医学细胞生物学-绪论

医学细胞生物学

MedicalCellBiology第一章绪论问题一：细胞是什么形状的？答案：多种多样球形〔红细胞〕立方形〔上皮细胞〕梭形〔骨骼肌〕星形〔胶质细胞〕多角形〔神经细胞〕问题二：细胞有多大？最大的细胞：鸵鸟卵12－15cm最小的细胞：支原体0.1－0.3um大多数细胞：4－10um问题三：我们拥有多少个细胞？成年人1.8×1016新生儿：2×1012细胞数目的增加是依靠细胞的繁殖，各种细胞繁殖能力不同，如红细胞120天全部更新一遍，神经细胞，终生不再繁殖，肝、肾细胞，损伤后可再生，人的细胞数经常处于动态平衡之中。一、生物学及细胞生物学生物学：研究生命的科学，又叫生命科学，是研究生命发生、开展本质规律的科学。细胞生物学什么是细胞生物学?我们为什么学习细胞生物学?如何学习细胞生物学?对于细胞,我们知道什么?不知道什么?细胞生物学什么是细胞生物学?概念:细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。研究内容---三个水平细胞水平光学显微镜术亚细胞水平电子显微镜术分子水平生物化学及分子生物学技术2.研究内容以细胞为研究对象⑴概述〔分子根底与研究方法〕⑵细胞的结构与功能⑶细胞的社会性⑷细胞的根本生命活动二、细胞生物学在生命科学中的地位生命科学的重要分支学科和根底学科现代生命科学中的前沿学科之一生命科学中最为活泼的研究领域之一艾滋病病毒动物无性克隆现代生命科学的分支分子生物学微生物学免疫学病理学遗传学生物化学生理学植物学动物学细胞生物学细胞生物学研究的常用模式生物病毒与DNA、RNA、蛋白合成有关的蛋白质等细菌基因调控、细胞周期等酵母蛋白质分泌和膜的起源线虫细胞凋亡的调控果蝇分化细胞系的产生斑马鱼脑和神经系统的形成和功能小鼠〔包括培养细胞〕肿瘤等疾病模型拟南芥器官的发育和模式二、细胞生物学开展简史第一阶段:

细胞生物学的创立(-1855)1665RobertHookCellulae---小室“我一看到这种形象就认为这是我的发现。因为它确是我第一次看到的微小孔洞，也可能是历史上的第一次发现。这显然使我理解了软木为什么这么轻的原因。〞荷兰布商列文·虎克AntonievanLeeuwenhoek1632～1723“在一个人口腔牙垢里的小动物比整个王国的居民还多〞细胞学说1838～1839年Schleiden和Schwann一切生物，从单细胞生物到高等动植物都是由细胞组成的细胞是生物形态结构功能活动的根本单位细胞只能通过分裂的方式来自于已存在的细胞1855年R.Virchow提出“一切细胞只能来自原来的细胞〞，进一步完善了细胞学说。细胞学说创立的意义：推动作用19世纪自然科学的三大发现之一第二阶段:

细胞生物学经典开展时期〔1855～1900〕细胞的固定和染色技术，显微镜的进一步改善，发现了细胞的形态结构和分裂活动以及各种细胞器。1841，Remark，鸡胚血细胞的直接分裂1880，Flemming,动物细胞的间接分裂1883，VanBeneden，动物细胞的减数分裂中心体、线粒体、高尔基体等发现第三阶段:

实验细胞学阶段〔1900～1950〕主要特点：采用多种实验手段对细胞的生化代谢和生理功能进行研究主要工作：“基因学说〞组织培养技术Morgan第三阶段:

实验细胞学阶段〔1900～1950〕检测细胞中核酸的方法从活细胞中别离出细胞核和各种细胞器此阶段主要特点是不只着重于结构，形态学的描述，而是借助于实验手段的不断更新，增加研究的深度和广度。第四阶段:

分子生物学阶段(1950-)1944年，O.Avery---DNA为遗传物质1952年RE.Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射照片。1953年，J.Watson和F.Crick提出DNA双螺旋结构模型1955年，Gamov报道三联体密码假说1958年，M.Meselson和F.Stahl--DNA半保存复制1958年，F.Crick发表中心法那么1960年，F.Jacob和J.Monod提出蛋白质合成操纵子学说1961年，M.Nirenberg和Mathaei从核糖核酸实验获得的结果,确定了每一种氨基酸的“密码〞

1952年RE.Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-

衍射照片。

1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。1953年，Watson和Crick提出DNA双螺旋

模型。与Wilkins分享1962年诺贝尔生理学

与医学奖。三、细胞生物学与医学细胞生物学是医学科学的重要理论根底之一细胞培养细胞杂交染色体技术基因治疗细胞生物学与医学的开展相互影响，相互促进。细胞生物学的热点二十世纪后期生命科学的三大突破基因工程人类基因组计划克隆生命科学的三大突破那么预示出二十一世纪生物学革命的来临，预示生命科学世纪的到来。基因重组1972年，诺贝尔奖得主美国斯坦福大学教授PaulBerg将猿猴病毒SV40DNA与大肠杆菌质粒DNA通过剪切后拼接在一起，人工构成了第一个重组DNA杂交分子。SV40DNAE.coliplasmid人类基因组计划(humangenomeproject,HGP)美国科学家于1985年率先提出于1987年启动的美国英国德国法国日本中国旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。人类是在“进化”历程上最高级的生物，对它的研究有助于认识自身、掌握生老病死规律、疾病的诊断和治疗、了解生命的起源。2000年6月26日，参加人类基因组工程项目的美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本和中国的6国科学家共同宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。最终完成图要求测序所用的克隆能忠实地代表常染色体的基因组结构，序列错误率低于万分之一。95%常染色质区域被测序，每个Gap小于150kb。美国和英国科学家2006年5月18日在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体——1号染色体的基因测序。

“人类基因组方案〞已经点上了句号，人类基因组的全部数据都已上网供免费使用。这是人类文明史上的一个伟大的里程碑。这样一个伟大的“科学方案〞，资助者与执行者居然放弃了最上游、最值钱的“知识产权〞，而与全世界免费分享成果。人类基因组测序机器

克隆无性繁殖(借腹生子)

细胞生物学与诺贝尔奖金穆利斯(KaryMullis1944～)美国化学家，1985年创造了聚合酶链式反响(PCR)技术，1993年诺贝尔化学奖瑞典卡罗林斯卡医学院2001年10月８日宣布，将本年度诺贝尔生理学和医学奖授予美国科学家利兰·哈特韦尔与英国科学家蒂莫西·亨特和保罗·纳斯，以表彰他们发现了细胞周期的关键分子调节机制。三名科学家所作出的重大奉献在于发现了具有调节所有真核有机体中细胞周期的关键分子。ＳＴＡＲＴ〞的基因〔R点〕对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。调节细胞周期的一种关键物质ＣＤＫ〔细胞周期蛋白依赖激酶〕，ＣＤＫ是通过对其他蛋白质的化学作用来驱动细胞周期的。调节ＣＤＫ功能的物质ＣＹＣＬＩＮ〔细胞周期蛋白〕。哈特韦尔、纳斯和亨特三人的发现对研究细胞的发育有重大的影响，特别是对开辟治疗癌症新途径将具有极其深远的意义。从左至右分别为：罗伯特·霍维茨，悉尼·布雷内，约翰·苏尔斯顿瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，把2002年诺贝尔生理学或医学奖授予分别来自英国的悉尼·布雷内、来自美国的罗伯特·霍维茨和来自英国的约翰·苏尔斯顿，以表彰他们发现了在器官发育和“程序性细胞死亡〞过程中的基因规那么。

2002年诺贝尔生理学或医学奖的3位获奖者利用线虫作为研究对象，先后发现了“程序性细胞死亡〞是由基因控制的，并发现了与之相关的一些基因，证实了人体内也存在相应的基因。对这些基因的研究，有助于研究针对癌症、艾滋病和老年痴呆症等疾病的新疗法。2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。

PeterAgreRoderickMacKinnon

2004年诺贝尔化学奖获得者他们发现了泛素调节的蛋白质降解，其实他们的成果就是发现了一种蛋白质“死亡〞的重要机理。2006年10月2日,瑞典卡罗琳斯卡研究院宣布,2006年诺贝尔生理学或医学奖颁发给2位美国科学家:AndrewZ.Fire和CraigC.Mello,以表彰其在RNA干扰双链RNA引发的基因沉默领域所做出的杰出奉献.此前，ＲＮＡ分子只是被当作从ＤＮＡ〔脱氧核糖核酸〕到蛋白质的“中间人〞、将遗传信息从“蓝图〞传到“工人〞手中的“信使〞。但法尔和梅洛的研究让人们认识到，ＲＮＡ作用不可小视，它可以使特定基因开启、关闭、更活泼或更不活泼，从而影响生物的体型和发育等。诺贝尔生理学或医学奖评审委员会主席戈兰·汉松说：“我们为一种根本机制的发现颁奖。这种机制已被全世界的科学家证明是正确的，是给它发个诺贝尔奖的时候了。〞瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将2007年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家马里奥-卡佩奇和奥利弗-史密西斯、英国科学家马丁-埃文斯。他们创造了一套完整的“基因敲除小鼠〞方式，把任意改变小鼠基因变为现实，不仅可以研究单个基因在动物体内的功能，而且为人类攻克某些遗传因素引发的疾病，提供了药物试验的动物模型。这三位科学家是因为“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现〞而获得这一殊荣的。这些发现导致了一种通常被人们称为“基因打靶〞的强大技术。这一国际小组通过利用胚胎干细胞在老鼠身上引入特定基因修饰。北京时间2021年10月4日下午5时30分，被誉为“试管婴儿之父〞的英国科学家罗伯特·爱德华兹获得诺贝尔生理学或医学奖。图为1998年7月20日，爱德华兹与两名试管婴儿合影。图为2021年7月12日，爱德华兹与世界第一个试管婴儿路易斯合影TheNobelPrizein