第15章_细胞与社会的联系ppt课件

1、。第15章，闭塞连接可分为三类：锚定连接、通讯连接，细胞之间或细胞与细胞外基质之间的连接结构称为细胞连接。细胞连接非常小，只有在电子显微镜下才能观察到。第一个单元结、1。紧密连接(1)脊椎动物上皮细胞之间存在紧密连接，也称为紧密带(图),长度约为50-400纳米，相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有间隙。紧密连接位于上皮细胞的上端。在电子显微镜下，可以看到连接区域有一个由蛋白质形成的焊接线网络，也称为脊线(图)，封闭细胞之间的间隙。上皮细胞层对小分子的渗透性与脊线的数量有关，其中一些脊线紧密相连，甚至水分子也不能通过。紧密连接的主要功能是封闭相邻细胞之间的连接，防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内，

2、从而确保内部环境的相对稳定性。消化道上皮、膀胱上皮和脑毛细血管内皮细胞之间有着密切的联系。后者构成了脑血屏障，可以保护这些重要的器官和组织免受异物的侵害。不同组织对某些小分子的紧密结合的封闭程度不同。例如，小肠上皮细胞的紧密连接的泄漏程度比膀胱上皮细胞的泄漏程度大10，000倍。嘿。兔上皮细胞紧密连接(冷冻蚀刻)。(2)隔膜连接，这是无脊椎动物上皮细胞中存在的紧密连接(图)。连接蛋白呈非常规则的梯形排列，连接的细胞内骨架成分是肌动蛋白纤维。在黑腹果蝇中，一种叫做大圆盘的蛋白质参与了隔膜连接的形成。突变型不仅不能形成间隔连接，还会产生肿瘤突起。中隔连接存在于无脊椎动物中，(1)桥粒和半桥粒，桥粒

3、存在于皮肤、口腔、食管等受强张力作用的组织中。和心肌(图)中。桥粒位于胶带下面。其次，它锚定和连接，分散机械力，并增强细胞承受机械力的能力。相邻细胞之间形成纽扣状结构，细胞膜之间的间隙约为30纳米，质膜下有胞浆附着蛋白，如层丝蛋白和桥粒蛋白，形成厚度约为15 20纳米的致密点。桥粒的结构模型。斑块上连接有中间纤维，中间纤维的性质随细胞类型而变化，如上皮细胞中的角蛋白丝和心肌细胞中的结蛋白丝。桥粒的中间是钙粘蛋白。因此，相邻细胞中的中间纤维通过细胞质斑块和钙粘蛋白形成跨细胞细胞骨架网络(图)。半桥粒在结构上与桥粒相似，位于上皮细胞的基面和基膜之间(图)。桥粒和桥粒的区别在于：桥粒结构仅形成于质膜

4、内侧，另一侧为基膜；跨膜连接蛋白是整合素而不是钙粘蛋白，整合素是细胞外基质的受体蛋白。细胞内的附着蛋白是角蛋白。嘿。半桥粒处的64整合素。(2)胶带和粘合带环绕细胞，通常位于上皮细胞顶面的紧密连接下(图)。胶带上相邻电池之间的间隙约为15 20 nm。胶带位于紧密连接的下方，间隙中的粘合剂分子是钙粘蛋白(图)。在质膜内侧有几种粘附蛋白与钙粘蛋白结合，包括-、-、-连环蛋白、黏着斑蛋白-肌动蛋白和触珠蛋白。粘附斑位于细胞和细胞外基质之间，细胞外基质通过整合素连接肌动蛋白束和细胞内基质。连接处的质膜是盘状的，这叫做附着点。粘附区下有平行于质膜的肌动蛋白束，钙粘蛋白通过粘附蛋白与肌动蛋白束结合。因此

5、，相邻细胞中的肌动蛋白束通过钙粘蛋白和粘附蛋白编织成一个广泛的网络，将相邻细胞连接起来。连通连接，连接处相邻细胞之间有2 4纳米的间隙，连接面积远大于紧密连接，最大直径可达0.3微米。间隙中有大量的蛋白质颗粒和两个质膜，是间隙连接的基本单位，称为连接子，中心形成直径约1.5纳米的通道。(1)间隙连接，存在于大多数动物组织中。间隙连接的电子显微照片，间隙连接的渗透性是可调的。在实验条件下，降低细胞的酸碱度或增加钙离子的浓度可以降低缝隙连接的通透性。当细胞受到损伤时，大量的钙离子进入，导致缝隙连接的闭合，从而避免正常细胞的损伤。通过将不同分子量的染料注入细胞，证明了间隙连接通道可以允许分子量小于1

6、.5KD的分子通过。这表明细胞中的小分子，如无机盐离子、糖、氨基酸、核苷酸和维生素，可能通过由缝隙连接的孔。嘿。左，接头的电子显微镜照片；右，间隙连接模型，间隙连接函数包括：1。参与细胞分化：在胚胎发育的早期，细胞通过缝隙连接协调发育和分化。小分子物质可以在特定细胞群中建立以分泌源为中心的逐渐扩散浓度梯度，并为不同分子浓度梯度范围内的细胞提供“位置信息”，从而诱导细胞根据其在胚胎中的局部位置向特定方向分化。2.协同代谢：体外培养，不能利用外源次黄嘌呤合成核酸的突变型成纤维细胞和野生型成纤维细胞共培养，两种细胞都能吸收次黄嘌呤合成核酸。如果细胞间的缝隙连接被破坏，突变细胞就不能吸收次黄嘌呤来合成

7、核酸。3.构成电刺激突触：这种缝隙连接存在于平滑肌、心肌和神经末梢之间，称为电刺激突触。电神经突触可以将一些细胞的电刺激活动传递给邻近的细胞，而不依赖神经递质或信息物质。(2)胞间连丝，这是植物细胞独特的通讯联系。它是由穿过细胞壁的质膜包围的细胞质通道，直径约20 40纳米。因此，植物体细胞可以被视为一个巨大的合胞体。通道中有一个被膜包围的管状结构，称为细丝小管。丝状小管由光滑的内质网特化而来，小管的两端与内质网相连。胞间连丝小管和胞间连丝的质膜内层之间充满了一圈细胞质溶质。一些小分子可以通过细胞质溶质环在相邻细胞之间转移(图)。化学突触，化学突触是可兴奋细胞之间的联系，其功能是通过释放神经递

8、质来传递兴奋。它由突触前膜、突触后膜和突触间隙组成(图)。化学突触的结构(有小泡的一侧是突触前膜)。化学突触的结构模型。第二节细胞粘附及其分子基础，细胞粘附分子，细胞粘附分子(CAM)是参与细胞之间以及细胞与细胞外基质之间相互作用的分子。它可以大致分为五类：钙粘蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族、整合素和透明质酸粘蛋白。1.钙粘蛋白，钙粘蛋白是一种亲和力钙调蛋白，其作用依赖于钙离子。迄今为止，已鉴定出30多种钙粘蛋白，并分布在不同的组织中。钙粘蛋白的功能主要包括以下几个方面：1 .调节细胞连接。在成年脊椎动物中，E-钙粘蛋白是保持上皮细胞相互粘附的主要CAM，也是胶带的主要成分。钙粘蛋白参与细胞分

9、化，在胚胎细胞的早期分化和成人组织(尤其是上皮和神经组织)的构建中发挥重要作用。胚胎细胞之间的相互作用(粘附、分离、迁移、再粘附)可以通过调节发育过程中钙粘蛋白表达的类型和数量来确定，从而影响细胞的分化并通过细胞的微环境参与器官形成的过程。细胞迁移受到抑制，多种癌症组织中细胞表面的E-钙粘蛋白减少或消失，使癌细胞容易从肿瘤块中脱落，成为侵袭和转移的前提。因此，有些人认为上皮钙粘蛋白是一种转移抑制分子。2。选择素属于亲和配基，依赖于Ca2+。主要涉及白细胞与血管内皮细胞的识别和粘附以及“淋巴细胞归巢”。有三种已知的选择素：L选择素、E选择素和P选择素。选择素结构模型，特异性糖蛋白。免疫球蛋白超家

10、族(Ig-SF)包括在其分子结构中具有免疫球蛋白样结构域的所有分子，其通常独立于Ca2+。免疫球蛋白样结构域指由二硫键维持的两组反平行折叠结构。3。免疫球蛋白超家族，Ig-SF的结构模型，4。整合素，整合素主要是一种亲和细胞粘附分子，其功能依赖于Ca2+。调节细胞之间的相互作用以及细胞和细胞外基质之间的相互作用(图)。几乎所有的动物和植物细胞都表达整合素。整合素结构模型。半桥粒中的64整合素。(5) Hyaladherin是CD44家族的一员，分子量为85 kD至250 kD，介导细胞之间以及细胞与细胞外基质之间的相互作用。它也是一种由胞外、跨膜和胞质部分组成的糖蛋白，其糖链是硫酸软骨素，硫酸

11、透明质酸粘蛋白包括一类能与透明质酸糖链结合并具有相似氨基酸序列和空间构象的分子。CD44的功能包括：与透明质酸、纤连蛋白和胶原蛋白结合，介导细胞与细胞外基质的粘附；参与细胞对透明质酸的摄取和降解；参与淋巴细胞归巢；参与T细胞的激活；促进细胞迁移。CD44在多种肿瘤细胞中的表达高于相应的正常组织，这与肿瘤细胞的致瘤性、侵袭性和淋巴结转移有关。第三部分，细胞外膜和细胞外基质，细胞表面的特殊结构，如膜骨架、鞭毛和纤毛、微绒毛和变形足，与细胞形态维持、细胞运动和物质交换的功能有关。嘿。质膜表面上的寡糖链形成细胞膜或糖萼。质膜下的表面溶胶具有由细胞骨架组成的网络结构，不仅支撑质膜，而且维持质膜的功能，因

12、此这部分细胞骨架也称为膜骨架。细胞膜、质膜和表面胞质溶胶构成细胞表面。细胞外壳，动物细胞表面的一层富含碳水化合物的结构，称为细胞外壳或糖萼。用钌红等重金属染料染色后，电子显微镜下可显示厚度约10 20纳米的结构，边界不清。功能：保护、细胞通讯，并与细胞表面的抗原性有关。红细胞膜上的鞘糖脂是AB0血型系统的血型抗原，其糖链结构基本相同，但糖链末端的糖基不同。A型血的糖链末端是N-乙酰半乳糖。b型血是半乳糖；o型血缺少这两种糖基。嘿。嘿。细胞外壳简图(糖萼)。第三，质膜的特殊结构，它通常有许多特殊的附属结构。如微绒毛、褶皱、纤毛、鞭毛等。这些特殊结构在执行细胞的特定功能中起着重要作用。由于其精细的结构，大多数只能在电子显微镜下观察到。健康人的肺纤毛，(1)直径约0.1 m的微绒毛。内核由肌动蛋白丝束组成。肌动蛋白丝通过由许多绒毛蛋白和纤维蛋白组成的交叉桥连接。微绒毛质膜中肌球蛋白的侧臂与肌动蛋白丝束相连，固定肌动蛋白丝束。功能：扩大细胞表面积，促进细胞与外界环境的物质交换。例如小肠上微绒毛，将细胞表面积扩大30倍。是从细胞表面延伸的细长突起，广泛存在于动物细胞表面。小鼠肾曲小管上皮细胞的微绒毛，冷冻蚀刻，(2)皱褶细胞表面的扁平突起，也称为瓣足。巨噬细胞表面有一个折叠结构，与颗粒物质的吞噬作用有关。肺泡(肺)巨噬细胞攻击大肠杆菌的扫描电镜图像。(