细胞生物学复习要点整理

医学细胞生物学复习提要春2周细胞膜要点整理细胞膜的化学组成及其特性：膜脂；膜蛋白；膜糖。细胞膜的分子结构模型：流动镶嵌模型，脂筏模型。细胞膜的生物学特性：不对称性；流动性（膜流动性的影响因素）。名词解释脂质体（liposome）：当脂质分子被水环境包围时，自发聚集，疏水尾在内，亲水头在外，出现两种存在形式：球状分子团、形成双分子层，为防止两端尾部与水接触，游离端自动闭合，形成充满液体的球状小泡称为脂质体。细胞外被（cellcoat）或糖萼（glycocalyx）：质膜中的糖蛋白和糖脂向外表面延伸出的寡糖链构成的糖类物质。脂筏（lipidraft）：膜双层内含有特殊脂质和蛋白质组成的微区，微区中富含胆固醇和鞘脂，其中聚集一些的特定种类的膜蛋白。由于鞘脂的脂肪酸尾部比较长，这一区域比膜的其他部分厚，更有秩序且较少流动，称脂筏。问答题细胞膜的基本结构特征与生理功能？脂类：包括磷脂、胆固醇、糖脂，构成细胞膜主体，与膜流动性有关。蛋白质：可分为内在蛋白和外在蛋白，是膜功能的主要体现者，如物质运输、信号转导等。糖类：包括糖脂和糖蛋白，对细胞有保护作用，在细胞识别起作用。影响膜脂流动性的因素？脂肪酸链的饱和程度（不饱和流动性大）。脂肪酸链的长短（短链流动性大）。胆固醇的双重调节（相变温度以上降低，相变温度以下提高）。卵磷脂和鞘磷脂的比值（比值高的流动性大）。膜蛋白的影响（膜蛋白越多，流动性越差）。极性基团、环境温度、pH、离子强度。春3、4周细胞内膜系统、囊泡转运要点整理细胞内膜系统的概念、组成。粗面内质网功能：蛋白质的合成；蛋白质的折叠装配；蛋白质的糖基化；蛋白质的胞内运输。滑面内质网的功能：参与脂质物质的合成运输；参与糖原代谢；参与解毒；参与储存和调节Ca2+；参与胃酸、胆汁的合成分泌（内质网以葡萄糖-6-磷酸酶为标志酶）。信号肽假说：新生肽链N端有独特序列称为信号肽，细胞基质中存在SRP能识别并结合信号肽，SRP另一端与核糖体结合，形成复合结构，然后向内质网膜移动，与内质网膜上SRP-R识别结合，并附着于移位子上，然后SRP解离，肽链延伸。当肽链进入内质网腔时，信号肽序列会被内质网腔信号肽酶切除，肽链继续延伸至终止。高尔基体是高度动态、具有极性的细胞器，以糖基转移酶为标志酶，主要功能有：糖蛋白合成；参与脂质代谢；是大分子转运枢纽；加工成熟蛋白。溶酶体酶的形成：①在内质网中合成、折叠和N-连接糖基化修饰，形成N-连接的甘露糖糖蛋白，运送至高尔基体；②溶酶体酶蛋白在高尔基体中加工时甘露糖残基磷酸化为甘露糖-6-磷酸（M-6-P），为分选重要信号；③溶酶体酶分选并以出芽方式转运到前溶酶体。溶酶体以酸性磷酸酶为标志酶，主要功能为：细胞内的消化作用；细胞营养功能；机体防御和保护；激素分泌的调控；个体发生和发育的调控。过氧化物酶体（peroxisome）又称微体，特点：①内有尿酸氧化酶结晶，称作类核体；②模内表面界面可见一条称为边缘板的高电子致密度条带状结构。以过氧化物酶为标志酶。主要功能：清除细胞代谢所产生的H2O2及其他毒物；对细胞氧张力的调节作用；参与脂肪酸等高能分子物质的代谢。三种了解最多的囊泡：①网格蛋白有被囊泡：来源于反面高尔基体网状结构和细胞膜，介导蛋白质从反面高尔基网状结构向胞内体、溶酶体和细胞膜运输；在受体介导的胞吞作用过程中，介导物质从细胞膜向细胞质或从胞内体向从溶酶体运输；②COPⅠ有被囊泡：主要产生于高尔基体顺面膜囊，主要负责回收、转运内质网逃逸蛋白返回内质网及高尔基体膜内蛋白的逆向运输；③COPⅡ有被囊泡：产生于粗面内质网，主要介导从内质网到高尔基体的物质转运。囊泡转运的SNARE假说：转运囊泡表面存在一种囊泡相关膜蛋白（VAMP）类似蛋白称为囊泡SNARE（v-SNARE）；突触融合蛋白是存在于靶细胞器膜上SNARE的对应序列，称为靶SNARE（t-SNARE）。二者互为识别、特异互补。这两种蛋白的相互作用，可介导膜的融合和神经递质的释放，接到了囊泡转运目的地的特异性。名词解释内膜系统（endomembranesystem）：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。分子伴侣（molecularchaperones）：能够帮助多肽链转运、折叠和组装，但本身不参与最终产物形成的结合蛋白。溶酶体（lysosome）：单层膜包绕、内含多种水解酶类的细胞器，形态大小不一，主要功能是进行细胞内的消化作用，在维持细胞代谢活动及防御方面起着重要作用。糙面内质网（rER）：外表面附有核糖体颗粒的内质网，蛋白质合成的部位。微粒体（microsomes）：生物纯化过程中得到的主要由内质网膜构成的小体。自噬（autophagy）：溶酶体对细胞自身结构组分的消化分解。信号肽（signalpeptide）：分泌蛋白N端序列，指导分泌蛋白到内质网膜上合成，在蛋白质合成结束前信号肽被切除。蛋白质分选（proteinsorting）：蛋白质在细胞质基质中开始合成，在细胞质基质中或运至糙面内质网上继续合成，然后通过不同途径转运到细胞的特定部位，这一过程称为蛋白质的分选或定向转运。囊泡（vesicle）：真核细胞中常见的膜泡结构，是细胞内膜系统不可或缺的结构功能组分，是细胞内物质定向运输的主要载体及功能表现形式。囊泡转运（vesiculartransport）：指囊泡以出芽的形式，从一种细胞器膜产生、断离后又定向地与另一种细胞器膜融合的过程。问答题比较糙面内质网和滑面内质网的形态结构及功能？rER多呈扁囊状，排列比较整齐，表面分布大量核糖体，功能为蛋白质合成与加工、修饰、运输。sER常呈分支管状，形成复杂立体结构，表面无核糖体，功能为脂质合成运输，糖原代谢，参与解毒作用，参与储存和调节Ca2+，参与胃酸胆汁合成分泌。膜系统的组成和依据，及其生物学意义？细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的膜相结构的总称，主要包括内质网、高尔基体、核膜、溶酶体、转运小泡等。意义：作为真核生物和原核生物进化上分类的主要标志；扩大了细胞模性结构的总面积；真核细胞的区室化效应。春5、6周细胞骨架、细胞运动要点整理微管：组成：微管蛋白、微管相关蛋白结构：由微管蛋白异二聚体组成的不分支的中空小管：由13根原纤维呈纵向排列而成（较稳定的微管：鞭毛、纤毛、轴突；动态的微管：纺锤体、中心体、星射线）组装的过程：延迟期、聚合期、稳定期组装的特点：微管有极性（正极最外端为β球蛋白，负极最外端为α球蛋白）、踏车现象、动态不稳定性（微管蛋白、GTP浓度较高，微管组装；微管蛋白、GTP浓度较低，微管去组装）组装的调控：温度、药物（秋水仙素和长春碱引起分解，紫杉醇促进组装）、离子（Ca2+低时促进组装，高时引起分解）功能：1）微管构成细胞内网状支架，支持和维持细胞的形态；2）微管参与细胞内物质运输；3）维持细胞器的空间定位和分布；4）参与鞭毛和纤毛的运动；5）参与细胞分裂；6）参与细胞内信号转导；微丝：（1）组成：肌动蛋白（α-actin：存在于横纹肌、心肌、血管和肠道平滑肌细胞；β-actin、γ-actin：存在于所有肌肉细胞、非肌肉细胞）核孔定位信号（nuclearlocalizationsignal）常染色质（euchromatin）异染色质（heterochromatin）结构异常染色体（constitutiveheterochromatin）兼性异常染色体（facultativeheterochromatin）核小体（nucleosome）核仁组织者区（nucleolusorganizingregion）核型（karyotype）核孔复合体（nuclearporecomplex）：是内外膜融合形成的核孔与其周围的孔膜区形成的复杂结构。问答题核膜的功能？核孔复合体的主动运输具有双向性，这种选择性表现在那些方面？染色质中的组蛋白和非组蛋白有何特性和功能？核仁如何进行核糖体大小亚基的组装？春8周细胞连接、细胞外基质要点整理氨基聚糖和蛋白聚糖的功能：使组织具有弹性和抗压性；对物质运输的选择性；角膜中蛋白聚糖具有透光性(CS,KS)；信号转导作用；抗凝血作用；参与组织发育和衰老。胶原与疾病：遗传性胶原病（成骨发育不全综合征）、胶原纤维形成异常（坏血病(缺少维生素C)）、免疫性胶原病（类风湿性关节炎）非胶原性黏合蛋白：纤连蛋白、层粘连蛋白（由α、β、γ三条肽链组成，呈不对称的“十”字形结构）纤连蛋白功能：血浆纤连蛋白参与血凝、创伤愈合；介导细胞与细胞外基质之间粘着维持细胞形态，调控增殖，迁移，分化等。层粘连蛋白功能：基底膜主要成分；通过RGD三肽序列黏附细胞；调节细胞粘附、迁移、增殖分化。基底膜的结构和分子组成：基底膜主要由胶原、层黏连蛋白、内联蛋白、及渗滤素组成。基底膜的生物学功能：分子滤筛、细胞筛选、组织再生、细胞引导细胞与细胞外基质的相互作用：细胞对细胞外基质的影响：细胞控制细胞外基质的生成和降解；细胞通过表面受体与细胞外基质成分结合。细胞外基质对细胞的影响：ECM影响细胞的形态、存活和死亡；ECM影响细胞的增殖和分化；ECM影响细胞的迁移。紧密连接分布：各种上皮细胞和血管内皮细胞，环绕每个上皮细胞顶部。紧密连接主要功能：机械连接作用，将上皮细胞连接成整体的；封闭上皮细胞间隙，保证组织内环境的稳定；形成上皮细胞质膜蛋白与膜质分子侧向扩散的屏障，维持上皮细胞的极性。锚定连接分类：（1）粘着连接（与微丝连接）：粘着带--细胞之间；粘着斑--细胞与细胞外基质（2）桥粒连接（与中间纤维连接）：桥粒--细胞之间；半桥粒--细胞与ECM锚定连接分布：广泛分布，如心肌、上皮、子宫颈等锚定连接功能：增强组织支持；分散和传递作用力；抵抗机械损伤。参与锚定连接的两类蛋白质：跨膜黏附蛋白、细胞内接头蛋白黏着带：分布部位：位于上皮细胞顶端紧密连接的下方跨膜黏着蛋白：钙黏素细胞内接头蛋白：α、β、γ连环蛋白，黏着斑蛋白、α辅肌蛋白等。功能：使相邻细胞的微丝束通过细胞内锚定蛋白和跨膜黏连蛋白连成广泛的跨膜网，连接组织为一个坚固的整体。黏着斑：存在部位：位于上皮细胞基底部分子组成：穿膜黏着蛋白：整合素；细胞内接头蛋白：踝蛋白，黏着斑蛋白、α-辅肌蛋白等功能：介导细胞与细胞外基质的黏着；信号传导功能桥粒：分布部位：位于上皮细胞黏着带下方，是相邻细胞接触点上一种类似纽扣状结构形态特征：相邻细胞呈纽扣状铆连结构分子组成：穿膜黏着蛋白：钙黏素（桥粒黏蛋白，桥粒胶蛋白）；细胞内接头蛋白功能：形成坚韧、牢固的细胞连接。为整个上皮层提供结构上的连续性和抗张性半桥粒：存在部位：上皮细胞与基底膜之间形态结构：与桥粒相似分子组成：穿膜黏着蛋白：整合素，与基底膜层黏连蛋白黏附性结合；细胞内接头蛋白：网蛋白，构成胞质斑，可与细胞内的中间纤维相连。功能：把上皮细胞和基底膜连接在一起，加强上皮组织与结缔组织的连接通讯连接：生物体上大多数组织相邻细胞膜上存在特殊通道，以实现细胞间电信号和化学信号的通迅联系，从而完成群体细胞间的合作与协调，这种连接方式为通迅连接。（类型：间隙连接与化学突触。）间隙连接（最主要）：广泛分布于各种动物的不同组织中由多亚基的跨膜蛋白组成，其基本单位为连接子（相邻细胞膜上的两个连接子对接形成一个间隙连接单位）化学突触（间接而慢速）：存在部位：神经细胞之间及神经细胞与肌细胞的接触部位功能：可兴奋细胞间的连接方式，通过释放神经递质来传导神经冲动。细胞黏附分子：细胞黏附分子分类：整合素、选择素、钙粘素、免疫球蛋白超家族细胞黏附分子结构：胞外区（N端）：带有糖链较长，与配体识别的部位；跨膜区：多为一次穿膜的疏水区；胞内区（C端）：较短，可与质膜下的细胞骨架成分及与胞内的信号转导分子结合，介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间的黏着。细胞黏附分子介导细胞识别与黏着的方式：趋同性结合（钙黏素）；趋异性结合（选择素和整联蛋白）整合素：组成：整合素由α和β两个亚基（两个亚基均由胞外区、跨膜区和胞内区三个部分组成）形成的异二聚体功能：介导细胞粘着；介导细胞信号的跨膜转导。钙粘素：分子结构：单次穿模蛋白（在质膜中长以同源二聚体的形式存在）功能：1）介导细胞连接(粘着带、桥粒)；2）参与细胞分化和组织器官形成；3）抑制细胞迁移选择素：分子结构：单次穿膜蛋白,,胞外区由三个独立结构域组成功能：介导淋巴细胞归巢；参与白细胞与血管内皮的黏着，帮助白细胞进入炎症部位；参与信号转导。名词解释蛋白聚糖（proteoglycan）：是由氨基聚糖和核心蛋白共价结合形成的高分子量复合物。细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG）胶原（collagen）弹性蛋白（elastin）纤连蛋白（fibronectin，FN）层粘连蛋白（laminin，LN）基底膜（basementmembrane）细胞黏附（celladhesion）：细胞通过黏附分子介导的细胞与细胞或细胞与细胞外基质之间的黏着。是细胞间信息交流的一种形式。细胞黏附分子（celladhesionmolecular，CAM）：是一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，介导细胞之间或细胞与细胞外基质之间相互结合，并起黏附作用的一类细胞表面分子。封闭连接（occludingjunction）黏着带（adhesionbelt）桥粒（desmosome）选择素（selectin）整联蛋白（integrin）问答题细胞外基质的主要组分有哪些？有哪些主要功能？胶原蛋白的分子组成和结构有何特点，如何合成和装配，有何功能？纤连蛋白分子有哪些类型、分子结构如何？有哪些生物学作用？什么是锚定连接？比较几种锚定连接的异同点。简述钙黏蛋白的分子结构和功能。选择素的分子结构式怎么样的？它具有哪些生物学功能？举例说明整联蛋白介导细胞与细胞外基质或细胞间的黏附作用及介导细胞内的信号转导过程。夏1周细胞周期要点整理有丝分裂：可分为前期（prophase）、前中期（prometaphase）、中期（metaphase）、后期（anaphase）、末期（telophase）及胞质分裂（cytokinesis）。前期：染色质凝集、分裂极确定、核仁缩小并解体。前中期：核膜崩裂消失，纺锤体的形成，染色体向赤道面运动。中期：染色体达到最大的凝集，排列在赤道板上（小的在内，大的在外）。后期：姐妹染色单体分离（粘连复合物降解），染色单体开始向两极移动。末期：子代细胞核的出现，核膜形成。胞质分裂：出现收缩环，中体（midbody）形成。减数分裂（Meiosis）：前期Ⅰ：细线期（染色体开始凝集）、偶线期（同源染色体联会配对）、粗线期（联会复合体区域出现重组结）、双线期（同源染色体分离，仅在某些位置残留接触点）、终变期（核膜核仁消失）。间期：完整的细胞核、染色质松散、存在明显的核仁。其中又包括：G1期（firstgapphase）、S期（syntheticphase）、G2期（secondgapphase）。G1期是DNA复制的准备期，细胞体积显著增大。RNA大量合成；一些重要的结构蛋白及酶大量形成，如RNApol、DNApol等；dNTP浓度增加。G1/S检查点（限制点，R点）：G1期细胞的RNA含量达到一定的阈值，才能通过R点（restrictionpoint）进入S期。另外，G1期专一的蛋白质——触发蛋白（triggerprotein）的积累也帮助细胞通过R点。G0期细胞不能通过R点。S期是DNA复制及与DNA合成有关的组蛋白和非组蛋白的合成时期。常染色质复制较早，异染色质复制较晚。中心粒也在S期完成复制。G2期为细胞分裂做准备，有RNA和蛋白质（纺锤体微管蛋白）合成，以及对核膜崩裂、染色体凝集有重要作用的成熟促进因子（MPF）的合成。此外，还存在G2/M期检查点，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等，并抑制MPF。M期为细胞分裂期，组蛋白H1进一步磷酸化促进染色体凝集。蛋白质合成显著降低，RNA合成被完全抑制。一些酶（如拓扑异构酶）活性增加。末端分化细胞：细胞具有末端分化结构，例如神经细胞、肌肉细胞、红细胞等，它们失去了分裂能力，一旦分化形成即维持其分化状态直至死亡。暂不增殖细胞（G0期细胞）：在正常情况下不分裂，但适宜的刺激物可诱导其开始DNA的合成并进入细胞周期的细胞。细胞周期调控：主要依赖细胞周期蛋白（cyclin）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependentkinase，CDK）、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制物（cyclin-dependentkinaseinhibitor，CKI）。Cyclins：G1期：cyclinD；G1/S：cyclinE；S期：cyclinA；M期：cyclinB。CDK：一类能被细胞周期蛋白激活、调节细胞周期活动的蛋白激酶。CDK在整个细胞周期中的含量平稳，但在细胞周期不同时期中，不同的Cyclin的集聚与相应CDK结合并被激活。Cyclin-CDK复合物对细胞周期的调控：调控体系的核心，周期性的形成及降解，引发了细胞周期进程中特定事件的出现，并促成了G1期向S期、G2期向M期、中期向后期等关键过程不可逆的转换。Cyclin-CDK复合物在G1/S转化中的作用：G1期的cyclin-CDK复合物由cyclinD/E与CDK4/6结合构成，使G1晚期的细胞跨越限制点，向S期转换。Cyclin-CDK复合物对S期的调节：cyclinD/E-CDK复合物中的cyclin发生降解（已进入S期的细胞将无法向G1期逆转）、cyclinA-CDK复合物形成（启动DNA的复制，并阻止已复制的DNA再发生复制）。Cyclin-Cdk复合物对M期的调节：MPF的发现（CyclinB/CDK1），进入M期时活性增加，中期活性达到高峰，退出M期活性下降。MPF中CDK1为一种Ser/Thr激酶，可催化蛋白质Ser与Thr残基磷酸化，是MPF的活性单位。CDI可特异性抑制CDK的活性（直接结合CDK-cyclin复合物的磷酸化活化部位，或阻断CDK与cyclin的结合）。细胞周期检测点监控细胞周期的活动p53pathway（G1期检测点）：DNA损伤导致p53表达、累积，造成G1/S期阻滞、G2/M期阻滞。Cdc25pathway（G2期检测点）：DNA损伤或未复制导致G2期、S期阻滞。Mad2/Cdc20/APCpathway（纺锤体组装检查点）Tem1/Cdc14/Cdh1/APCpathway（染色体分离检查点）细胞外信号的调控（regulationofextracellularsignals）：G1期存在一个限定点（restrictionpoint），决定是否进入细胞周期，主要受细胞外信号的调控。刺激信号：生长因子；抑制信号：TGF-β；此外还有对细胞生长条件控制。细胞可以回避控制系统的控制从细胞周期中撤出：G0期细胞周期控制系统被部分回避，很多CDK和cyclin消失。哺乳动物的细胞只有在受到其他细胞发出的信号的刺激时才会增殖。否则就会被阻止在G1期检查点并进入G0期。细胞周期与医学关系：细胞周期异常与肿瘤发生：①细胞周期驱动机制失控：cyclins的过表达（overexpressionofcyclins）；CDK表达异常；CDI表达不足和突变。②细胞周期监控机制受损：G1/S、G2/M检查点异常，探测DNA损伤功能降低。细胞周期理论是肿瘤治疗的重要理论依据：G0细胞为主：先诱导其进入细胞周期，再进行治疗。S期细胞为主：化疗（抑制DNA的合成）。G2期细胞为主：因对放射线敏感，采用放疗。M期细胞为主：化疗（抑制纺锤体形成）。名词解释细胞周期（cellcycle）：细胞从上次分裂结束到下次分裂结束所经历的过程。有丝分裂（mitosis）：高等生物体细胞分裂方式。细胞完成DNA复制、染色体组装后，通过有丝分裂器均分遗传物质，保证细胞的遗传稳定性。减数分裂（meiosis）：有性生殖中配子产生的特殊细胞分裂。DNA只复制一次而细胞连续分裂两次，子细胞染色体数目比亲代减少一般。细胞周期蛋白（cyclin）：真核细胞中随细胞周期的进程而周期性出现、消失的蛋白质。成熟促进因子（maturationpromotingfactor，MPF）：G2晚期形成的cyclinB-CDK1复合物，促进G2期向M期转换，是促进M期启动的调控因子。检查点（checkpoint）：为保证染色体完整性、细胞周期正常运转，细胞中存在一系列的监控系统，对细胞周期的重要事件及故障加以检测，满足条件才能继续运行。包括未复制DNA、纺锤体组装、染色体分离、DNA损伤。问答题简述G2/M期转换中的调控机制。G2晚期形成cyclinB-CDK1复合物，又称为成熟促进因子（MPF），其中CDK1是Ser/Thr激酶，去磷酸化时有活性；CyclinB激活CDK1、选择激酶底物。MPF的活性增高时，促进G2期向M期转换，否则M期向G1期转换。简述细胞周期异常与肿瘤的关系。肿瘤细胞周期一般不变或延长（G1期变长）。肿瘤细胞周期调控中，增殖率提高，调节因子发生异常，正负调节因子失衡。什么是生长因子？简述其在细胞增殖中的作用。生长因子是细胞自分泌/旁分泌/内分泌的多肽类物质，与细胞膜上受体结合后，参与细胞周期调节，为细胞周期正常进程所必需。不同因子调节时段不同，主要促进G1向S转换。大多数促进细胞增殖，但TGF-β为抑制。夏2周细胞分化要点整理细胞分化贯穿于多细胞生物个体发育的全过程（胚胎发育、胚后发育）。三胚层代表不同类型细胞的分化去向，细胞分化潜能随个体发育进程逐渐“缩窄”（“全能”到“多能”到“单能”），终末分化细胞的细胞核具有全能性。细胞分化的方向由细胞决定（celldetermination）来选择，具有遗传稳定性。但有时细胞会不按已决定的分化类型发育，发生转决定（transdetermination）。细胞分化的可塑性：已分化的细胞在特定条件下可发生去分化和转分化。细胞分化的时空性：一个细胞在不同的发育阶段可以有不同的形态结构和功能——时间上的分化；同一种细胞的后代，由于每种细胞所处的空间位置不同可以有不同的形态和功能——空间上的分化。本质：基因组不同基因选择性表达（基因组DNA在不同细胞和同一细胞的不同发育阶段发生差异表达，一些基因表达活化，一些基因表达抑制）。特例：基因组改变，例如：基因组扩增、基因组丢失（哺乳动物红细胞）、基因重排（B淋巴细胞分化过程中，通过体细胞重组，使DNA序列中不同部位的部分基因片段连接在一起，组成产生抗体mRNA的DNA序列）调控：主要发生在转录水平。组织细胞特异性转录因子和活性染色质结构区决定了细胞特异性蛋白的表达；关键基因（细胞分化主导基因）启动特定谱系细胞的分化，充分的诱导细胞沿着某一分化途径进行；染色质成分的共价修饰（DNA甲基化、组蛋白乙酰化/去乙酰化）调控基因的转录；同源异形框基因（同源异形域蛋白）规划机体前后体轴结的分化与发育蓝图；小RNA参与细胞分化与发育的基因表达调控。细胞分化的影响因素：胞质中的细胞分化决定因子与传递方式：母体效应基因、不对称分裂。细胞间相互作用对细胞分化中的影响：胚胎细胞间相互作用的主要表现形式是胚胎诱导（中胚层独立分化，对临近胚层有强烈诱导作用）；激素是远距离细胞间相互作用的分化调节因子，是个体发育晚期的细胞分化调控方式。环境因素（物理、化学、生物）对细胞分化的影响。细胞分化与医学：细胞分化与肿瘤：肿瘤细胞主要表现出低分化和高增殖的特征。细胞分化观点认为分化障碍是肿瘤细胞的一个重要生物学特性。肿瘤是由于正常基因功能受控于错误的表达程序所致。恶性肿瘤是细胞分化和胚胎发育过程中的一种异常表现。肿瘤细胞群体大致可分为：干细胞、过渡细胞、终末期细胞、G0期细胞。肿瘤细胞可在分化诱导剂的作用下向正常细胞诱导分化。细胞分化与再生医学再生的本质：成体动物为修复缺失组织器官的发育再活化，多潜能未分化细胞的再发育。再生的意义：找出激活曾经是人体器官形成的发育程序的方法。名词解释细胞分化（celldifferentiation）：个体发育中形成的体细胞在态结构、生化组成和功能上测定稳定性差异的过程。转分化（trans-differentiation）：细胞从一种分化状态变成另一种分化状态。去分化（dedifferentiation）：高度分化的细胞向其前体细胞或祖细胞逆分化。细胞决定（celldetermination）：个体发育中，细胞在可识别的分化特征前就已决定未来的发育命运，只能向特定方向发育。胚胎诱导（embryonicinduction）：胚胎发育中，部分细胞对临近细胞产生影响并决定其分化方向的过程。细胞重编程（cellularreprogramming）：将成熟的终末分化细胞转变为原始的多能或全能干细胞的过程。组蛋白密码（histonecode）：组蛋白被修饰氨基酸的种类、位置、类型可调整其结构，上调或下调基因的表达活性。奢侈基因（luxurygene）：只在特定细胞组织表达的组织特异性基因。管家基因（house-keepinggene）：各类细胞都表达的生长存活所必需的基因。侧向抑制（lateralinhibition）：分化命运相同的细胞，如果一个细胞向某个方向分化，则会发出一个信号抑制邻近细胞的分化。问答题什么是母体效应基因（maternaleffectgene，MEG）？简述其调控细胞分化命运的方式。卵子发生过程中，表达产物存留，受精后影响胚胎发育的基因。其表达产物的不对称分布、细胞不均等分裂，决定了细胞分化的方向。简述细胞身份确定的分子基础。胞质中的母体因子、组织细胞特异性转录因子、主导细胞分化的基因、基因调节蛋白、染色质成分的化学修饰、ncRNA的作用。简述胚胎诱导的分子基础。本质是诱导子产生的信号作用于应答子，诱导细胞分化。旁分泌因子以诱导组织为中心形成由近及远的浓度梯度与反应组织细胞表面的受体结合，调节反应组织细胞的基因表达而诱导其发育和分化。此外还存在：近分泌相互作用：胚胎细胞之间直接接触，一个细胞表面的膜蛋白与邻近细胞表面受体相互作用。夏3周细胞衰老与死亡要点整理细胞衰老的类型：①细胞的复制衰老：指体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后停止分裂，细胞逐渐衰老直至死亡的现象，主要受遗传因素调控，表现为生理性衰老；②细胞的胁迫诱导衰老：外源性刺激物能缩短细胞的复制寿命，促进细胞衰老，细胞的内源性刺激因素也能诱导细胞早衰。细胞衰老的生物学表现：细胞周期抑制；细胞的形态学改变；肿瘤抑制基因的激活；b-半乳糖苷酶的活化；衰老相关异染色质聚集。端粒-端粒酶：端粒是染色体末端的一种DNA-蛋白质结构，其DNA由简单的串联重复序列组成，端粒的功能主要包括保护染色体不被核酸酶降解，防止染色体末端融合，端粒DNA随着细胞的复制逐渐变短，除非有端粒酶存在。端粒酶是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白酶表达防止端粒缩短，在肿瘤细胞和生殖细胞中高表达。细胞凋亡的特征：①形态学特征：细胞皱缩，染色质致密呈半月状，核固缩，DNA片段化，凋亡小体形成，凋亡细胞被清除；②生化特征：细胞内DNA被内源DNA酶降解为特定大小的寡核苷酸片段。细胞凋亡意义：细胞凋亡在正常发育、自稳态的维持、免疫耐受的形成、肿瘤监控等过程中均发挥重要作用：确保正常发育、生长，维持内环境稳定，发挥积极的防御功能。细胞凋亡发生的信号通路：①caspase依赖通路：死亡受体介导的信号通路，线粒体信号通路；而caspase非依赖通路：凋亡诱导因子，限制酶G。细胞自噬性死亡：细胞自噬是通过溶酶体与双层膜包裹的细胞自身物质融合，降解自身物质的过程。细胞自噬是促使细胞存活的自我保护机制：细胞面临代谢压力时，降解自身蛋白质大分子或细胞器，为细胞生存提供原料或ATP；具有自我“清理”功能，降解错误折叠的蛋白质多聚物；功能失常的细胞器；细胞内的病原体。可分为巨自噬（通常所说的细胞自噬）、微自噬、分子伴侣介导的自噬。名词解释细胞衰老（cellaging）：随着时间的推移，细胞增殖能力和生理功能逐渐下降的变化过程。程序性细胞死亡（programmedcelldeath）：又称细胞凋亡（apoptosis），是多细胞生物调控机体发育、维护内环境稳定，由基因控制的主动的生理性细胞自杀行为。细胞坏死（necrosis）：极端的物理、化学或其他严重的病理性因素诱发的细胞死亡。坏死细胞的膜通透性增高，致使细胞肿胀，细胞器变形或肿大，早期和无明显形态学变化，最后细胞破裂。凋亡小体（apoptosisbody）：凋亡细胞的细胞膜结构不断出芽、脱落，细胞变成数个大小不等的由膜包裹的结构，称为凋亡小体，内可含细胞质、细胞器和核碎片，有的不含核碎片。问答题什么是Hayflick界限？细胞不是不死的，而是有一定寿命，他们增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是Hayflick界限。细胞凋亡和坏死有何区别？概念上，细胞凋亡是基因控制的自主过程，细胞坏死可能有自主过程参与；形态学上，细胞凋亡细胞皱缩，细胞膜完整，形成凋亡小体，细胞器完整，细胞核固缩，染色质边缘化，线粒体肿胀，膜通透性增加，而细胞坏死则是细胞肿胀，形态不规则，细胞膜溶解或是通透性增加，染色质不规则转移，线粒体肿胀破裂；生化上，凋亡细胞DNA断裂成约185bp片段，坏死细胞DNA随机断裂。凋亡细胞最后被吞噬细胞吞噬，而坏死细胞内容物溶解释放到组织中，引起炎症反应。细胞自噬与疾病的发生有什么关系？细胞自噬在清除细胞内衰老的细胞质成分、去除毒素和微生物感染、提供细胞营养，从而保护细胞具有重要意义；另一方面，细胞自噬介导了细胞死亡，对于机体来说，自噬性细胞死亡是有利还是不利很难界定，但在疾病的发生发展中会起到一定作用。哪些通路介导了细胞凋亡？目前比较清楚的是两条：一是细胞表面死亡受体介导的细胞凋亡信号通路，另一条是以线粒体为核心的细胞凋亡信号通路。另外还有内质网通路等。夏4周干细胞要点整理干细胞：一类具有自我更新、多向分化潜能的细胞，一定条件下可以分化。根据分化潜能分为：全能干细胞（totipotentstemcell）、多能干细胞（pluri-potentstemcell）、专能干细胞（multipotentstemcell）；根据来源分为胚胎干细胞（多能性、增殖能力强）和成体干细胞（不易致癌，无伦理问题）。胚胎干细胞的应用潜能：体外分化（需要：生长因子、辅助细胞、化学诱导剂）；制造畸胎瘤；制造嵌合体。细胞重编程（reprogramming）：核移植、细胞融合、转化因子介导。肿瘤干细胞（TSC）：正常成体干细胞、定向祖细胞、分化细胞恶性转化。肿瘤干细胞理论：只有很小一部分的肿瘤细胞具有引起肿瘤发生、维持肿瘤生长、保持肿瘤异质性的能力。如果治疗中忽视这些细胞，肿瘤可能复发。名词解释胚胎干细胞（embryonicstemcell）：指受精后5~7天内的内细胞团细胞。为全能干细胞，体外培养无限增殖、自我更新、多向分化。可分为3个胚层。成体干细胞（adultstemcell）：指存在于已分化组织中的未分化细胞。能自我更新并分化为特定组织类型的细胞。干细胞的自稳定性（stability）：干细胞的基本特征之一。干细胞可自我更新并维持数量稳定，是区别于肿瘤细胞的本质特征。干细胞可对称分裂或不对称分裂，不对称分裂使两个子细胞一个仍为干细胞，一个进行分化。过渡放大细胞（transitamplifyingcell）：介于干细胞和分化细胞之间的过渡细胞，过渡细胞经过若干次分裂后产生分化细胞。干细胞的转分化（trans-differentiation）：一种组织类型的干细胞在适当条件下分化成另一种组织类型的细胞。干细胞去分化（de-differentiation）：干细胞向其前体细胞逆向分化。问答题简述诱导多能干细胞（inducedpluripotentstemcells，iPS）的特性与意义。iPS细胞在形态、基因表达、表观遗传、增殖能力、分化能力等与胚胎干细胞类似。可以加速对细胞多能性调控机制的研究，iPS细胞拉近了干细胞与疾病治疗的距离，在细胞替代性治疗与发病机制研究、新药筛选方面有潜在价值。简述间充质干细胞（mesenchymalstemcells，MSC）的特性与意义。来源于发育早期的中胚层和外胚层，属于多能干细胞。具有强大的增殖能力和多向分化能力；具有免疫调节功能；具有来源方便、已于分离、培养、扩增、纯化，不存在免疫排斥的现象。可以用于临床细胞治疗。夏5周细胞工程要点整理大规模细胞培养系统：悬浮培养系统、气流驱动培养系统、微载体培养系统、灌注培养系统。成体细胞核移植：证明已完全分化的体细胞仍然保持着胚胎细胞的全部遗传信息，体细胞能恢复了全能性形成完整个体。可用于改选和生产物种。基因工程：就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶。基因的运输工具——运载体（质粒、噬菌体和病毒）。基因转染方法：电穿孔法、显微注射法、脂质体包埋法、磷酸钙转染法、生物转化法（DNA病毒、逆转录病毒，将基因组转入细胞）。动物细胞工程的应用：生产医用蛋白（单克隆抗体、EPO等）、生产基因工程动物（基因敲除动物、基因重组动物、转基因动物生物反应器）、核移植与动物克隆、组织工程、细胞治疗。名词解释细胞工程（cellengineering）：在细胞水平上，按照人们需要和设计对细胞的遗传性质进行人为修饰，以获得有价值的细胞或其产品的综合技术体系。组织工程（tissueengineering）：根据正常或病理状态下组织的结构与功能，在体内外研究开放能够修复、维持或改善损伤组织的人工生物替代物。细胞治疗（celltherapy）：将体外培养的具有正常功能的细胞导入体内，以代偿病变细胞丧失的功能。也可采用基因工程技术，将培养的细胞在体外进行基因修饰后导入体内，治疗疾病。大规模细胞培养（large-scalecellculture）：在人工条件下高密度大规模的生物反应器中培养细胞用于生产生物产品的技术。细胞工程的重要组成成分。单克隆抗体（monoclonalantibody）：B淋巴细胞杂交瘤技术将淋巴细胞产生单克隆抗体的能力和骨髓瘤细胞无限增殖的能力结合起来，还可以通过融合进一步筛选获得具有转期望专一性抗体。基因敲除动物（geneknockoutanimal）：在动物基因组的特定位点，利用同源重组的原理，通过ES细胞引入人为设计基因突变，造成特定基因失活。细胞核移植（nucleartransfer）：利用显微注射装置，将一个细胞的核植入另一个已经去核的细胞中，以得到重组细胞的技术。转基因动物（trans-geneticanimal）：在动物基因组中引入特定的外源基因，使之与动物基因组整合，随细胞分裂而增殖，并能稳定地遗传给下一代。问答题大规模细胞培养的基本原则有哪些？①增加培养容积（提高悬浮生长细胞产量的最重要因素）。②增大细胞附着面积（常用：微载体、中空纤维、微胶囊）。③抑制细胞凋亡（细胞静止技术，降低营养成分消耗和代谢毒物产生，提高培养细胞表达目的蛋白的产率）。④无血清培养（避免了批次差异，培养基可针对不同的细胞株进行成分优化，下游产品纯化容易，产品回收率高，但适用细胞谱系窄）。简述哺乳动物核移植的基本技术路线。①选择受体细胞（MⅡ期的卵母细胞更适合，可以重编程）。②选择供核细胞（胚胎细胞或成体细胞，效率与供核细胞分化程度负相关）。③受体细胞去核（紫外线、盲吸、蔗糖高渗处理、透明带打孔、超速离心）。④构建重组胚：显微操作将供核细胞移植到已去核的MⅡ期卵母细胞（或受精卵）的透明带下，然后通过细胞融合（电融合或仙台病毒介导），实现核与胞质的重组。或用显微针抽吸供核细胞，然后将核直接注入已去核的受体细胞。⑤激活重组胚（化学激活或电激活）。⑥重组胚的培养与移植（体外培养一段时间后，植入子宫）。简述组织工程的基本原理。分离自体或异体细胞，体外扩增后种植在聚合物骨架上，在灌注培养系统下使细胞迁移、铺展、分化、生长，最终发育成具有特定形态与功能的组织。简述干细胞治疗的基本策略。①直接利用干细胞或分化后细胞修复或代替病损细胞。②通过干细胞技术和转基因技术联合应用，制备工程化的细胞治疗疾病。夏6、7周细胞信号转导要点整理一． 细胞通讯1. 基本概念：一个细胞发出的信息，通过介质（配体）传递到另一个靶细胞并与其相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导在靶细胞内产生一系列生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应的过程。2. 分类：①细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯：内分泌：内分泌细胞介导，如激素分泌；旁分泌；自分泌。②细胞间接触依赖性通讯③细胞间隙连接通讯二． 细胞信号转导1. 受体（receptor）：与其他分子特异性结合，介导细胞信号转导，细胞黏着，胞吞或其他细胞活动的蛋白质。通常指定位于细胞膜或细胞质，能通过与特定的细胞外信号分子结合而被激活，并借此引发细胞应答的蛋白质。2. 配体（ligand）：细胞间通讯信号，第一信使，通过与受体结合诱发细胞产生应答反应。3. 信号分子受体及通路类型① 离子通道受体：神经递质等② G蛋白偶联受体：受体配体结合引发G蛋白构象变化，进而活化下游蛋白cAMP-PKA信号通路、PLC-IP3/DAG信号通路。③ 酶联受体：受体配体结合引起下游酶的活化，多为酪氨酸蛋白激酶受体酪氨酸酶RTK-Ras信号通路、PLC-DAG/IP3信号通路、PI3K-Akt信号通路、JAK-STAT信号通路。TGF-β-Smad信号通路④ 细胞内受体信号通路（NO）⑤ 蛋白水解酶参与信号通路三． 信号通路1. 离子通道受体通路配体：神经递质，物理刺激受体：4-5个亚基，每个亚基含有构成离子通道的同源片段2. G蛋白偶联受体介导通路① cAMP-PKA信号通路配体：很多，如激素，局部介质等受体：与配体结合后可结合活化G蛋白信号转导过程：受体配体结合→G蛋白激活，G蛋白Ga亚基解离，结合激活/抑制腺苷酸环化酶（AC）→ATP生成cAMP（第二信使）→cAMP结合激活cAMP依赖蛋白激酶（PKA）→PKA磷酸化下游蛋白，产生生物学效应。② PLC-IP3/DAG信号通路信号转导过程：受体配体结合→G蛋白激活，G蛋白Ga亚基解离，结合激活磷脂酶C（PLC）→质膜上磷脂酰肌醇（PI）经PI激酶和PLC变为三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG）→IP3激活内质网膜钙离子通道，DAG激活蛋白激酶C（PKC）→钙离子结合钙调蛋白（CaM），激活钙调蛋白依赖蛋白激酶，钙离子与DAG协同激活PKC→钙调蛋白激酶磷酸化其他蛋白。3. 酶联受体介导信号通路① 受体酪氨酸激酶RTK-Ras信号通路配体：生长因子，胰岛素等；受体：酪氨酸蛋白激酶受体（RTK），胞外为配体结合域，胞内为酪氨酸激酶结构域，可在受体二聚化之后发生交叉磷酸化，为含SH2结构域蛋白质提供结合位点。信号转导过程：受体配体结合，引起受体二聚化并互相磷酸化对方酪氨酸残基→接头蛋白（Grb2）结合到磷酸化酪氨酸残基上，并激活有鸟苷酸交换因子活性胞质蛋白GEF（Sos鸟苷酸交换因子）→GEF与GTP酶Ras蛋白结合，促使其由无活性Ras-GDP形式转换为有活性Ras-GTP形式→活化Ras蛋白与促分裂原活化的蛋白激酶的激酶的激酶（MAPKKK或Raf）结合激活该激酶，同时自身GTP水解→MAPKKK磷酸化激活MAPKK，MAPKK磷酸化激活促分裂原活化的蛋白激酶（MAPK）→MAPK磷酸化下游蛋白，调控基因表达。② PLC-IP3/DAG信号通路受体：酪氨酸蛋白激酶受体（RTK）PLC结合到受体特定酪氨酸残基并被活化，其余与G蛋白偶联受体通路相同。③ PI3K-Akt信号通路受体：酪氨酸蛋白激酶受体（RTK）信号转导过程：磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）结合至受体磷酸化酪氨酸残基上（P85亚基）并被激活，磷酸化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PI-3，4，5-P3）→PIP3结合活化蛋白激酶PDK1→PDK1磷酸化激活蛋白激酶B（PKB/Akt）→PKB磷酸化下游蛋白，对细胞存活发挥重要作用，亦可促进胰岛素刺激的葡萄糖摄取与利用。④ JAK-STAT信号通路（细胞因子（cytokine）信号通路）受体：细胞因子受体，胞内段有胞质酪氨酸蛋白激酶结合位点。配体：细胞因子，如白细胞介素（IL），促红细胞生成素（EPO），干扰素（IFN），还有一些激素等。信号转导过程：受配体结合→受体二聚化，各自结合的酪氨酸蛋白激酶（Jak）靠近，交叉磷酸化并活化→活化Jak磷酸化激活信号转导子和转录激活子（STAT）→STAT二聚化暴露NLS，入核调节基因表达。⑤ TGF-β-Smad信号通路受体：分为三类，R1与R2直接参与信号转导，有蛋白激酶活性，R1传递信号配体：转化生长因子β（TGF-β）信号转导过程：受配体结合，受体R1被R2磷酸化激活→R1磷酸化转录因子Smad→Smad入核调节基因转录，对细胞增殖起负调控作用。⑥ 细胞内受体（NO）信号通路受配体结合→G蛋白活化，激活磷脂酶C→→钙调蛋白刺激NO合酶合成NO→NO进入平滑肌细胞，激活其鸟苷酸环化酶受体→GTP变为cGMP，cGMP激活蛋白激酶G，抑制肌肉收缩。⑦ 蛋白水解酶参与信号通路：NF-κB信号通路；Notch/Delta信号通路；；Hedgehog信号通路Wnt信号通路。名词解释G蛋白（Gprotein）：鸟苷酸结合蛋白，由α，β，γ亚基组成，在GPCR信号通路中，G蛋白偶联受体通过激活偶联