30S两个大小亚基组成) 真核80S(由60S和40S两个大小亚基组成) 通讯连接方式：胞质分裂方式：动物细胞：间隙连接； 收缩环植物细胞：胞间连丝； 细胞板第3章 细胞生物学研究方法常见的模式生物:真菌中的酵母，原核生物中的大肠杆菌，低等无脊椎动物中的线虫，昆虫纲的果蝇，鱼纲的斑马鱼，哺乳纲的小鼠，植物中的拟南芥。分辨率：（即分辨极限, D）是指区分开两个质点间的最小距离.人眼的分辨率：0.2 mm，光学显微镜的最大分辨率：0.2m.电镜主要分为：透射电镜，扫描电镜。超薄切片技术：固定，包埋，切片，染色D

6、NA：Feulgen反应多糖：PAS反应不饱和脂肪酸：四氧化锇蛋白质：Millon反应流式细胞仪：定量测定某细胞中的DNA、RNA或某标记蛋白的含量；分离具不同标记而被充上不同电荷的细胞；分离后可继续培养第4章 细胞质膜第1节 细胞质膜的结构模型细胞质膜(plasma membrane)或细胞膜(cell membrane)：围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜细胞内膜系统（Endomembrane System)：生物膜(biomembrane)：细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜。是由脂质双分子层和蛋白质组成的。流动镶嵌模型(fluid mosaic model) ：生物

7、膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成,膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白是镶嵌于脂双分子层中，是不对称分布的。对膜结构的认识：1.脂双分子层组成生物膜的基本结构：具极性头和非极性尾部的磷脂分子，在水中具有自发形成封闭膜系统的性质；尾部相对，极性头部朝外。2. 蛋白质镶嵌：镶嵌于其中或表面；分布不对称、类型不同，赋予生物膜特性与功能。3. 膜蛋白及其它生物大分子的存在及相互作用，限制了膜蛋白、膜脂的流动性，形成了特定结构的膜并耐以完成膜的功能。膜脂：磷脂、胆固醇、糖脂。生物膜的化学组成：膜脂、膜蛋白磷脂根据骨架的不同可以分为：磷酸甘油脂和鞘磷脂 胆固醇存在于真核细胞膜中：动物细胞膜胆固醇的含量较高大多数

8、高等植物细胞膜中没有胆固醇酵母细胞膜中是麦角固醇胆固醇分子包括三部分: 极性的头部：羟基非极性的类固醇环结构一个非极性的碳氢尾部糖脂(Glycolipid)：鞘氨醇的衍生物脂质体的应用：研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质；脂质体中裹入DNA可用于基因转移；在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体生物膜的特定功能主要是由蛋白质完成的膜蛋白的种类：整合蛋白、膜周边蛋白、脂锚定蛋白整合蛋白(Integral Proteins) ：运输蛋白：膜蛋白中有些是运输蛋白,转运特殊的分子和离子进出细胞;酶：有些是酶，催化相关的代谢反应;连接蛋白：有些是连接蛋白,起连接作用；受体：起信号接收和传递作用。第2节 生物膜

9、基本特征与功能膜的成分：脂质双分子层，蛋白质镶嵌其中；膜的结构特性：流动性、不对称性。细胞膜的功能：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除,其中伴随着能量的传递;3、 提供细胞识别位点,并完成细胞内外信息跨膜传递;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; 并参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。膜骨架的概念：指细胞质膜内侧与膜蛋白相连的、由纤维蛋白组成的网架结构。它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。主要膜骨架蛋白: 血影蛋白；锚蛋白；肌动蛋白；带4.1蛋

10、白(都是外周蛋白)血影(Erythrocyte Ghost)是将分离的红细胞放入低渗溶液中，水渗入到红细胞内部，红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，所得到的红细胞质膜具有很大的变形性、柔韧性和可塑性，当红细胞的内容物渗漏之后、质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。第5章 细胞的社会联系细胞连接：封闭连接：紧密连接（上皮细胞）锚定连接：桥粒、半桥粒；粘着带、粘着斑通讯连接：间隙连接、化学突触、胞间连丝紧密连接的功能：形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；形成侧向扩散屏障，维持上皮细胞极性，限制了膜蛋白和膜脂分子的流动性，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能；连接作用支持功能锚定连接分为：

11、（跨膜粘连蛋白） 与中间纤维相连的: 桥粒和半桥粒连接 与肌动蛋白（微丝）纤维相连的: 粘着带和粘着斑连接锚定连接的类型、结构与功能：u 与中间纤维相连的锚定连接桥粒： 铆接相邻细胞，形成纽扣式的结构。提供细胞内中间纤维的锚定位点，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。半桥粒：半桥粒与桥粒形态类似,但功能和化学组成不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白（整联蛋白）将上皮细胞固着在基膜上。u 与肌动蛋白（微丝）纤维相连的锚定连接粘着带：位于紧密连接下方,相邻细胞间形成一个连续的带状 结构。间隙约1520nm,也称带状桥粒(belt desmosome)。粘着斑：细胞通过整联蛋白把肌动蛋白纤维与

12、细胞外基质连接。(整联蛋白，胶原和纤连蛋白)粘着蛋白(cadherin)-钙粘蛋白细胞质斑(cytoplasmic plaque)-细胞内锚蛋白肌动蛋白（微丝）间隙连接：连接子(一种跨膜蛋白)胞间连丝：是相邻植物细胞壁上的一个穿过细胞壁的狭窄通道粘连分子（cell adhesion molecule，CAM）的特征 粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连； 多数要依赖Ca2+或Mg2+才起作用。 同亲型结合、异亲型结合和衔接分子依赖性结合粘连分子类型钙粘素（Cadherins）:属同亲性依赖Ca2+的细胞粘连糖蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作

13、用。 选择素（Selectin）:属异亲性依赖于Ca2+的能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白，其胞外部分具有一凝集素（lectin）结构域。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着。P(Platelet)选择素、E(Endothelial)选择素和L(Leukocyte)选择素。免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF):分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM超家族。介导同亲型细胞粘着或介导异亲型细胞粘着但其粘着作用不依赖Ca2+，其中N-CAMs 在神经组织细胞间的粘着中起主要作用。 整联蛋白（Integrins）:异亲型，由a和b两个亚基形成的异源二聚体糖

14、蛋白。人体细胞中已发现16种a链和8种b链，它们相互配合形成22种不同的二聚体整合素，可与不同的配基结合，从而介导细胞与基质之间的粘着。整联蛋白的信号转导功能。 RGD三肽序列 细胞连接:在多细胞生物体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。细胞粘着：在细胞识别的基础上, 同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程叫细胞粘着。它对于胚胎发育及成体的正常结构和功能都有

15、重要的作用。在发育过程中,由于细胞间细胞粘着的强度不同,决定着细胞在内、中、外三胚层的分布。在器官形成过程中, 通过细胞粘着,使具有相同表面特性的细胞聚集在一起形成器官。 区别：细胞粘着是细胞连接的起始,细胞连接是细胞粘着的发展。从时间上看,粘着在先,连接在后。从结构上看,细胞粘着涉及的分子较少、范围局部、结构简单;而细胞连接涉及的蛋白分子较多、范围广、结构复杂,结合的紧密程度高。 第三节 细胞外被及细胞外基质细胞表面：包括细胞膜、细胞外被、细胞外基质。是细胞与外环境进行接触的部位。 1.细胞外被：糖萼是细胞外表面覆盖的一层粘多糖物质的质膜保护层，又称为多糖包被。往往与膜蛋白或膜脂共价结合。2

16、. 细胞外基质(extracellular matrix)指紧临细胞膜的细胞外空间,是由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。细胞外基质的基础物质： 可分为三大类结构蛋白 如胶原和弹性蛋白，它们赋予基质一定的强度和韧性。蛋白聚糖(proteoglycan) 粘连蛋白(adhesive proteins) 如纤粘连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞同基质结合。 (一)、胶原(Collagen) 胶原是细胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白 胶原是人体内含量最丰富的蛋白质,(约占总蛋白的30%左右) 胶原产生于纤维原细胞.但仅存在于细胞外基质中。胶原纤维结构特征 胶原纤维的基本结构单位(胶原分子)是原胶

17、原原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构(trimers)在胶原纤维内部,有分子内和分子间的交联。分子内交联是指原胶原的三条链之间的赖氨酸残基间的交联,分子间的交联是指不同原胶原间的赖氨酸交联（一分子的N-末端与另一分子的C-末端赖氨酸或羟赖氨酸间） 在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性横纹 原胶原肽链具有Gly-X-Y重复序列，对胶原纤维的高级结构的形成是重要的，通常：X：PrO，Y：Hypro or Hylys 胶原的合成、装配与运输：哺乳动物具有大约20种不同的胶原基因，编码各种不同组织所需要的胶原 首先是在粗面内质网上合成带有信号肽的前原胶原(preproco

18、llagan) 胶原纤维的加工组装始于内质网、在高尔基体中继续进行, 最后完成于细胞外: 前原胶原在细胞外由两种专一性不同的蛋白水解酶作用, 分别切去N-末端前肽及C-末端前肽,成为原胶原（procollagen） 原胶原进而聚合装配成胶原原纤维（collagen fibril）、胶原纤维（collagen fiber）胶原起着细胞外基质骨架作用弹性蛋白(Elastin)：是弹性纤维(elastic fibers)的主要成分。蛋白聚糖 蛋白与多聚糖的复合物 一个蛋白聚糖由糖胺聚糖（glycosaminoglycans，GAGs)与核心蛋白(core protein)的丝氨酸残基共价连接形成的巨

19、分子.蛋白聚糖的功能:由于糖胺聚糖表面带的负电荷，可结合阳离子，提高渗透压，转而又可结合大量水分子，使蛋白聚糖形成多孔含水的胶体，填充于细胞外空间，包裹细胞 ，起到抗压、保护细胞的作用. 蛋白聚糖可与细胞外的多种生长因子结合，可视为细胞外的激素富集与储存库，因此在完成信号的传导中起重要作用.层粘连蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,动物胚胎及成体组织的基膜(basal lamina)的主要结构组分之一一条重链和两条轻链通过二硫键相连而形成的十字形分子结构层粘连蛋白的功能 首先作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用。细胞是通过层粘连蛋白锚定于基膜上。 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部

20、位： 与型胶原的结合部位； 与细胞质膜上的整合素结合的RGD（Arg-Gly-Asp）序列。【是细胞识别的最小结构单位】层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用； 层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。【层粘连蛋白FN】的结构特点：每个亚单位由数个结构域构成；有两个关键的结合位点： 与其他 ECM, 如 collagens 和proteoglycans等结合的位点。这些位点将不同的分子连成了稳定的互连网状结构 与细胞表面结合的位点。这些位点将细胞与细胞外基质稳定的粘连在一起。该结构域中含RGD三肽序列功能:FN最主要的功能是介导细胞的黏着；促进细胞迁移；由于FN具有同时与细胞外基质各类成分相结

21、合的特点,并可促进细胞外基质的其它成分的沉积,故认为FN是细胞外基质的组织者。细胞壁的结构组成植物的细胞壁相当于动物细胞的细胞 外基质(!)： 动物细胞的细胞外基质的主要成分是 蛋白质分子；植物的细胞壁主要是多糖，其中最主要的是纤维素。植物细胞壁的骨架：纤维素细胞壁的结构组成uu 纤维素分子：纤维素微原纤维（microfibril）为细胞壁提供了抗张强度u 半纤维素（hemicellulose）: 木糖、半乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖介导微原纤维彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分（果胶质）连接u 果胶质（pectin）：含有大量携带负电荷的糖，结合Ca2+等阳离子,被高度水化形成凝胶果

22、胶质与半纤维素横向连接,参与细胞壁复杂网架的形成。u 伸展蛋白(extensin)：糖蛋白,在初生壁中含量可多达15，糖的总量约占65 支撑作用,并抵御微生物的入侵 u 木质素(lignin)：由酚残基形成的水不溶性多聚体 参与次生壁形成,并以共价键与细胞壁多糖交联,大大增 加了细胞壁的强度与抗降解能力 植物细胞壁的作用提供一个细胞外网架结构,起支持作用 保护细胞免遭渗透及机械损伤 信息储存库的功能：产生多种寡糖素作为信号物质，或抵抗病、虫害，或作为细胞生长和发育的信号物质。 植物细胞壁是一个动态结构，能够进行很多活动: 与细胞壁有关的酶能够吸收细胞外的营养，生成能够通过细胞膜进入细胞的小分子

23、化合物。 细胞壁也可以作为物质通透的障碍，在代谢和分泌过程中起重要作用。u 中间层形成： 主要是果胶。果胶是相邻两细胞壁所共有，并且具有将两个细胞连接在一起的作用。初生壁形成： 是细胞正在生长时形成的。初生壁的厚度为100-200nm。初生壁由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等松散组成。次生壁形成： 是在细胞停止生长后分泌形成的。主要是增加细胞壁的厚度和强度。次生壁主要在初生壁的内层。第6章 物质的跨膜运输膜转运蛋白：通道蛋白(只介导被动运输)，载体蛋白通道蛋白:电压门通道（Voltage-gated channels） 配体闸门通道（Ligand-gated channels） 压力激活型（牵

24、张闸门）通道（Stretch-gated channels)载体蛋白概念: 细胞膜上具特异性的跨膜运输蛋白 特点: 特异性；多次跨膜；具通透酶（permease）性质；载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输被动运输（Passive transport）【简单扩散；协助扩散】主动运输（Active transport）：主动运输概念： 是由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输。这一过程需要消耗能量。主动运输的特点：载体蛋白、运输方向、跨膜动力、能量消耗三种基本类型：协同运输ATP驱动泵 光驱动钠-钾泵工作原理：消耗1个ATP，输出3个Na+，输入2个K+Ca2+ 泵

25、的工作原理：在细胞质面有同 Ca2+结合的位点，一次可以结合两个 Ca2+，Ca2+结合后使酶激活，并结合上一个 ATP质子泵：转运H+三种类型：P-type ATPase， 存在于真核细胞的细胞膜上；涉及磷酸化和去磷酸化（phosphorylation）V-type pumpsF-type ATPases存在于线粒体内膜、植物内囊体膜和多数细菌质膜上,运输方式是顺着H+浓度梯度运动, 将释放的能量同ATP合成偶联起来介导H+双向运输ABC超家族ATP驱动泵超家族，几百种不同的转运蛋白4个核心结构域：2个跨膜结构域（T），每个T区由6个跨膜a螺旋组成2个胞质侧的ATP结合结构域（A）胞吞作用：

26、通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。胞吐作用：将细胞内含待分泌物的被膜小泡，通过细胞质膜运出细胞的过程。配体(Ligand) .营养物、 .有害物质 .免疫物质、.信号物质胞吞过程小窝内吞泡的形成初级内体次级内体溶酶体。第7章 细胞信号转导细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应细胞通讯的一般过程信息的产生 （与传递）信号分子细胞识别（Cell recognition）受体蛋白信号转导（Signal transduction） 胞内信号 效应分子 细胞通讯与

27、信号传递引起的反应酶活性的变化基因表达的变化膜通透性的变化细胞骨架构型细胞死亡程序的变化等。3、细胞通讯：通讯连接；间隙连接；胞间连丝 （交换小分子）细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应。细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 信号通路（signaling pathway）:概念: 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，

28、引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。信号系统的关键组分：细胞信号分子；受体；第二信使；分子开关细胞信号分子：概念: 在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。化学分子非营养物 非能源物质 非结构物质 不是酶主要是用来在细胞间和细胞内传递信息 1、根据其溶解性分： 亲脂性的信号分子 亲水性的信号分子2、根据其分泌类型分： 激素与内分泌信号 局部介质神经递质 (neurotransmitters) 受体概念: 能够识别和选择结合信号分子并能引起一系列生物学效应的生物大分子.多为糖蛋白存在部位:细胞表面（表面受体）细胞内（细胞内受体）至少2个结构域：结合配体的功能域；产生效应的功能域第二信

29、使：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信使，而把在细胞感受信号后，通过细胞表面受体转换而来的细胞内信号称为第二信使。它参与将细胞外信息传递到细胞内的靶酶的过程。有cAMP、DG、IP3、cGMP。Ca2+分子开关的类型：可被磷酸化和去磷酸化的蛋白、GTP-结合蛋白 细胞信号转导的基本环节 识别反应 信号转换（第二信使的产生） 信号的放大（通过构像的改变） 信号的终止（反馈调节） 信号转导系统的主要特点：特异性、放大作用、信号终止或下调 两大类信号传递途径：1. 通过细胞内受体介导的信号传递受体多为基因调控蛋白(Transcrip

30、tional factor)2. 通过细胞表面受体介导的信号传递受体多为功能性糖蛋白第二节细胞内受体介导的信号转导胞内受体的基本结构：含三个结构域 C端结构域: 中间结构域: N端结构域:NO介导的信号通路：NO作用的靶酶是鸟苷环化酶，使GTP转变成cGMP。第3节 细胞表面受体介导的信号跨膜传递细胞表面受体主要类型 离子通道偶联受体(ion-channel linked receptor)； G-蛋白偶联受体(G-protein linked receptor)；三聚体GTP结合调节蛋白. 亚基具有三个功能位点：GTP结合位点; 鸟苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位点; 靶酶（腺苷酸环化酶

31、或磷脂酶C）结合位点。根据引起的级联反应的不同，分为：配体与受体结合后, 需要与G蛋白的激活相偶联,进而将信号传与下游的靶蛋白时, 在胞内产生第二信使.l cAMP信号通路：细胞外信号与相应受体结合后，需要与G蛋白偶联，进而通过调节效应酶腺苷酸环化酶导致细胞内第二信使cAMP水平的变化而引起细胞生物学反应。该系统属表面受体介导的信号传导；在该系统中, 细胞外信号要被转换成第二信息cAMP引起细胞反应。l 磷脂酰肌醇信号通路蛋白激酶A的作用机理:被激活的蛋白激酶A可以以两种方式起作用: lPKA 使其靶酶磷酸化：丝氨酸、苏氨酸残基 l直接激活特定的转录调控因子 （ cAMP response e

32、lement binding protein, or CREB）. 酶联受体(enzyme-linked receptor)。酶联受体结构：与配体结合的细胞外结构域； 膜内部分具有酶或与酶有关的结构域；单次跨膜结构域。SH2结构域一种与磷酸化酪氨酸基元具有高亲和性的结合位点（氨基酸序列）；IRS被胰岛素受体磷酸化以后，可作为一块“磁铁”同那些具有SH2结构域的蛋白结合，根据所结合蛋白的具体结构产生不同的效应。 信号传递网络特征信号转换 逐级放大 通过构像的改变 专一性趋同： 不同的生长因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物，如Ras或MAP激酶；趋异： 相同配体，如EGF或胰岛素能

33、够转换激活许多不同的效应物，引起细胞的不同反应； 整合 Crosstalking (窜扰)： 第8章 真核细胞内膜系统与蛋白质分选细胞质基质概念：真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构（维持细胞形态、胞内物质运输）。功能：l 完成各种中间代谢过程 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等l 与细胞质骨架相关的功能 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等 l 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 蛋白质的修饰 控制蛋白质的寿命降解变性和错误折叠的蛋白质帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象第2节 内膜系统概念：是指内质网、高

34、尔基体、溶酶体、液泡、胞内体、分泌胞等膜结合细胞器。这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调（不包括线粒体，叶绿体，过氧化物酶体等其它膜包被的细胞器）独立性协作性【内质网 Endoplasmic Reticulum, ER】ER（内质网）的膜占细胞膜系统的一半所包围的体积占细胞总体积的10%主要为蛋白质、脂类。内质网的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。细胞色素P450在内质网膜中最为丰富。主要功能：糙面内质网(RER)：合成分泌蛋白质（有核糖体附着） 光面内质网(SER)：合成脂类，Ca2+浓度调节微粒体-细胞匀浆等人工过程，破碎的内质网形成的近似球形的囊泡功能：蛋白质的合成；蛋白质运输；蛋

35、白质的修饰和加工；脂质的合成粗面内质网上，膜结合核糖体，合成分泌蛋白、膜蛋白、细胞器中可溶性驻留蛋白 蛋白质的修饰和加工修饰：糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等 糖基化： 发生在ER腔面，是在糖基转移酶作用下2、 高尔基复合体高尔基复合体的标志酶是糖基转移酶。高尔基体的极性:高尔基内侧网络(cis-Golgi network, CGN)顺面、形成面, 面向核中间膜囊 (medial cisternae)高尔基外侧网络(trans Golji network,TGN)外侧面、成熟面种标志细胞化学反应 嗜锇反应的高尔基体cis面膜囊； 焦磷酸硫胺素酶（TPP酶）细胞化学反应，显示trans面12

36、层膜囊； 胞嘧啶单核苷酸酶（CMP酶）细胞化学反应，显示靠近trans面膜囊状和管状结构 烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP酶）的细胞化学反应，显示中间扁平囊3、 溶酶体酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶初级溶酶体(primary lysosome)次级溶酶体(secondary lysosome) 自噬性溶酶体(aotolysosome) 异噬性溶酶体(heterolysosome) 混合性溶酶体(ambilysosome) 具消化作用后溶酶体(post lysosome)溶酶体的生物发生甘露糖-6-磷酸途径（M6P）非甘露糖-6-磷酸途径:溶酶体酶的特征溶酶体的酶上都有一个特殊的标记6-磷酸甘露糖

37、(mannose 6-phosphate, M6P)。高尔基体外侧网络通过对M6P的识别将溶酶体的酶分选、浓缩。这一标记是溶酶体在粗面内质网合成后通过糖基化和磷酸化添加上去的。过氧化氢体：过氧化氢酶(catalase)是过氧化物酶体的标志酶过氧化物酶体(peroxisom)又称微体(microbody)，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器。通过离心可分离过氧化物酶体和溶酶体分选作用主要是由信号序列和受体之间的相互作用决定的信号肽的特性:指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成在蛋白质上的位置: N-端突出的一段肽序列特征 16-26个（15-35个）氨基酸残基，其中含有4-12个疏水

38、残基指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成，还需要其它因子的协助: 信号识别颗粒（signal recognition particle，SRP） 信号识别颗粒的受体（又称停泊蛋白,docking protein，DP）等 易位子( translocon)过程: 信号肽信号识别颗粒信号识别颗粒的受体 合成合成后蛋白的去向:若信号肽序列被信号肽酶切除 完全进入腔 (共转移)若有停止转移信号，能与内质网膜有极强的亲合力: 膜蛋白共转移（共翻译转运）:肽链在粗面内质网膜上边合成边转移到内质网腔中后转移（翻译后转运）: 蛋白质在细胞质基质中合成以后在某种信号指导下再转移到线粒体、叶绿体、过氧化氢体等细胞器中

39、的转移方式. 这类信号序列称导肽. 细胞质基质中蛋白质的转运：门控运输；通过核孔的运输；跨膜运输；膜泡运输 膜泡运输网格蛋白有被小泡COPII有被小泡COPI有被小泡 核被膜的结构 外核膜(Outer nuclear membrane) 内核膜(Inner nuclear membrane) 核周间隙(Perinuclear space ，核周池、核周腔) 两层核膜之间的空隙, 宽15-30nm,其中充满无定形物质 核纤层(lamina) 核孔(nuclear pore)核孔复合体的结构(鱼笼模型) 胞质环(cytoplasmic ring),外环 细胞质颗粒(cytoplasmic gran

40、ular) 核质环(nucleoplasmic ring),内环 中央栓(central plug),中央运输蛋白(central transporter) 辐(spoke) 笼状体(basket) u gp210：结构性跨膜蛋白 【在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用】u p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域【疏水性N端区；C端区】核孔复合体的功能：进行物质运输；包括主动运输和被动运输核孔运输特点：被动运输、主动运输、信号引导、双向性染色质的基本结构单位核小体(nucleosome) 染色质(Chromatin):指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复

41、合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式染色体(chromosome):指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中,由染色质聚缩而成的棒状结构染色体与染色质比较 在化学本质上没有差异 在构型上不同 是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。基因组中两类遗传信息：编码序列，调控序列DNA构型的生物学意义沟（特别是大沟）的特征在遗传信息表达过程中起关键作用沟的宽窄及深浅影响调控蛋白对DNA信息的识别三种构型的DNA处于动态转变之中 DNA二级结构的变化与高级结构的变化是相互关联的，这种变化在DNA复制与转录中具有重要的生物学意义。(二)染色质蛋白质：负责DNA分子遗传信息的组织、复制和阅读组蛋白(histo

42、ne)：是真核生物染色体的基本结构蛋白, 是一类小分子碱性蛋白质,有5种类型,即H1、H2A、H2B、H3、H4，它们富含带正电荷的碱性氨基酸，能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。染色质中的组蛋白与DNA的含量之比为：11。核小体组蛋白(nucleosomal histone),包括H2A、H2B、H3和H4, 作用是与DNA组装成核小体。非组蛋白的功能除了一些酶的特殊功能外，非组蛋白还具有以下功能参与染色体的构建；启动DNA的复制；调控基因的表达。2、 核小体由200个左右碱基对的DNA和四种组蛋白结合而成；其中四种组蛋白(H2A、H2B、H3、H4 )各2分子组成八聚体的小圆盘，是核

43、小体的核心结构146个碱基对的DNA绕在小圆盘外外面1 .75圈。每一分子的H1与DNA结合, 起稳定核小体结构的作用常染色质(euchromatin) 指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。异染色质(heterochromatin)：指在整个间期, 仍然保持折叠压缩,处于聚缩状态,碱性染料染色时着色较深的染色质组分。类型：结构异染色质（或组成性异染色质）(constitutive heterochromatin) 兼性异染色质：某些细胞类型或一定的发育阶段, 原来的常染色质聚缩, 并丧失基因转录活性, 变为异染色质，如X染色体随机失活染色体

44、的主要结构着丝粒(centromere)与动粒(kinetochore)主缢痕(Primary constriction) 次缢痕(secondary constriction)核仁组织区(nucleolar organizingregion, NOR)随体(satellite)端粒(telomere)着丝粒与着丝点(动粒) 着丝点结构域；内板；中间间隙；外板；纤维冠中央结构域：CENP-B盒与动粒蛋白配对结构域：内部着丝粒蛋白INCENP；染色单体连接蛋白clips染色体DNA的三种功能元件：自主复制DNA序列；着丝粒DNA序列；端粒DNA序列巨大染色体：多线染色体；灯刷染色体灯刷染色体是卵

45、母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体。核仁的超微结构：纤维中心；致密纤维组分；颗粒组分；核仁相随染色质；与核仁基质功能核仁是细胞制造核糖体的装置。rRNA的合成rRNA前体的加工参与核糖体大小亚基的装配控制蛋白质合成的速度活性染色质是具有转录活性的染色质：具有DNase I超敏感位点组蛋白的修饰 组蛋白的修饰改变染色质的结构，直接或间接影响转录活性 组蛋白赖氨酸残基乙酰基化（acetylation），影响转录 HMG结构域蛋白的影响：HMG结构域可识别某些异型的DNA结构，与DNA弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关 （二）染色质的区间性:基因座控制区（locus contr

46、ol region,LCR）染色体DNA上一种顺式作用元件，具有稳定染色质疏松结构的功能；与多种反式因子的结合序列可保证DNA复制时与启动子结合的因子仍保持在原位。隔离子（insulator）防止处于阻遏状态与活化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA序列，称为隔离子。作用：作为异染色质定向形成的起始位点；提供拓扑隔离区 （三）染色质模板的转录基因转录的模板不是裸露的DNA，染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键 核体概念：间期核内除染色质与核仁结构外，在染色质之间的空间还含许多形态上不同的亚核结构域（subnuclear domain），统称为核体。如螺旋体和早幼粒细胞

47、白血病蛋白体。螺旋体（coiled bodies，CBs）：小核糖核蛋白质（sn RNPs）、细胞周期控制蛋白 和几种基本转录因子，如p80 coilin螺旋体的功能：与snRNP的生物发生（biogenesis）有关；CBs在基因表达协调反馈调节中有作用。PML体的功能：转录调节；病毒感染的靶结构；PML体组成的改变与某些疾病表型的发生有关；PML蛋白的功能可能是作为负生长调节子和肿瘤抑制子而发挥作用；PML可能介导程序性细胞死亡，PML体在细胞周期调控中起作用。第九章 核糖体Mg2+ 浓度对大小亚基的聚合和解离的影响70S核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离; 当Mg2+

48、 浓度大于10mmol/L, 两个核糖体通常形成100S的二聚体。 结构蛋白：由游离核糖体合成，多分布细胞基质中。某些结构蛋白（膜镶嵌蛋白、溶酶体酶蛋白、等）是由附着核糖体合成的。外输蛋白（分泌蛋白）：由附着核糖体合成，大多从细胞分泌出去。核糖体结合位点与mRNA的结合位点与新掺入的氨酰-tRNA的结合位点氨酰基位点，又称A位点与延伸中的肽酰-tRNA的结合位点肽酰基位点，又称P位点肽酰转移后与即将释放的tRNA的结合位点E位点(exit site)与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶 (即延伸因子EF-G)的结合位点肽酰转移酶的催化位点与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和 终

49、止因子的结合位点 在核糖体中rRNA是起主要作用的结构成分具有肽酰转移酶的活性；为tRNA提供结合位点(A位点、P位点和E位点)；为多种蛋白质合成因子提供结合位点；在蛋白质合成起始时参与同mRNA选择性地结合以及在肽链的延伸中与mRNA结合；核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都与rRNA有关。蛋白质合成抑制剂：抗生素，嘌呤霉素。核酶(ribozyme)：具有催化作用的RNA。由RNA催化产生了蛋白质 RNApol 在DNA上结合位点的鉴定足迹法原理： 限制酶切割结合有RNApol的DNA 大分子DNA 末端标记该DNA（K

50、lenow片段标记3,碱性磷酸酯酶标记5） 用内切酶降解DNA（控制反应条件） 凝胶电泳分离，放射自显影观察第十一章 细胞增殖一、细胞周期细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经历的全过程。在这一过程中,细胞的遗传物质进行复制并均等地分配给两个子细胞。利兰哈特韦尔“START” 的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。保罗纳西的贡献是发现了CDK。蒂莫西亨特的贡献是发现了调节CDK的功能物质CYCLIN. 间期(interphase) G1期(Gap 1 phase),即从M期结束到S期开始前的一段间歇期; S期,即DNA合成期(DNA synt

51、hetic phase); G2期(Gap 2 phase), 即DNA合成后(S期)到有丝分裂前的一个间歇期;M期,即有丝分裂期(mitosis phase)。不一定每种细胞都有四个时期，如胚胎细胞没有G1期。细胞周期和细胞类群(根据增殖状况分类)持续分裂细胞终端分化细胞：永久性失去了分裂能力的细胞。G0细胞：又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期,不进行增殖,也叫静止细胞群,如某些免疫淋巴细胞, 肝,肾细胞等。 G1期与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所 需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂 等，同时染色质去凝集。G2期DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子 M期即细胞分

52、裂期，真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。S 期DNA复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构S期DNA合成不同步细胞周期长短测定流式细胞仪测定法(Flow Cytometry)流式细胞术(flow cytometry, FCM)是以流式细胞仪为检测手段的一项能快速、精确的对单个细胞理化特性进行多参数定量分析和分选的新技术。 特点是能在保持细胞及细胞器或微粒的结构及功能不被破坏的状态下，通过荧光探针的协助，从分子水平上获取多种信号对细胞进行定量分析或纯化分选。 细胞周期的研究方法:人工选择同步化有丝

53、分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。优点是细胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是分离的细胞数量少。密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离。优点是方法 简单省时，效率高，成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用.药物诱导法DNA合成阻断法 G1/S-TdR双阻断法：最终将细胞群阻断于G1/S交界处。优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点是诱导过程可造成细胞非均衡生长.分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大.酵母细胞分裂过程属于封闭式，即在细胞分裂时核

54、膜不解聚；纺锤体位于细胞核内；在一定环境下，也进行有性繁殖植物细胞不含中心体，但在细胞分裂时可以正常组装纺锤体。植物细胞以形成中间板的形式进行胞质分裂有丝分裂有丝分裂是指整个细胞分裂, 包括核分裂和胞质分裂两个过程。核分裂主要是通过纺锤丝的形成和运动，以及染色体的形成，把在S期已经复制好了的DNA平均分配到两个子细胞，以保证遗传的连续性和稳定性。由于这一时期的主要特征出现纺锤丝，故称为有丝分裂。标志前期开始的第一个特征是染色质开始浓缩第二个特征：细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体(mitotic spindle)开始装配间期动物细胞含一个MTOC，即中心体，在S期末，两个中心粒在各自垂直的方向复制出一个中心粒，形成两个中心体。当前期开始时，2个中心体移向细胞两极，并同时组织微管生长，由两极形成的微管通过微管结合蛋白在正 极末端相连，最后形成有丝分裂纺锤体。早中期核膜破裂成小的膜泡，这一过程是由核纤层蛋白中特异的Se