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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章 緒論一、 細(xì)胞生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容(一) 細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究 (二)生物膜與細(xì)胞器的研究 (三)細(xì)胞骨架體系的研究 (四)細(xì)胞增值及其調(diào)控 (五)細(xì)胞分化及其調(diào)控 (六)細(xì)胞的衰老與凋亡 (七)細(xì)胞的起源與進(jìn)化(八)細(xì)胞工程二、 細(xì)胞發(fā)現(xiàn):英國(guó)胡克1665年發(fā)現(xiàn)死細(xì)胞;荷蘭 列文虎克1674年發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞。三、 細(xì)胞學(xué)說基本內(nèi)容及意義 所有生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的; 細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位; 細(xì)胞是生命的基本單位; 新細(xì)胞來源于已存在的細(xì)胞。 意義:細(xì)胞學(xué)說的建立,使細(xì)胞及其功能有了一個(gè)較為明確的定義,證實(shí)了生命體具有共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和起源, 促進(jìn)了自然科學(xué)和哲學(xué)的進(jìn)
2、步。第二章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性一、細(xì)胞的基本共性1、所有的細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成分子統(tǒng)一。2、所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的脂-蛋白體系的生物膜細(xì)胞質(zhì)膜。3、所有的細(xì)胞都含有兩種核酸:即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體DNA-RNA的遺傳裝置。4、作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器核糖體,毫無例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)信息表達(dá)。5、所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。繁殖后代。二、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系(亞顯微結(jié)構(gòu)水平)1)以脂質(zhì)和蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)體系:質(zhì)膜、細(xì)胞核被膜、細(xì)胞器膜2)以核酸和蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)。1、DNA-蛋白質(zhì)與RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體
3、形成遺傳信息載體與表達(dá)系統(tǒng);2、DNA與組蛋白構(gòu)成了染色質(zhì)與染色體的基本結(jié)構(gòu) 核小體。3、核仁:主要由DNA-蛋白質(zhì)與RNA-蛋白質(zhì)組成,主要功能是rRNA的轉(zhuǎn)錄與核糖體亞單位的裝配。核仁DNA主要是rDNA,是 轉(zhuǎn)錄rRNA的摸板。4、核糖體由rRNA與數(shù)種蛋白質(zhì)構(gòu)成,是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。 3)由特異蛋白質(zhì)分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。是由一系列特異的結(jié)構(gòu)蛋白裝配而成的網(wǎng)架系統(tǒng)。分為胞質(zhì)骨架和核骨架。胞質(zhì)骨架:由微絲、微管與中等纖維等構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)體系。核骨架:包括核纖層和核基質(zhì)。三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較 1) 細(xì)胞膜系統(tǒng)的演化和分化-核、質(zhì)分化和質(zhì)內(nèi)細(xì)胞器的分化。2)遺傳信息量和遺傳裝置的擴(kuò)
4、大和復(fù)雜化-重復(fù)序列和染色體多倍性。第三章 細(xì)胞生物學(xué)研究方法一、細(xì)胞內(nèi)特異核酸序列的定位與定性細(xì)胞內(nèi)特異核酸(DNA或RNA)序列的定性和定位通常采用原位雜交技術(shù):即用標(biāo)記的核酸探針通過分子雜交確定特異核苷酸序列在染色體上或在細(xì)胞中的位置的方法。二、特異蛋白抗原的定位與定性免疫熒光與免疫電鏡是最常用的研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)分子定位的主要技術(shù)免疫熒光技術(shù)是將免疫學(xué)方法(抗原-抗體特異性結(jié)合)與熒光標(biāo)記技術(shù)相結(jié)合用于研究特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)分布的方法。第四章 細(xì)胞質(zhì)膜一、細(xì)胞膜模型: 流動(dòng)鑲嵌模型、蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)的單位膜模型流動(dòng)鑲嵌模型:1. 細(xì)胞膜由流動(dòng)的雙脂層和鑲嵌在其中的蛋白質(zhì)組成。2. 磷脂
5、分子以疏水性尾部相對(duì)而極性頭部朝向水相,組成生物膜的基本骨架;3. 蛋白質(zhì)或嵌在雙脂層表面,或嵌在其內(nèi)部,或橫跨整個(gè)雙脂層,表現(xiàn)出分布的不對(duì)稱性。二、生物膜結(jié)構(gòu)的特征總結(jié)u 膜的流動(dòng)性:細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的必要條件。u 膜的不對(duì)稱性:決定細(xì)胞質(zhì)膜的生物學(xué)功能。u 膜的分相現(xiàn)象:影響膜的特性和生物學(xué)功能。三、細(xì)胞質(zhì)膜的基本功能Ø 為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境;Ø 選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸,包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排除,并伴隨著能量的傳遞;Ø 提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn),并完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo);Ø 為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反應(yīng)高效而有序地進(jìn)行;Ø
6、 介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接;Ø 參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)。Ø 膜蛋白的異常與某些遺傳病、惡性腫瘤、甚至神經(jīng)衰退性疾病相關(guān),很多膜蛋白可作為疾病治療的藥物靶標(biāo)。四、 膜骨架:指細(xì)胞質(zhì)膜下與膜蛋白相連的由纖維蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu);參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形狀并協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能;五、 血影:紅細(xì)胞質(zhì)膜極其膜骨架比較容易純化、分析。經(jīng)低滲處理,質(zhì)膜破裂,可釋放出血紅蛋白及其他可溶性蛋白,但細(xì)胞仍保持原來的基本形狀和大小第五章 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸一、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類及其功能細(xì)胞膜上存在兩類主要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,即:載體蛋白(carrier protein)和通道蛋白(
7、channel protein)。u 載體蛋白:相當(dāng)于結(jié)合在細(xì)胞質(zhì)膜上的酶,有特異性結(jié)合位點(diǎn),可同特異性底物結(jié)合,一種特異性載體只轉(zhuǎn)運(yùn)一種類型的分子或離子;轉(zhuǎn)運(yùn)過程具有類似于酶與底物作用的飽和動(dòng)力曲線;既可被底物類似物競(jìng)爭(zhēng)性的抑制,又可被某種抑制劑非競(jìng)爭(zhēng)性抑制以及對(duì)pH有依賴性等,因此有人將載體蛋白成為通透酶。與酶不同的是酶不能改變反應(yīng)平衡點(diǎn),只能增加達(dá)到反應(yīng)平衡的速率,而載體蛋白可以改變過程的平衡點(diǎn),加快物質(zhì)沿自由能減小的方向跨膜運(yùn)動(dòng)的速率;此外,載體蛋白對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)的溶質(zhì)分子不進(jìn)行任何共價(jià)修飾。u 通道蛋白:所介導(dǎo)的被動(dòng)運(yùn)輸不需要與溶質(zhì)分子結(jié)合,橫跨膜形成親水通道,允許適宜大小的分子和帶電荷的離
8、子通過。絕大多數(shù)的通道蛋白形成有選擇性開關(guān)的多次跨膜通道,因?yàn)檫@些通道蛋白幾乎都與離子的轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān),所以又稱為離子通道。離子通道有三個(gè)顯著特征:1)具有離子選擇性,轉(zhuǎn)運(yùn)速率高(高于載體蛋白1000倍);2)離子通道沒有飽和性;3)離子通道并非連續(xù)開放而是門控的二、被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍?、特點(diǎn)u 被動(dòng)運(yùn)輸:指通過簡(jiǎn)單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。簡(jiǎn)單擴(kuò)散對(duì)各類物質(zhì)的通透率:分子大小和分子極性: A. 脂溶性越高通透性越大,水溶性越高通透性越?。籅. 非極性分子比極性容易透過,不帶電荷的極性小分子,如 H2O、尿素等可以透過人工脂雙層,但速度較慢;C. 小分子比大分子容易透
9、過;分子量略大一點(diǎn)的葡萄糖、蔗糖則很難透過;D. 離子和帶電荷的極性分子,如離子、氨基酸等則不能通透。協(xié)助擴(kuò)散也稱促進(jìn)擴(kuò)散,是各種極性分子和無機(jī)離子如葡萄糖、氨基酸、核苷酸及細(xì)胞代謝產(chǎn)物的順濃度梯度或電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。特點(diǎn): 協(xié)助擴(kuò)散比自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高; 運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成非線性關(guān)系; 具有特異性和飽和特性。 u 主動(dòng)運(yùn)輸:由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學(xué)梯度由濃度低的一側(cè)向高的一側(cè)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式。主動(dòng)運(yùn)輸主要包括:鉀鈉泵;鈣離子泵;質(zhì)子泵;ABC轉(zhuǎn)運(yùn)器和協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)等根據(jù)主動(dòng)運(yùn)輸過程所需能量來源的不同,可將主動(dòng)運(yùn)輸歸納為以下三大類: 由ATP直接供給能量(ATP驅(qū)動(dòng)泵,如K+
10、-Na+泵、Ca+泵); 間接提供能量(偶聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白);利用光能(光能驅(qū)動(dòng)泵,分布于細(xì)菌)。三、離子泵的種類和特征。u ATP驅(qū)動(dòng)泵可分為4大類:P-型離子泵, V-型質(zhì)子泵, F-型質(zhì)子泵和ABC超家族,前三種只轉(zhuǎn)運(yùn)離子為質(zhì)子泵,后一種轉(zhuǎn)運(yùn)小分子u P-型離子泵所有P-型離子泵都具有2個(gè)獨(dú)立的a催化亞基,具有ATP結(jié)合位點(diǎn);絕大多數(shù)還具有2個(gè)小的亞基,通常起調(diào)節(jié)作用。在轉(zhuǎn)運(yùn)離子的過程中,至少有一個(gè)a催化亞基發(fā)生磷酸化和去磷酸化反應(yīng),從而改變泵蛋白的構(gòu)象,實(shí)現(xiàn)離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。例:鈉鉀泵,存在動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)膜上,每一循環(huán)消耗一個(gè)ATP;轉(zhuǎn)運(yùn)出三個(gè)Na+,轉(zhuǎn)進(jìn)兩個(gè)K+。(機(jī)制見11
11、0頁)作用: 維持細(xì)胞的滲透平衡,保持細(xì)胞的體積; 維持細(xì)胞內(nèi)高外低的高K+的濃度梯度,促使細(xì)胞靜息電位形成;維持細(xì)胞內(nèi)低外高的Na+的濃度梯度,是細(xì)胞動(dòng)作電位產(chǎn)生的前提。例:鈣泵,分布于所有真核細(xì)胞的質(zhì)膜和某些細(xì)胞器(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體和液泡)膜上。每分解一個(gè)ATP分子,泵出2個(gè)Ca2+。作用:維持細(xì)胞內(nèi)較低的鈣離子濃度u V-type:廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞溶酶體膜和植物液泡膜上。功能是利用ATP水解供能從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中泵出H+進(jìn)入細(xì)胞器。維持基質(zhì)pH值中性而細(xì)胞器內(nèi)酸性的pH值。u F-type:位于細(xì)菌質(zhì)膜,線粒體內(nèi)膜和葉綠體的類囊體膜上,能利用質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)( H+濃度梯度)合成ATP,因此也叫
12、H+-ATP合成酶,參與氧化磷酸化和光合磷酸化作用。四、協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)的種類和特征u 協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn):是一類靠間接消耗ATP提供能量完成的主動(dòng)運(yùn)輸方式,需要鈉鉀泵(或質(zhì)子泵)與載體蛋白的協(xié)同作用。u 協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)跨膜運(yùn)動(dòng)所需要的能量來自膜兩側(cè)離子的電化學(xué)濃度梯度,而維持這種電化學(xué)勢(shì)的是鈉鉀泵或質(zhì)子泵。第六章 細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換u 光合作用中電子傳遞的復(fù)合物:光系統(tǒng)I、光系統(tǒng)II及細(xì)胞色素b6 f復(fù)合物(唯一的 H+-pump)個(gè)光系統(tǒng)含有兩個(gè)主要成分:捕光復(fù)合物(LHC ) 和反應(yīng)中心復(fù)合物u 葉綠體中ATP合酶即CF1-F0偶聯(lián)因子,結(jié)構(gòu)類似于線粒體ATP合酶。u 光合磷酸化類型:非循環(huán)光合磷酸化,指由光
13、驅(qū)動(dòng)的電子從H2O開始,經(jīng)PSII、Cytb6f復(fù)合物和PSI最后傳遞到NADP+;循環(huán)光合磷酸化:當(dāng)植物在缺乏NADP+時(shí),高能電子在PS被光能激發(fā)后經(jīng)cytb6f 復(fù)合物又返回到PSu 半自主性細(xì)胞器:自身含有遺傳物質(zhì)及其表達(dá)系統(tǒng)(自主性);但編碼的遺傳信息十分有限,其RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯、自身構(gòu)建和功能發(fā)揮等必須依賴核基因組編碼的遺傳信息(自主性有限)。第七章 真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的涵義和主要功能u 用差速離心分離真核細(xì)胞勻漿物組分,先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞質(zhì)膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)后,存留在上清液中的胞質(zhì)溶液稱為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。u 細(xì)胞質(zhì)
14、基質(zhì)的功能:進(jìn)行細(xì)胞中間代謝:糖酵解、磷酸戊糖途徑、 糖醛酸途徑、糖原合成與部分分解過程、蛋白質(zhì)和脂肪酸的合成等。 與細(xì)胞質(zhì)骨架相關(guān)的功能: 細(xì)胞質(zhì)骨架作為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)成分,不僅與維持細(xì)胞形態(tài)、運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸及能量傳遞有關(guān),而且構(gòu)成細(xì)胞基質(zhì)的結(jié)構(gòu)體系。細(xì)胞基質(zhì)與骨架蛋白分子間選擇性結(jié)合,使大分子錨定在細(xì)胞骨架三維空間的特定區(qū)域。此外,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中還進(jìn)行著蛋白質(zhì)的修飾、分選、轉(zhuǎn)運(yùn)和降解等多種功能。二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能u 參與細(xì)胞內(nèi)多種功能活動(dòng)。除核酸外,細(xì)胞內(nèi)一系列重要生物大分子如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類均在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。u 粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER)的主要功能是合成分泌性蛋白質(zhì)和多種膜蛋白。因此在分
15、泌細(xì)胞(如胰腺腺泡細(xì)胞)和漿細(xì)胞(分泌抗體)中非常發(fā)達(dá)。u 光面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER)的是細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所。合成細(xì)胞所需的磷脂和膽固醇在內(nèi)的幾乎全部膜脂(鞘磷脂和糖脂的合成例外)。其中最重要的磷脂是磷脂酰膽堿-卵磷脂。u 功能:1、蛋白質(zhì)的合成是糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能 2、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所3、蛋白質(zhì)的修飾與加工(糖基化、羥基化、酰基化、二硫鍵的形成) 4、新生肽鏈的折疊與組裝5、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的其它作用1)解毒 2) 調(diào)節(jié)血糖濃度3) 儲(chǔ)存鈣離子4) 支撐作用三、高爾基體的功能1、高爾基體與細(xì)胞分泌活動(dòng) 2、蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾 3、參與蛋白酶水解四、溶酶體的功能1、自體吞噬:即清除
16、無用的生物大分子、衰老的細(xì)胞器、衰老、損傷和死亡的細(xì)胞2、防御功能 :防御是某些細(xì)胞特有的功能,可以識(shí)別并吞噬入侵的細(xì)菌和病毒,在溶酶體中將其殺死,并一步降解。3、其它生理功能:為細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)、參與細(xì)胞凋亡、參與分泌過程的調(diào)節(jié)、頂體反應(yīng)溶酶體膜在成分上不同于其他生物膜,主要區(qū)別是: 嵌有質(zhì)子泵,將H+泵入溶酶體,維持內(nèi)部酸性環(huán)境; 膜蛋白高度糖基化,有利于防止自身膜蛋白降解; 具有多種載體蛋白,用于水解產(chǎn)物的外向轉(zhuǎn)運(yùn)。五、信號(hào)假說(Signal hypothesis):即分泌性蛋白質(zhì)在其N端信號(hào)序列的指導(dǎo)下轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,一邊合成一邊轉(zhuǎn)運(yùn),在合成結(jié)束之前,信號(hào)肽被除去。六、蛋白質(zhì)的分選的兩種
17、途徑1)共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)途徑:蛋白質(zhì)在游離核糖體上合成起始后,邊合成邊轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔,合成完成后經(jīng)高爾基體加工分裝運(yùn)至溶酶體、細(xì)胞質(zhì)膜或分泌到細(xì)胞外。(共轉(zhuǎn)運(yùn)中參與轉(zhuǎn)運(yùn)的信號(hào)序列稱為信號(hào)肽)2)翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑:首先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的核糖體上完成多肽鏈合成,然后再轉(zhuǎn)運(yùn)到各種細(xì)胞器(線粒體葉綠體、細(xì)胞核、過氧物酶體等)或者成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白。(后轉(zhuǎn)移中參與轉(zhuǎn)運(yùn)的信號(hào)序列(信號(hào)肽)稱為導(dǎo)肽)根據(jù)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)方式或機(jī)制,又可分為4大類:1)跨膜運(yùn)輸:蛋白質(zhì)通過跨膜通道進(jìn)入目的地。如核基因編碼,進(jìn)入線粒體、葉綠體、過氧 化物酶體的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。2)膜泡運(yùn)輸:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成、經(jīng)高爾基體加工和分裝,
18、以膜泡方式進(jìn)行的蛋白質(zhì)運(yùn)輸。3)門控運(yùn)輸:指蛋白質(zhì)通過核孔復(fù)合體的核輸入或核輸出過程。4)細(xì)胞基質(zhì)中進(jìn)行的蛋白質(zhì)運(yùn)輸:主要通過與細(xì)胞骨架完成第八章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一、基本概念u 細(xì)胞通訊:指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)(或配體)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞并與靶細(xì)胞相應(yīng)受體相互作用,通過細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)產(chǎn)生一系列生理生化變化,最終表現(xiàn)為細(xì)胞整體生物學(xué)效應(yīng)的過程。u 細(xì)胞通訊可概括為三種方式:1)化學(xué)通信 2)直接接觸 3)細(xì)胞連接u 信號(hào)分子:是細(xì)胞的信息載體,包括化學(xué)信號(hào)如激素、局部介質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)等,物理信號(hào)如聲、光、溫度變化等u 受體的概念:能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體(信號(hào)分子)的大分子物質(zhì)。當(dāng)與配體結(jié)合
19、后,通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)。 離子通道偶聯(lián)受體 G蛋白耦聯(lián)型受體 酶連受體 胞外信號(hào)介導(dǎo)的細(xì)胞通訊步驟細(xì)胞產(chǎn)生并合成信號(hào)分子;運(yùn)送信號(hào)分子到靶細(xì)胞;信號(hào)分子與靶細(xì)胞受體特異性結(jié)合導(dǎo)致受體激活;活化受體啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)一種或多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑;引發(fā)細(xì)胞功能、代謝或發(fā)育的改變信號(hào)的解除并導(dǎo)致細(xì)胞反應(yīng)終止。u 第二信使:指細(xì)胞外第一信使與其特異受體結(jié)合后,通過信息跨膜傳遞機(jī)制,在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的特定信使物質(zhì)。u 開關(guān)蛋白:細(xì)胞內(nèi)一類特殊蛋白質(zhì),能夠通過自身活性改變打開或關(guān)閉一種或多種信號(hào)通路。二、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的主要特性:特異性; 放大作用;信號(hào)終止與下調(diào)特性;對(duì)信號(hào)的整合作用。三、NO介導(dǎo)的信號(hào)
20、通路u 作用機(jī)理:神經(jīng)細(xì)胞乙酰膽堿血管內(nèi)皮細(xì)胞Ca2+濃度升高NO合酶活化NO平滑肌細(xì)胞鳥苷酸環(huán)化酶活化cGMP 蛋白激酶G活化肌動(dòng)-肌球蛋白復(fù)合物信號(hào)通路被抑制 平滑肌舒張血管擴(kuò)張、血流通暢。四、G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路cAMP信號(hào)通路激素 G蛋白耦聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶 cAMP 調(diào)節(jié)酶活性代謝調(diào)控蛋白激酶A 激活基因調(diào)控蛋白調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄磷脂酰肌醇信號(hào)通路該通路主要通過磷脂酶C(phospholipase, PLC)完成,即胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面受體結(jié)合,通過G蛋白激活質(zhì)膜上的磷脂酶C異構(gòu)體(PLC-),使質(zhì)膜上磷脂酰肌醇-4-5-二磷酸磷(PIP2)水解成肌醇-1-4-5-三
21、磷酸(IP3)和二酰甘油基(diacylglycerol, DAG)。(三)G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)離子通道的調(diào)控五、受體酪氨酸激酶(RTKs)及RTK-Ras蛋白信號(hào)通路u RTK介導(dǎo)的信號(hào)通路具有廣泛功能,包括調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖與分化、促進(jìn)細(xì)胞存活,調(diào)節(jié)與校正細(xì)胞代謝。主要功能是控制細(xì)胞生長(zhǎng)、分化而不是調(diào)控細(xì)胞中間代謝。u 傳遞途徑:配體與受體結(jié)合受體二聚化受體本身的酪氨酸殘基磷酸化激酶活化一系列磷酸級(jí)聯(lián) 反應(yīng)細(xì)胞生理或基因表達(dá)的改變。u 傳導(dǎo)特點(diǎn):1) 不需要偶聯(lián)蛋白(G蛋白),直接由受體本身的酪氨酸蛋白激酶的激活來完成跨膜信號(hào)傳遞。2) 具有自身磷酸化的能力。第九章 細(xì)胞骨架一、細(xì)胞骨架: 電鏡下
22、經(jīng)非離子去垢劑處理后,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)觀察到的一個(gè)纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。狹義:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中微絲、微管和中間纖維-細(xì)胞質(zhì)骨架。廣義:包括膜骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架、核骨架 、核纖層和細(xì)胞外基質(zhì) 二、列表比較3種細(xì)胞骨架在組成,結(jié)構(gòu),分布和功能方面的不同(見作業(yè)本)第十章 細(xì)胞核與染色體一、核孔復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特征和功能核孔復(fù)合體:鑲嵌在細(xì)胞膜上由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的呈圓形或八角形的特殊的跨膜運(yùn)輸?shù)鞍讖?fù)合體。u 核孔復(fù)合體主要4種結(jié)構(gòu)組分:核質(zhì)環(huán)、胞質(zhì)環(huán)、輻(柱狀亞單位 腔內(nèi)亞單位 環(huán)帶亞單位)、栓。u 核孔復(fù)合體的功能: 物質(zhì)交換的雙向性、雙功能親水通道雙功能:兩種運(yùn)輸方式,被動(dòng)擴(kuò)散(自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散)和主動(dòng)運(yùn)輸(生物
23、大分子的核質(zhì)分配的主要方式,具有高度的選擇性)。雙向性:介導(dǎo)蛋白質(zhì)的入核轉(zhuǎn)運(yùn),又介導(dǎo)RNA、核糖核蛋白顆粒的出核轉(zhuǎn)運(yùn)。u 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪x擇性主要表現(xiàn)在三方面: 1)對(duì)運(yùn)輸顆粒大小的限制。 2)這種主動(dòng)運(yùn)輸是一個(gè)信號(hào)識(shí)別與載體介導(dǎo)的過程,需要消耗ATP能量,并表現(xiàn)出飽和動(dòng)力學(xué)特征。3)具有雙向性,即核輸入與核輸出。 u 核定位信號(hào) (nuclear localization signal,NLS) :引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核、具有 “定向”、“定位” 作用的信號(hào)序列。核定位信號(hào)與信號(hào)肽的區(qū)別:1、NLS序列存在于親核蛋白的不同部位,對(duì)連接的蛋白質(zhì)無特殊要求 。2、在指導(dǎo)完成核輸入后不被切除。二、染色質(zhì)
24、的組成u 染色質(zhì)DNA類型:1)蛋白編碼序列 2)編碼rRNA、tRNA、snRNA 和 組蛋白的串聯(lián)重復(fù)序列。3)含有重復(fù)序列的DNA 4)未分類的間隔DNA。 u 染色質(zhì)蛋白:組蛋白和非組蛋白 1、組蛋白是真核生物染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)蛋白,富含帶正電荷的Arg和 Lys等堿性氨基酸,屬堿性蛋白質(zhì),可與酸性的DNA緊密結(jié)合;主要參加核小體的形成,形成染色質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。2、非組蛋白的特性1)具有多樣性:占染色質(zhì)蛋白的 6070,代謝周轉(zhuǎn)快,具有種屬和組織特異性。包括參與核酸代謝和修飾的酶、HMG蛋白、染色體支架蛋白和基因表達(dá)調(diào)控蛋白等。2)能識(shí)別特異的DNA序列:通過氫鍵和離子鍵。3)功能多樣性:
25、基因表達(dá)調(diào)控和染色體高級(jí)結(jié)構(gòu)形成。4)非組蛋白含有較多天冬氨酸、谷氨酸,帶負(fù)電荷,屬酸性蛋白質(zhì)。三、核小體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(由組蛋白核心顆粒和DNA連結(jié)線兩部分組成) 1、每個(gè)核小體包括DNA超螺旋和一個(gè)組蛋白八聚體及一個(gè)分子組蛋白H1。 2、組蛋白八聚體構(gòu)成核小體的盤狀核心顆粒 3、組蛋白H1在核心顆粒外結(jié)合額外20bp DNA,鎖住核小體DNA的進(jìn)出端,起穩(wěn)定核小體的作用。 4、兩個(gè)相鄰核小體之間以連線 DNA 相連。5、組蛋白與DNA之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的,基本不依賴于核苷酸的序列特異性,實(shí)驗(yàn)表明,核小體具有自組裝(self-assemble)的性質(zhì)。6、核小體沿DNA的定位受不同因素的
26、影響,通過核小體相位改變可影響基因表達(dá) 。四、活性染色質(zhì)(具有轉(zhuǎn)錄活性)的特性1、活性染色質(zhì)具有DNase I 超敏感位點(diǎn)2、活性染色質(zhì)在生化上具有特殊性:1)很少有組蛋白H1結(jié)合;2)4種核心組蛋白乙?;潭雀?;3)核小體組蛋白H2B很少被磷酸化;4)核小體組蛋白H2A在許多物種很少出現(xiàn)變異;5)HMG14和HMG17為活性染色質(zhì)所特有。3、活性染色質(zhì)在組蛋白修飾上的特殊性:乙酰化一般是活性染色質(zhì)的標(biāo)志,而甲基化和磷酸化則在活性染色質(zhì)和非活性染色質(zhì)中都有五、染色體DNA的三種功能元件:1、自主復(fù)制DNA序列 2、著絲粒DNA序列 3、端粒DNA序列 第十二章 細(xì)胞增殖及其調(diào)控一、細(xì)胞周期中各
27、個(gè)不同時(shí)相及其主要事件1、G1期:多種物質(zhì)如蛋白質(zhì)、RNA、碳水化合物、脂類等的合成,為細(xì)胞生長(zhǎng)和染色質(zhì)復(fù)制進(jìn)行物質(zhì)準(zhǔn)備。2、S期: 1)DNA復(fù)制與組蛋白的同步合成;2)核小體組裝成串珠結(jié)構(gòu)。3、G2期:繼續(xù)合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNA分子。4、M期:即細(xì)胞分裂期,真核細(xì)胞的細(xì)胞有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。u 有絲分裂過程1、前期:第一個(gè)特征:染色質(zhì)開始濃縮 ;第二個(gè)特征:中心體分裂極的確立與紡錘體開始裝配;晚前期,動(dòng)粒形成;核仁解體、核膜消失標(biāo)志著前期結(jié)束前中期的開始。.2、前中期:1)染色體進(jìn)一步凝聚凝縮,變短變粗;隨著動(dòng)粒的形成,紡錘體進(jìn)一步裝配; 2)染色
28、體通過動(dòng)粒附著于紡錘體微管并移向赤道板。3、中期:所有染色體排列到赤道板上,標(biāo)志著細(xì)胞分裂已進(jìn)入中期。(著絲粒微管動(dòng)態(tài)平衡形成的張力確保了染色體正確排列在赤道板上)4、后期:姊妹染色單體分開并移向兩極的時(shí)期,當(dāng)子染色體到達(dá)兩極后,標(biāo)志這一時(shí)期結(jié)束。(后期 A:動(dòng)粒微管去裝配變短,染色體產(chǎn)生兩極運(yùn)動(dòng)。后期 B:極間微管長(zhǎng)度增加,兩極之間的距離逐漸拉長(zhǎng),介導(dǎo)染色體向極運(yùn)動(dòng)。)5、末期:1)核膜開始重新組裝 。2)高爾體和核糖體重新形成并生長(zhǎng)。3)核仁也開始重新組裝,RNA 合成功能逐漸恢復(fù),有絲分裂結(jié)束。 u 減數(shù)分裂過程1)前期 I細(xì)線期:又稱為凝縮期。染色質(zhì)凝縮成細(xì)絲狀,具有念珠狀的染色粒。偶
29、線期:又稱配對(duì)期。同源染色體配對(duì),即聯(lián)會(huì),形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體。粗線期:又稱為重組期。同源染色體配對(duì)完成,染色體進(jìn)一步縮短、變粗,結(jié)合緊密,非姊妹染色單體之間發(fā)生交叉和交換,合成減數(shù)分裂專有的組蛋白。雙線期:染色體進(jìn)一步縮短。聯(lián)會(huì)的染色體相互排斥、開始分離,聯(lián)會(huì)復(fù)合體解體。終變期: 染色體變短、變粗,形成短棒狀結(jié)構(gòu),是觀察染色體的良好時(shí)期。2)中期 I:仁消失,核被膜解體,標(biāo)志前期I結(jié)束進(jìn)入中期I 紡錘體組裝(類似有絲分裂)。染色體排列在赤道面上。3)后期 I:兩條同源染色體分開,分別向兩極移動(dòng),每一染色體有兩個(gè)染色單體4)末期 I:胞質(zhì)分裂和減數(shù)分裂間期1、前期 II:與有絲分裂的前期一樣,每個(gè)染
30、色體具有兩條染色單體。2、中期 II:染色體排列在赤道板上,紡綞絲附著在著絲粒上。3、后期 II:著絲??v裂,姐妹染色單體由紡綞絲拉向兩極。4、末期 II:4 個(gè)子細(xì)胞形成。二、與有絲分裂直接相關(guān)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)u 中心體:一種與微管組裝和細(xì)胞分裂密切相關(guān)的細(xì)胞器;兩個(gè)相互垂直的中心粒(9 組三聯(lián)體微管組成)和周圍不定形物組成;在細(xì)胞分裂中能夠進(jìn)行自我復(fù)制。u 動(dòng)粒與著絲粒:動(dòng)粒又稱著絲點(diǎn),是附著于著絲粒上的一種細(xì)胞結(jié)構(gòu),著絲粒是染色體主縊痕部位的染色質(zhì)。動(dòng)粒是著色粒三個(gè)結(jié)構(gòu)域之一(動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域、中央結(jié)構(gòu)域和配對(duì)結(jié)構(gòu)域);動(dòng)粒外側(cè)附著紡錘體微管,每條中期染色體上含有兩個(gè)動(dòng)粒。u 紡錘體:由微管和微管
31、結(jié)合蛋白組成一種動(dòng)態(tài)、臨時(shí)性細(xì)胞裝置,在分裂細(xì)胞中牽引染色體的運(yùn)動(dòng)。紡錘體有三種微管結(jié)構(gòu): 極體微管:負(fù)責(zé)將兩極推開。 著絲點(diǎn)微管:由中心體發(fā)出,連接在著絲點(diǎn)上,負(fù)責(zé)將染色體牽引到紡錘體上。 星體微管:由中心粒放射出來的微管。植物沒有中心粒和星體,其紡錘體稱無星紡錘體。參與中心體的分離和染色體移動(dòng)的馬達(dá)蛋白:驅(qū)動(dòng)蛋白、動(dòng)力蛋白。三、減數(shù)分裂的特點(diǎn):1)減數(shù)分裂I發(fā)生同源染色體分離,導(dǎo)致染色體數(shù)目減半。2)較長(zhǎng)、變化復(fù)雜的前期I 是減數(shù)分裂的另一顯著特征。四、細(xì)胞周期的調(diào)控u 成熟促進(jìn)因子(MPF):MPF是細(xì)胞分裂促進(jìn)因子,具有恢復(fù)細(xì)胞分裂的能力,主要活動(dòng)于M期,在S期基本處非活性狀態(tài)。MPF
32、由兩個(gè)亞基組成:Cdc2蛋白和周期蛋白(大的調(diào)節(jié)亞基)。當(dāng)兩者結(jié)合后并被特定蛋白質(zhì)激活才能表現(xiàn)出激酶活性,其中,Cdc2為其催化亞單位,周期蛋白為其調(diào)節(jié)亞單位。u 周期蛋白:周期蛋白在細(xì)胞周期不同時(shí)期出現(xiàn)和表達(dá),影響細(xì)胞周期進(jìn)程;不同的周期蛋白在細(xì)胞周期中表達(dá)的時(shí)間不同,并與不同的CDK結(jié)合,調(diào)節(jié)不同的CDK激酶活性u(píng) CDK:Cdc 與細(xì)胞周期蛋白結(jié)合才具有激酶的活性,故名細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)。Cdc2是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的蛋白激酶,又被稱為CDK1,可將特定蛋白磷酸化,促進(jìn)細(xì)胞周期運(yùn)行。u CDKI:CDK激酶抑制物,對(duì)CDK激酶活性起負(fù)性調(diào)控。u G2/M期轉(zhuǎn)化與CDK1激酶的關(guān)鍵
33、性調(diào)控作用CDK1激酶即MPF或 p34cdc2激酶,由p34cdc2(或p34cdc28)蛋白和周期蛋白B結(jié)合而成。 p34cdc2蛋白在細(xì)胞周期中的含量相對(duì)穩(wěn)定,而周期蛋白B的含量則成周期性變化。 周期蛋白B從G1晚期開始合成,經(jīng)S期到G2期含量最大,CDK1活性也隨之變化。 CDK1通過使某些蛋白質(zhì)磷酸化,改變下游的某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)并啟動(dòng)其功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié);u APC:后期促進(jìn)因子,在M的中期當(dāng) MPF 活性達(dá)到最高時(shí),激活A(yù)PC。介導(dǎo)兩類蛋白降解: Anaphase Inhibitors 和Mitotic Cyclin。前者維持姐妹染色單體粘連,抑制后期啟動(dòng);后者的降解意味著
34、有絲分裂即將結(jié)束,即染色體開始去凝集,核膜重建。 第十三章 程序化細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老一、細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡是一個(gè)主動(dòng)的、由基因決定的自動(dòng)結(jié)束生命過程,是生物為更好適應(yīng)環(huán)境進(jìn)行的程序性細(xì)胞死亡動(dòng)物細(xì)胞的死亡方式主要包括:1)凋亡;2)壞死;3)自噬。1、重要特征:1)質(zhì)膜保持完整,內(nèi)含物不外泄,不引發(fā)機(jī)體炎癥反應(yīng); 2)需要ATP提供能量,是一個(gè)耗能的過程。2、生物學(xué)作用: 清除沒有用的細(xì)胞:這種細(xì)胞大多在發(fā)育早期階段死亡; 清除多余細(xì)胞:在發(fā)育過程中某些細(xì)胞產(chǎn)生過多,則多余細(xì)胞死亡; 清除發(fā)育不正常的細(xì)胞; 清除已完成任務(wù)的細(xì)胞; 清除有害的細(xì)胞。3、生理意義:1)動(dòng)物個(gè)體的正常發(fā)育、自穩(wěn)態(tài)維持
35、、免疫耐受的形成、腫瘤監(jiān)控等多種生理及病理過程具有重要意義。2)細(xì)胞凋亡失調(diào)會(huì)引起多種疾?。杭?xì)胞凋亡不足會(huì)引起腫瘤等疾??;凋亡過度會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫功能喪失、自身免疫疾病或炎癥如艾滋病。多種急性或慢性疾病如敗血病、心肌梗塞、急性肝損傷、帕金森綜合癥等都與過度細(xì)胞凋亡有關(guān)4、形態(tài)學(xué)特征 染色質(zhì)聚集、分塊、位于核膜上,胞質(zhì)凝縮,最后核斷裂,細(xì)胞通過出芽的方式形成許多凋亡小體; 凋亡小體內(nèi)有結(jié)構(gòu)完整的細(xì)胞器,還有凝縮的染色體,可被鄰近細(xì)胞吞噬消化,因始終有膜封閉,沒有內(nèi)溶物釋放,故不會(huì)引起炎癥;核酸內(nèi)切酶活化,導(dǎo)致染色質(zhì) DNA 在核小體連接部位斷裂,形成約200 bp 整數(shù)倍的核酸片段,凝膠電泳圖譜呈
36、梯狀;凋亡細(xì)胞中仍需要合成一些蛋白質(zhì),但是在壞死細(xì)胞中ATP和蛋白質(zhì)合成受阻或終止;凋亡通常是生理性變化,而細(xì)胞壞死是病理性變化。二、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的區(qū)別區(qū)別點(diǎn) 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞壞死起因 生理或病理性 病理性變化或劇烈損傷 范圍 單個(gè)散在細(xì)胞 大片組織或成群細(xì)胞 細(xì)胞膜 保持完整,一直到形成凋亡小體 破損 染色質(zhì) 凝聚在核膜下呈半月狀 呈絮狀 細(xì)胞器 無明顯變化 腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)崩解 細(xì)胞體積 固縮變小 腫脹變大 凋亡小體 有,被鄰近細(xì)胞或巨噬細(xì)胞吞噬 無,細(xì)胞自溶,殘余碎片被巨噬細(xì)胞吞噬基因組DNA 有控降解,電泳圖譜呈梯狀 隨機(jī)降解,電泳圖譜呈涂抹狀 蛋白質(zhì)合成 有 無 調(diào)節(jié)過程 受基因調(diào)控
37、 被動(dòng)進(jìn)行 炎癥反應(yīng) 無,不釋放細(xì)胞內(nèi)容物 有,釋放內(nèi)容物。三、細(xì)胞衰老細(xì)胞衰老一般是指復(fù)制衰老,即體外培養(yǎng)的正常細(xì)胞經(jīng)有 限次數(shù)分裂后,停止分裂,形態(tài)和生理代謝發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象1、衰老細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)特征1)細(xì)胞核變化:隨著分裂的進(jìn)行,細(xì)胞核體積增大、染色質(zhì)固縮。2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)變化: 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)成分彌散地分散于核周胞質(zhì)中,且總量減少。3)線粒體變化:隨年齡增大,線粒體的數(shù)量減少,體積增大。4)致密體生成:溶酶體數(shù)目增加體積增大,色素積累,形成老年斑。5)膜系統(tǒng)變化:膜流動(dòng)性降低,物質(zhì)運(yùn)輸功能下降,細(xì)胞連接也變異。6)細(xì)胞總變化:水分減少,酶活性降低,細(xì)胞萎縮,細(xì)胞體積變小。2、復(fù)制衰老機(jī)制 1)細(xì)胞
38、增殖次數(shù)與端粒DNA長(zhǎng)度有關(guān):端粒是染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu),其DNA由簡(jiǎn)單的串聯(lián)重復(fù)序列組成。 正常體細(xì)胞染色體的端粒DNA會(huì)隨細(xì)胞分裂次數(shù)增加而不斷縮短,當(dāng)縮短到一定程度至Hayflick點(diǎn)時(shí),會(huì)啟動(dòng)DNA損傷檢測(cè)點(diǎn),通過一系列機(jī)制導(dǎo)致細(xì)胞不可逆地退出細(xì)胞周期,走向衰亡。2) 端粒的長(zhǎng)度與端粒酶活性有關(guān) 端粒酶是一種反轉(zhuǎn)錄酶,由RNA和蛋白質(zhì)組成。能以自身的RNA為模板合成端粒DNA,避免了隨細(xì)胞分裂引起的端粒DNA縮短。研究發(fā)現(xiàn),抑制端粒酶的活性能引發(fā)癌細(xì)胞的衰老,因此端粒被看作細(xì)胞的“分子時(shí)鐘”。在性母細(xì)胞、干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中,端粒酶具有較高的活性,而在正常體細(xì)胞中則活性很低,呈抑制狀
39、態(tài)。第十四章細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控一、細(xì)胞分化u 概念:指?jìng)€(gè)體發(fā)育中,由一 種相同類型細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂后逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上形成穩(wěn)定性差異,產(chǎn)生不同細(xì)胞類群的過程。u 實(shí)質(zhì)是基因的差別表達(dá),即通過選擇性表達(dá)專一性蛋白質(zhì)導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的差異。兩個(gè)基本機(jī)制是細(xì)胞分裂的不對(duì)稱性和細(xì)胞間的相互作用。二、兩大類基因1)管家基因:與細(xì)胞分化無關(guān),但與生存密切相關(guān)的基因,是所有細(xì)胞中均要表達(dá)的一類基因,其產(chǎn)物對(duì)維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)所必需。2)奢侈基因,或稱組織特異性基因:與細(xì)胞分化有關(guān),但不影響細(xì)胞存活的基因,是不同的類型細(xì)胞進(jìn)行特異性表達(dá)的基因,其產(chǎn)物賦予各種細(xì)胞特異的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和特異功能。
40、三、干細(xì)胞是一類具有分裂和分化能力的細(xì)胞,即具有多潛能性(喪失了發(fā)育成個(gè)體的能力,僅具有分化成有限細(xì)胞類型及構(gòu)建組織的潛能)的細(xì)胞。u 根據(jù)分化能力,分為全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和單能干細(xì)胞。u 根據(jù)個(gè)體發(fā)育過程中出現(xiàn)的先后次序,可分為胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。四、細(xì)胞全能性:細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體的潛能或特性。五、真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控 1)轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控; 2)加工水平的調(diào)控;3)翻譯水平的調(diào)控;4)翻譯后水平的調(diào)控 啟動(dòng)子是位于基因上游的一個(gè)調(diào)節(jié)區(qū),與RNA聚合酶結(jié)合,開啟基因轉(zhuǎn)錄和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄效率增強(qiáng)子是位于所作用的基因上游或下游的一段調(diào)控序列,無論距離長(zhǎng)短或是否倒置,均能通過
41、影響啟動(dòng)子而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。六、腫瘤細(xì)胞是動(dòng)物體內(nèi)因分裂調(diào)節(jié)失控而無限增殖的細(xì)胞,具有轉(zhuǎn)移能力的腫瘤為惡性腫瘤,上皮組織的惡性腫瘤稱為癌(也為惡性腫瘤的通用名稱)癌細(xì)胞的形態(tài)特征1)核質(zhì)比顯著高于正常細(xì)胞,可達(dá)1:1;核形態(tài)不一,出現(xiàn)巨核、雙核或多核現(xiàn)象。核內(nèi)染色體呈非整倍態(tài),有些染色體缺失;2)線粒體表現(xiàn)為不同的多型性、腫脹、增生;3)細(xì)胞骨架紊亂,某些成分減少,骨架組裝不正常。細(xì)胞表面特征改變,產(chǎn)生腫瘤相關(guān)抗體癌細(xì)胞的基本生物學(xué)特征1)生長(zhǎng)與分裂失去控制:具無限增殖能力,成為“永生” 細(xì)胞。2)具有侵潤(rùn)性和擴(kuò)散性: -癌細(xì)胞間粘著性下降,具有侵潤(rùn)性和擴(kuò)散性,這也是惡性腫瘤細(xì)胞(癌 細(xì)胞)與良性腫
42、瘤的最大區(qū)別。 -分化程度低于良性腫瘤細(xì)胞,且失去了許多原組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。3)細(xì)胞間相互作用改變:表達(dá)一些水解酶類,異常表達(dá)表面抗原,破壞原有的細(xì)胞識(shí)別,不斷產(chǎn)生新的細(xì)胞連接。4)基因表達(dá)及其調(diào)控方式改變:纖連蛋白減少、蛋白激酶Src轉(zhuǎn)錄因子Myc等過表達(dá),且產(chǎn)生一些胚胎細(xì)胞蛋白;具有較高端粒酶活性;呈現(xiàn)出異質(zhì)性特征。癌基因:控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的正?;虻囊环N突變形式, 能引起正常細(xì)胞癌變。它存在于人類、動(dòng)物細(xì)胞及致癌病毒基因組內(nèi)。正常細(xì)胞內(nèi)為生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)因子受體、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分、細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白、轉(zhuǎn)錄因子、DNA修復(fù)蛋白基因。抑癌基因:正常細(xì)胞基因組內(nèi)存在的抑制腫瘤發(fā)生的
43、基因。正常情況下,抑癌基因?qū)?xì)胞增殖有負(fù)調(diào)控作用、編碼蛋白常在細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)上阻止周期進(jìn)程。這類基因的功能是抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和促進(jìn)細(xì)胞分化。腫瘤干細(xì)胞:腫瘤組織中數(shù)量稀少的癌細(xì)胞,在腫瘤形成過程中充當(dāng)干細(xì)胞的角色,具有自我更新、增殖和分化的潛能,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移中起著重要作用。第十五章 細(xì)胞社會(huì)的聯(lián)系 -細(xì)胞連接、細(xì)胞黏著和細(xì)胞外基質(zhì)一、細(xì)胞連接是細(xì)胞質(zhì)膜的特化區(qū)域,通過膜蛋白、細(xì)胞支架蛋白和細(xì)胞基質(zhì)形成的細(xì)胞與細(xì)胞間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間的連接結(jié)構(gòu)(一) 封閉連接(緊密,間壁連接在無脊椎動(dòng)物)緊密連接是封閉連接的主要形式,由圍繞在細(xì)胞四周的“焊接線”( 嵴線)形成。相鄰細(xì)胞的嵴線相互交聯(lián)封閉了細(xì)胞之間的間隙。分布:一般存在于上皮細(xì)胞之間,是小腸上皮細(xì)胞之間的閉鎖區(qū)琙。結(jié)構(gòu):1)相鄰細(xì)胞之間的質(zhì)膜緊密結(jié)合,沒有縫隙。 2) 連接區(qū)域具有嵴線,由串聯(lián)的跨膜蛋白組成,可阻止水分子通過。 功能:1)形成滲透屏障,起重要的封閉作用;它能封閉相鄰細(xì)胞間的接縫,防止溶液中的分子沿細(xì)胞間隙滲入體內(nèi),存在于上皮細(xì)胞間、血管內(nèi)皮細(xì)胞間, 如腦血屏障和睪血屏障。 2)形成上皮細(xì)胞質(zhì)膜蛋白與膜脂分子側(cè)向擴(kuò)散屏障,維持上皮細(xì)胞的極性,使游
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