細胞生物學(xué)(王金發(fā))

1、2016年考研細胞生物學(xué)王金發(fā) 主編 系列一：章節(jié)總結(jié)匯編系列二：章節(jié)課后問答題解析 科學(xué)教育出版社系列一：章節(jié)總結(jié)匯編第一章 細胞概述1. 細胞生物學(xué)的概念以及研究內(nèi)容1.1概念 研究細胞及其生物學(xué)功能的科學(xué)。1.2研究內(nèi)容 以細胞為研究對象，從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平三個層次，以動態(tài)的觀點研究細胞和細胞器結(jié)構(gòu)和功能、細胞生活史和各種生命活動規(guī)律的學(xué)科。2. 細胞生物學(xué)的發(fā)展簡史細胞生物學(xué)的發(fā)展大致分為四個時期：2.1細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學(xué)說的創(chuàng)立2.1.1 1665年，胡克利用自己制造的顯微鏡觀察櫟樹軟木塞切片，觀察到蜂窩狀小室（死細胞），并將其稱為“cella”。1674年，列文

2、虎克利用自制的高倍顯微鏡，第一次觀察到了完整的活細胞。2.2.2施萊登、施旺提出了細胞學(xué)說，即地球上的生物都是由細胞構(gòu)成的，所有的生活細胞在結(jié)構(gòu)上都是類似的。后由威爾肖補充，所有的細胞都是來自于已有的細胞的分裂。細胞學(xué)說創(chuàng)立論證了生物界的統(tǒng)一性和生命的共同起源。2.2細胞學(xué)的經(jīng)典時期1875-1900年，細胞學(xué)說的推動，固定和染色技術(shù)、顯微鏡技術(shù)的發(fā)展，使細胞生物學(xué)有了進一步的發(fā)展，集中在細胞結(jié)構(gòu)組成以及分裂方面。2.3實驗細胞學(xué)時期此時期的特點是利用實驗的手段從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)、遺傳發(fā)育機制的研究，并且同相鄰學(xué)科互相滲透，互相發(fā)展。2.4細胞生物學(xué)概念的提出1965年，

3、derobetis將其編著的普通細胞學(xué)改為細胞生物學(xué)，標(biāo)志細胞生物學(xué)的誕生。3. 細胞概述 3.1細胞的共性3.1.1 細胞結(jié)構(gòu)的共性：都具有選擇性的膜結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)、核糖體。 選擇性膜結(jié)構(gòu)能夠維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性，使物質(zhì)、能量、信息交流等穩(wěn)定進行；細胞都具有遺傳物質(zhì)，最早的遺傳物質(zhì)是RNA，后逐漸進化形成DNA；細胞具有核糖體，保證遺傳信息能夠正常表達。3.1.2 細胞功能的共性：遺傳信息流；繁殖；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)式的生化反應(yīng)和諧體。細胞遺傳信息的復(fù)制、表達；細胞都能進行新陳代謝，新陳代謝即是由酶促反應(yīng)構(gòu)成及酶調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。3.1.3 細胞形態(tài)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)和功能的協(xié)調(diào)適應(yīng)。細胞的大小維持恒定，受三方面

4、的限制：細胞表面積與體積的比例，以維持與環(huán)境正常的物質(zhì)、能量、信息交流速度；細胞核的能力范圍，協(xié)調(diào)細胞內(nèi)各種功能的實現(xiàn)；維持細胞生命活動所需的酶和蛋白質(zhì)最低量。3.2細胞的分子基礎(chǔ)水、無機鹽、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、核酸等。水的物理化學(xué)特性：水具有極性，能夠形成氫鍵；高比熱，蒸發(fā)熱；高表面張力，內(nèi)聚力；水在細胞中的功能：溶劑，反應(yīng)介質(zhì)；結(jié)構(gòu)成分；參與新陳代謝反應(yīng)；3.3細胞結(jié)構(gòu)體系的組裝3.3.1 生物分子組裝成細胞，粗略地分為四級：小分子有機物的形成；小分子有機物構(gòu)成生物大分子；生物大分子組裝成細胞的高級結(jié)構(gòu)；高級結(jié)構(gòu)以及生物大分子組裝成細胞器、細胞。3.3.2 組裝模式假說有三種：模版組裝；酶

5、效應(yīng)組裝；自組裝。3.4細胞的類型和結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成3.5 細胞生命的進化與非細胞生命體病毒結(jié)構(gòu)圖第二章細胞生物學(xué)研究方法細胞生物學(xué)以細胞為研究對象，從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平三個層次，以動態(tài)的觀點研究細胞和細胞器結(jié)構(gòu)和功能、細胞生活史和各種生命活動。1細胞結(jié)構(gòu)、成分的觀察-顯微成像技術(shù)原理：照明系統(tǒng)發(fā)出的光線或電子束通過樣品時，與樣品發(fā)生相互作用，其被改變的物理特征被肉眼觀察或通過探測器檢測而成像。分辨率：r=0.61/nsin；分辨極限：一定波長的射線不能用以探測比它本身波長短得多的結(jié)構(gòu)細節(jié)。1.1普通光學(xué)顯微鏡及樣品制備1.1.1各種光學(xué)顯微鏡普通光學(xué)顯微鏡熒光顯微鏡：利用紫外線

6、為光源照射樣品，使之發(fā)生熒光。相差顯微鏡：將不同成分的衍射系數(shù)改變?yōu)槊靼底兓?。暗視野顯微鏡：利用散射或衍射光增大反差。倒置顯微鏡：普通光學(xué)顯微鏡的倒置。1.1.2樣品制備取材、固定（殺死細胞，穩(wěn)定細胞的成分，形成一定硬度）、包埋、切片、染色、觀察。放射性自顯影：放射性同位素標(biāo)記、底片。1.2電子顯微鏡及其樣品制備1.2.1電子顯微鏡透射電子顯微鏡照明系統(tǒng)為電子束，電磁透鏡調(diào)整電子束的亮度與聚焦，真空系統(tǒng)保護電子槍等。掃描電子顯微鏡極狹窄電子束掃描樣品，利用樣品表面形成的二次電子信號成像。掃描透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡與掃描電子顯微鏡的結(jié)合：電子束掃描，透射電子成像。1.2.2樣品制備步驟：取

7、材、固定、包埋、切片（超薄切片）、染色（負染色等）、觀察（放在載網(wǎng)上）。負染色：利用重金屬鹽對樣品進行染色，電子密度高的重金屬鹽包埋了樣品中低電子密度的背景，增強了背景散射電子的能力以提高反差。噴鍍技術(shù)：以一定角度在樣品的表面鍍上一層金屬，增強背景和待觀察樣品反差的方法。冷凍斷裂復(fù)型和冷凍蝕刻：生物樣品在液氮中迅速冷凍，然后迅速放入冷凍裝置中，并迅速抽成真空，用冰刀切割，然后觀察切口表面；或?qū)⑵錅囟壬晕⑸?，使樣品中的冰升華，會在表面浮雕出細胞膜的超微結(jié)構(gòu)。1.3間接成像技術(shù)掃描隧道顯微鏡：利用量子力學(xué)的隧道效應(yīng)，探針尖端與樣品表面可產(chǎn)生隧道電流，其值與距離呈指數(shù)變化關(guān)系。原子力顯微鏡：掃描隧

8、道顯微鏡修改，利用探針原子與樣品表面的原子力的變化。X射線衍射技術(shù)：在原子分辨的水平上推測分子的結(jié)構(gòu)。2細胞成分的組成、分布-細胞化學(xué)技術(shù)2.1酶細胞化學(xué)技術(shù)初級反應(yīng)：細胞內(nèi)酶作用于底物產(chǎn)生初級反應(yīng)產(chǎn)物。捕捉反應(yīng)：初級反應(yīng)產(chǎn)物與捕捉劑相互作用，產(chǎn)生顯微鏡下可見的最終反應(yīng)產(chǎn)物。2.2免疫細胞化學(xué)技術(shù)利用免疫反應(yīng)定位組織或細胞中的抗原成分分布。包括免疫熒光技術(shù)和免疫電鏡技術(shù)。2.3其它顯微分光光度術(shù)、顯微熒光光度術(shù)用來對相關(guān)成分進行定性、定量、分布的觀察。核磁共振技術(shù)分析有機化合物結(jié)構(gòu)。3細胞及成分的分離-細胞分選技術(shù)、分離技術(shù)3.1細胞分選技術(shù)流式細胞儀：流室，激光光源，訊號檢測器，訊號分析部件

9、，無細胞液滴收集器。細胞分選過程：細胞液經(jīng)流室形成單細胞懸液，激光檢測帶有熒光標(biāo)記的細胞，信號檢測分析使液滴充電，經(jīng)電場分選進入無細胞液滴收集器。3.2分離技術(shù)3.2.1離心分離技術(shù)（1）速度離心分離細胞器和大分子在一定的離心速度下，不同大小的細胞器由于體積的不同，沉降速度也就不同，體積大的沉降快。差速離心：采取逐漸提高離心速度的方法分離不同大小的細胞器。移動區(qū)帶離心：利用蔗糖或甘油制備輕微的連續(xù)密度，較長時間的離心。建立密度梯度的原因使防止擴散，但任一組分的密度都大于連續(xù)密度的最大值。（2）等速度離心分離細胞器和大分子利用介質(zhì)產(chǎn)生一種密度梯度，覆蓋了待分離物質(zhì)的密度，通過離心使不同密度的顆粒

10、停留在相應(yīng)的介質(zhì)密度區(qū)。介質(zhì)可以是蔗糖或甘油，其密度較小，適于分離細胞器等；或利用CsCl，能夠自發(fā)建立密度梯度，同時密度比較大，適合分離DNA,RNA等。3.2.2層析分離技術(shù)根據(jù)混合物中各組分在物理化學(xué)性質(zhì)等方面的差異在固定相與流動相間進行反復(fù)多次的分配而得以使各組分的移動速度產(chǎn)生差異而分離。（1）凝膠過濾層析 根據(jù)蛋白質(zhì)的大小和形狀進行分離純化。（2）親和層析 根據(jù)生物分子中有些分子的特定結(jié)合特性分離純化成分。（3）離子交換層析 根據(jù)蛋白質(zhì)在不同pH環(huán)境下具有不同的帶電特性，而與固定相的特定電荷相互作用而分離純化。4細胞培養(yǎng)-細胞工程技術(shù) 在體外模擬體內(nèi)的生理環(huán)境，培養(yǎng)從機體取出的細胞。

11、4.1培養(yǎng)條件 注意三個環(huán)節(jié)：營養(yǎng)、生存環(huán)境、廢物的排除。4.2培養(yǎng)過程 原代細胞培養(yǎng)產(chǎn)生細胞系，再經(jīng)傳代培養(yǎng)得到具有特殊性質(zhì)或標(biāo)志的細胞株。4.3培養(yǎng)方法 懸浮培養(yǎng)、貼壁培養(yǎng)。5與其它學(xué)科結(jié)合的相關(guān)技術(shù)-單克隆抗體技術(shù)、顯微操作技術(shù)、分子生物學(xué)方法等5.1單克隆抗體技術(shù) B細胞與突變的骨髓腫瘤細胞發(fā)生細胞融合，產(chǎn)生既能產(chǎn)生單一抗體，又能不斷增殖的雜種細胞。5.2顯微操作術(shù) 用于對細胞的解剖手術(shù)及微量注射的技術(shù)。5.3分子生物學(xué)方法5.3.1基因工程選擇目的基因構(gòu)建工程質(zhì)粒，導(dǎo)入載體中表達，產(chǎn)生產(chǎn)品或進行基因功能的分析。5.3.2 PCR技術(shù)復(fù)制目的DNA片段。步驟：引物設(shè)計和合成、DNA模版

12、的制備、PCR反應(yīng)、產(chǎn)物的分離和純化。5.3.3選擇性基因Knockout和轉(zhuǎn)基因鼠目的基因插入正選擇標(biāo)記基因，末端插入負選擇標(biāo)記，導(dǎo)入胚胎干細胞，進行基因重組，然后篩選出正確重組的細胞，培養(yǎng)出雜種小鼠，經(jīng)過兩次交配得到純合的基因knockout鼠。5.3.4乳腺生物反應(yīng)器技術(shù)根據(jù)細胞生物學(xué)中蛋白質(zhì)的合成與分選的機理，結(jié)合基因工程技術(shù)、生物轉(zhuǎn)基因技術(shù)等，利用動物的乳腺分泌某種具有重要價值的基因產(chǎn)物。第三章 細胞質(zhì)膜與跨膜運輸3.1概述3.1.1定義幾個概念的區(qū)分：細胞質(zhì)膜、內(nèi)膜系統(tǒng)、生物膜；細胞質(zhì)、原生質(zhì)、細胞溶膠、原生質(zhì)體。（1） 細胞質(zhì)膜：包圍在細胞表面的細胞膜。內(nèi)膜系統(tǒng)：細胞內(nèi)部的封閉膜

13、結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為內(nèi)膜系統(tǒng)，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等。生物膜：包括細胞質(zhì)膜及膜系統(tǒng)。（2） 細胞質(zhì)：細胞膜內(nèi)，不包括細胞核的細胞部分。原生質(zhì)：細胞質(zhì)加上細胞核，即細胞膜內(nèi)的所有部分。胞質(zhì)溶膠：細胞勻漿經(jīng)超速離心除去所有細胞器和顆粒后的上清液部分，即不包括細胞器的細胞質(zhì)部分。 原生質(zhì)體：細胞膜加上原生質(zhì)。3.1.2質(zhì)膜功能 （1）屏障作用，保護細胞，并維持膜空間環(huán)境的相對穩(wěn)定性。 （2）參與細胞的識別、粘附，在細胞的遷移分化，細胞器、生物活性物質(zhì)的功能定位等過程中發(fā)揮重要的作用。（3）參與膜結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境之間物質(zhì)、能量、信息的交流。3.2膜結(jié)構(gòu)的研究材料紅細胞3.2.1紅細胞作為研究材料的特點（1）紅細胞數(shù)

14、量大，取材容易，價格便宜。（2）紅細胞的結(jié)構(gòu)簡單，成熟細胞內(nèi)沒有膜相細胞器，只有細胞質(zhì)膜。（2）紅細胞質(zhì)膜具有很大的變形性、柔韌性、可塑性。3.2.2紅細胞的膜結(jié)構(gòu) 3.2.2.1紅細胞研究 紅細胞的相關(guān)研究證明了細胞膜是包括脂的雙層結(jié)構(gòu)。3.2.2.2紅細胞結(jié)構(gòu)（1）紅細胞的膜骨架 結(jié)構(gòu)組成：由膜蛋白和細胞骨架，以及其它相關(guān)蛋白組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 功能：維持紅細胞的形狀，協(xié)助質(zhì)膜完成多種生理功能。（2）紅細胞膜蛋白的組成 主要由三種蛋白：帶3蛋白、血影蛋白、血型糖蛋白。帶3蛋白：二聚體的糖蛋白，多次穿膜蛋白。Cl-交換通道。 血影蛋白：膜下纖維狀蛋白，兩個亞基反向平行排列，螺旋狀，形成異二聚體

15、，兩個異二聚體頭頭連接形成四聚體。 膜骨架組織者，參與帶3蛋白與細胞骨架的連接。 血型糖蛋白：單次穿膜，細胞外結(jié)構(gòu)結(jié)合糖鏈，富含唾液酸。 多種類型，決定血型；唾液酸富含負電荷，可以防止紅細胞在循環(huán)過程中經(jīng)過狹小的血管時相互聚集沉積在血管中。 其它：肌動蛋白，細胞骨架成分，多個血影蛋白結(jié)合位點。 錨定蛋白，連接肌動蛋白與帶3蛋白。 帶4.1蛋白；內(nèi)收蛋白。 3.2.2.3脂質(zhì)體 紅細胞放在低滲溶液后制成的封閉膜結(jié)構(gòu)。 功能：（1）研究膜蛋白的功能。（2）制作打靶藥物。3.3細胞質(zhì)膜 3.3.1細胞質(zhì)膜的物質(zhì)基礎(chǔ)3.3.1.1脂質(zhì)（1）組成：包括三大類：磷脂、鞘脂、膽固醇。磷脂：結(jié)構(gòu) 分子極性頭端

16、：各種磷脂酰堿基。 分子疏水尾端：兩條鏈烴，14-24個偶數(shù)碳原子，有一條常有一個或幾個雙鍵。功能 構(gòu)成細胞膜的基本成分；鏈烴的長度和不飽和度的不同可以影響磷脂的相互位置，進而影響膜的流動性。鞘脂：鞘氨醇的衍生物。膽固醇：結(jié)構(gòu) 羥基團組成的極性頭部、非極性的類固醇環(huán)結(jié)構(gòu)、非極性的鏈烴尾部。動物中含量較高，植物中不存在。酵母中為麥角固醇。功能： 調(diào)節(jié)膜的流動性、加強膜的穩(wěn)定性。（2）膜脂的功能 膜基本骨架。 膜蛋白的溶劑。 為某些膜蛋白維持構(gòu)象，表現(xiàn)活性提供環(huán)境。3.3.1.2膜蛋白（1）組成按其位置分為三類：整合蛋白（穿膜蛋白）、膜旁蛋白、脂錨定蛋白。穿膜蛋白：一般以螺旋穿膜；細菌孔蛋白以折疊

17、片穿膜。膜旁蛋白：位于膜內(nèi)外表面，以非共價鍵與膜上脂類連接。脂錨定蛋白：與膜脂以共價鍵連接。 分為三類：在胞質(zhì)內(nèi)側(cè)，以Cys（?；?，Gly（異戊二烯化）連接；在胞質(zhì)外側(cè)，通過短的寡糖與GP相連。（2）功能 Transport;Catalyze;Conjuction;Receptor（3）膜蛋白的研究方法 膜蛋白的分離：去垢劑。 膜蛋白的位置測定：非通透性的試劑對蛋白質(zhì)進行標(biāo)記或修飾實驗進行測定。 膜蛋白的功能研究：構(gòu)建脂質(zhì)體。3.3.1.3膜糖 （1）組成 存在方式：大部分與膜蛋白共價形成糖蛋白，小部分與脂質(zhì)共價形成糖脂。與蛋白質(zhì)的連接方式有兩種：N-連接（天冬酰胺，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成），O-連接

18、（絲氨酸、蘇氨酸，高爾基體合成）。（2）功能 接觸抑制；信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；蛋白質(zhì)分選；細胞保護。 3.3.2膜的分子結(jié)構(gòu)3.3.2.1結(jié)構(gòu)模型 流動鑲嵌模型3.3.2.2膜不對稱性（1）表現(xiàn)：膜脂、膜蛋白、膜糖的不對稱性。包括分布，種類等的不對稱。（2）功能：保證了生命活動的方向性。（3）實驗證明：冷凍斷裂法；放射性標(biāo)記法（膜蛋白位置的測定）；脂酶處理法（外翻脂質(zhì)體）。3.3.2.3膜的流動性（1）表現(xiàn)：膜脂的流動性：側(cè)向擴散；旋轉(zhuǎn)；翻轉(zhuǎn)（翻轉(zhuǎn)酶）。 膜蛋白的流動性：膜蛋白一般不移動，除非行使功能，以保持構(gòu)象的穩(wěn)定；一些膜蛋白可以隨機移動；一些膜蛋白直接移動到細胞的另一處；移動距離小。（2）影響因素：

19、脂肪酸鏈：疏水尾小，流動快；不飽和鍵多，流動快。 膽固醇：相變溫度以上，限制膜流動性；相變溫度以下，增加膜的流動性 溫度：溫度高，流動性大。 （3）實驗證明：人鼠細胞融合實驗；淋巴細胞的成斑和成帽反應(yīng)；熒光漂白恢復(fù)；電子自旋共振譜技術(shù)。3.4膜的功能物質(zhì)運輸3.4.1膜運輸?shù)男问脚c特點 根據(jù)運輸時對ATP的需求，膜運輸形式分為兩大類：主動運輸和被動運輸。3.4.1.1被動運輸根據(jù)運輸時是否需要載體分為：擴散與促進擴散。（1） 擴散 定義：非電解質(zhì)在電化學(xué)梯度作用下，直接通過膜。影響因素：脂溶性，分子大小，帶電性。 氣體分子、小的不帶電極性分子、脂溶性分子易通過；大的不帶電的極性分子和各種帶電的

20、極性分子難通過。（2） 促進擴散定義：難通過的必需物質(zhì)在易化載體的幫助下通過膜。電化學(xué)梯度下，通過易化載體的構(gòu)象變化。 易化載體包括：載體蛋白及通道蛋白。特點：速度快，速度與溶質(zhì)濃度成正比；飽和性；特異性；可被特異抑制劑抑制。離子載體：大多數(shù)是細菌產(chǎn)生的抗生素，能夠極大提高膜對某些離子的通透性。 包括通道形成離子載體（短桿菌肽）、離子運載離子載體（纈氨霉素）。水通道。3.4.1.2主動運輸（1）概念：膜運輸?shù)鞍自诖x能偶聯(lián)下，逆濃度梯度運輸?shù)孜?，具有選擇性，飽和性。能量來源：ATP，光能，電子流，物質(zhì)濃度梯度。（2）分類：初級主動運輸，次級主動運輸。（3）主動運輸泵 F型泵：需要ATP供能，不

21、需磷酸化。細菌質(zhì)膜，線粒體、葉綠體膜上，ATPase。 P型泵：需要ATP供能，同時需要磷酸化。 V型泵：需要ATP供能，不需磷酸化，位于小泡膜上。 ABC型泵，ABC轉(zhuǎn)運蛋白。（4）意義 ：建立，維持細胞、細胞器內(nèi)外環(huán)境的物質(zhì)濃度，以使細胞維持正常生理功能。3.4.2細菌中的主動運輸 （1）基團轉(zhuǎn)移（磷酸化運輸） 通過對被轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)的分子進行共價修飾，使其在細胞中始終維持“較低”的濃度，從而促進運輸。（2）細菌視紫紅質(zhì)質(zhì)子泵 光能驅(qū)動視紫紅質(zhì)構(gòu)象改變，直接泵出質(zhì)子，建立質(zhì)子梯度。（3）ABC超家族轉(zhuǎn)運蛋白周質(zhì)空間由底物特異性受體，捕捉底物，再遷移到膜上。結(jié)構(gòu)圖：第四章 細胞環(huán)境與互作細胞相

22、互間以及細胞與細胞環(huán)境的相互作用調(diào)節(jié)著細胞的遷移、生長以及組織的三維結(jié)構(gòu)。4.1細胞表面細胞通過表面發(fā)生細胞識別、細胞黏著、細胞連接、細胞通訊。包括細胞被與細胞壁。4.2細胞外基質(zhì)（環(huán)境）細胞外基質(zhì)主要由成纖維細胞和其它組織特化細胞合成分泌。4.2.1細胞外基質(zhì)的組成 細胞外基質(zhì)主要由三大類物質(zhì)組成：蛋白聚糖、結(jié)構(gòu)蛋白（膠原纖維等）、黏著蛋白。4.2.1.1蛋白聚糖（1）分子結(jié)構(gòu) 糖胺聚糖：重復(fù)二糖單位構(gòu)成的無分支長鏈多糖。如硫酸角質(zhì)素等，二糖都帶有負電荷。蛋白聚糖：大多數(shù)糖胺聚糖都與核心蛋白的絲氨酸殘基共價結(jié)合形成糖和蛋白質(zhì)的復(fù)合物。糖占絕大部分。透明質(zhì)酸：可以單獨存在，也可參與蛋白聚糖的形

23、成，還可以同蛋白聚糖結(jié)合，透明質(zhì)酸作為主干，連接很多蛋白聚糖，形成透明質(zhì)酸-蛋白聚糖復(fù)合物。（2）功能 細胞外基質(zhì)的填充物。直接與膠原纖維連接形成動物細胞外的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于蛋白聚糖具有豐富的負電荷，因此能夠結(jié)合陽離子、水分，形成多孔的水合膠，使細胞表面具有較大的可塑性，同時具有很強的抗壓能力。因此，細胞外基質(zhì)中蛋白聚糖所攜帶的多糖基團就決定了細胞外基質(zhì)的物理性質(zhì)。蛋白聚糖對細胞黏著、細胞遷移、細胞分化都起到一個支架作用。 4.2.1.2膠原和彈性蛋白 4.2.1.2.1膠原 （1）分子結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原，一級結(jié)構(gòu)具有（Gly-X-Y）n重復(fù)單位(X,Y常為脯氨酸和羥脯氨酸)，原膠原是由

24、三條肽鏈螺旋組成。進一步裝配為膠原（見下）。不同類型膠原由不同的膠原蛋白氨基酸組成。（2）膠原合成與裝配 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成含有信號肽的原鏈，即前原膠原，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)分子內(nèi)交聯(lián)，形成前膠原，進入高爾基體，加工修飾，如羥基化，糖基化等，分泌到細胞外，被蛋白水解酶水解掉兩個尾端，形成膠原，再通過分子間交聯(lián)形成膠原原纖維，最后再形成膠原纖維。（3）膠原的功能細胞外基質(zhì)的骨架成分。細胞外基質(zhì)的其它成分通過與膠原結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體?？箟海⒂幸欢◤椥?。促進細胞生長，維持并誘導(dǎo)細胞分化。4.2.1.2.2彈性蛋白膠原的輔助成分，也具有分子間交聯(lián)。彈性蛋白通過構(gòu)型的變化，產(chǎn)生巨大的彈性。4.2.

25、1.3細胞外基質(zhì)的黏著蛋白 種類包括：纖連蛋白、層黏連蛋白。 4.2.1.3.1纖連蛋白 （1）結(jié)構(gòu)糖蛋白，兩個亞基組成的二聚體，C端由兩個二硫鍵交聯(lián)。亞基組成不同，但由同一基因編碼。每個亞單位的蛋白組成若干個球形結(jié)構(gòu)域，可與膠原、細胞表面受體、蛋白多糖等結(jié)合，各結(jié)構(gòu)域之間由對胰蛋白酶敏感的肽鏈連接。（2）功能含RGD序列，同細胞表面結(jié)合，介導(dǎo)細胞的黏著。影響細胞的遷移，為細胞的運動提供軌道。4.2.1.3.2層黏連蛋白（1）結(jié)構(gòu)3個亞單位（，1，2）組成十字形結(jié)構(gòu)，各個分支具有與膠原、細胞表面受體等結(jié)合的位點。（2）功能 基膜的主要成分。影響細胞的生長、遷移、分化。4.2.2細胞外基質(zhì)的功能

26、 對細胞的形態(tài)和活性具有重要作用。幫助某些細胞完成特有的功能。4.3細胞的相應(yīng)結(jié)構(gòu) 4.3.1基膜 細胞分泌至細胞表膜外的一層蛋白分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（1） 組成LN（層黏連蛋白），IV型膠原，糖蛋白等。LN作為組織者能夠與IV型膠原結(jié)合，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并與細胞表面受體相連。（2） 功能保護，為細胞提供機械支持。作為遷移的基底，對細胞的遷移起重要作用。屏障作用，分隔組織，并能夠作為一種過濾器，調(diào)節(jié)分子、細胞運動。決定極性，影響代謝及其它一些生理功能。癌細胞分泌水解酶，破壞基膜，使之能夠遷移。 4.3.2整聯(lián)蛋白細胞外基質(zhì)受體。（1） 結(jié)構(gòu)穿膜異質(zhì)二聚體，兩亞基的編碼基因不一樣，可單獨存在，非共價鍵結(jié)

27、合，聯(lián)合起作用。兩亞基的組合具有組織特異性。亞基結(jié)合Ca2+以后才起作用，與纖連蛋白的RGD序列結(jié)合。（2） 功能外與纖連蛋白或者層黏連蛋白結(jié)合，內(nèi)與細胞骨架連接。參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。介導(dǎo)細胞之間的相互作用。4.4細胞識別與黏著細胞識別是細胞黏著的基礎(chǔ)。 4.4.1細胞識別 多細胞有機體三大識別系統(tǒng)：抗原-抗體識別，酶-底物識別，細胞間識別。細胞識別指細胞對同種或異種細胞、同源或異源，自己或非己成分的識別。（1）識別機制 細胞之間的識別主要是通過細胞表面的糖被，通過凝集素的識別作用，介導(dǎo)識別。同時也可介導(dǎo)黏著作用。（2）識別反應(yīng)細胞識別引起的反應(yīng)有內(nèi)吞、細胞黏著、信號反應(yīng)4.4.2細胞黏著細胞黏著是

28、指細胞之間或細胞與細胞外基質(zhì)之間的一種黏合狀態(tài)。（1） 分類同親性與異親性細胞黏著；細胞與細胞之間的黏著，細胞與外基質(zhì)的黏著。（2） 機制參與細胞黏著的分子為細胞黏著分子（CAM），有四類：選擇蛋白（selectin）、免疫球蛋白超家族（Immunoglobulin Superfamily，IgSF）、鈣黏蛋白（Cadherin）、整聯(lián)蛋白（intergin）。Selectin特點：分布與血管組織；參與細胞防御；具有明確分工；異親性黏著。結(jié)構(gòu)：穿膜蛋白，細胞外結(jié)構(gòu)域分為三部分，依次為：類凝集素、類EGF、結(jié)構(gòu)domain（長短有差異）。分類：E-selectin，內(nèi)皮細胞表達。 P-selec

29、tin，血小板和內(nèi)皮細胞，在炎癥反應(yīng)中起作用。 L-selectin：表達于白細胞表面。功能：通過凝集素結(jié)構(gòu)域?qū)μ欠肿舆M行識別；介導(dǎo)白細胞穿過血管壁，行使防御功能。IgSF特點：神經(jīng)組織中表達，同親性黏著非Ca2+依賴，異親性黏著Ca2+依賴。結(jié)構(gòu)：具有類Ig結(jié)構(gòu)域的存在?？梢酝ㄟ^多聚唾液酸調(diào)節(jié)結(jié)合強度。功能：對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育有重要作用。Cadherin特點：Ca2+依賴性，表皮表達，同親性黏著。結(jié)構(gòu)：每個domain之間有2個Ca2+連接，然后才具有正常構(gòu)象。成從二聚體介導(dǎo)黏著，黏著以漸進方式進行。分類：E-adherin，表皮表達； P-adherin，胎盤表達； N-adherin，神經(jīng)

30、表達。功能：同親性黏著，將細胞組成組織并維持成年生物體內(nèi)的組織特異性。（3） 識別結(jié)果黏著，連接；內(nèi)吞；遠離（非同類細胞）。4.5細胞連接細胞黏著不涉及細胞內(nèi)骨架，而細胞連接則涉及細胞骨架。細胞連接在細胞識別和細胞黏著的基礎(chǔ)上，將細胞組成為組織。動物細胞有三種不同類型的細胞連接：緊密連接；斑形成連接；通訊連接。4.5.1tight junction（緊密連接）結(jié)構(gòu)：由一對緊蛋白、一對密蛋白（ZO proteins）交替嵌合連接而成，縫隙由粘附蛋白填充。功能：連接細胞，封閉間隙；維持細胞的極性。4.5.2plaque-bearing junction（斑形成連接）靠CAM、intergin、細胞

31、骨架體系，將相鄰細胞或細胞與外基質(zhì)相連接。結(jié)構(gòu)：根據(jù)所連細胞骨架成分的不同分為兩類，黏著連接和橋粒。 黏著連接與細胞內(nèi)微絲相連接，又可分為兩類，細胞間的黏著連接成為黏著帶，細胞與外基質(zhì)的連接成為黏著斑。橋粒與細胞內(nèi)的中間纖維連接，也可分為兩類，細胞間的成為完全橋粒，細胞與外基質(zhì)的成為半橋粒。粘著鏈接及橋粒都是間接通過一些蛋白同細胞內(nèi)骨架相連接，如連環(huán)蛋白，橋粒芯蛋白等，具有傳遞信號的作用。功能：提供細胞之間或與基質(zhì)間強的機械強度。4.5.3通訊連接具有通訊作用的細胞間。分類：gap junction（動物）；胞間連絲。結(jié)構(gòu)：gap junction：6個connexin亞基組成一個半通道，兩細

32、胞的兩個半通道對接，形成一個完整通道。 胞間連絲：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過，可傳播病毒。功能：細胞間機械連接；電偶聯(lián)；代謝偶聯(lián)。結(jié)構(gòu)圖：第五章 細胞通訊5.1細胞通訊概述5.1.1概念膜功能之一，多細胞生物中細胞間及細胞與環(huán)境之間的通訊機制，細胞通過通訊機制調(diào)整自身的生理活動實現(xiàn)對外界環(huán)境的綜合性適應(yīng)。5.1.2細胞通訊的基本過程信號分子的合成與釋放信號分子的運輸信號分子與細胞表面的受體特異性識別和結(jié)合信號分子引起細胞內(nèi)的信息傳遞，進而引起生理活動變化信號終止5.1.3細胞通訊的方式通過信號分子；通過相鄰細胞表面分子的黏著；通過細胞與細胞外基質(zhì)的黏著。5.1.4細胞通訊引起的反應(yīng)酶活性的改變；細胞骨架成分的

33、變化；離子通透性變化；基因表達的變化；DNA合成激活；RNA翻譯激活。5.2信號傳導(dǎo)信號傳導(dǎo)強調(diào)信號的產(chǎn)生和信號的傳送，包括信號分子的合成與分泌和信號分子的運輸。5.2.1信號分子四個特點：非營養(yǎng)物，非結(jié)構(gòu)物質(zhì)，非能源，非酶。功能專一性地特異與受體結(jié)合的化學(xué)分子。5.2.2信號分子的分類根據(jù)信號分子的可溶性分為水溶性信號和脂溶性信號。也可分為激素，包括蛋白質(zhì)和肽類激素（只與受體結(jié)合）、類固醇激素（與蛋白結(jié)合在血液中運輸）、氨基酸衍生物；局部介質(zhì)，包括旁分泌信號傳導(dǎo)、自分泌信號傳導(dǎo)；神經(jīng)遞質(zhì)。5.3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)強調(diào)信號的接收和接受后信號的轉(zhuǎn)換及結(jié)果，包括信號的識別、信號的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換，可以分為

34、依賴表面接觸和不依賴表面接觸的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。5.3.1信號識別5.3.1.1受體分布、類型（1）根據(jù)受體存在的部位分為細胞表面受體及細胞內(nèi)受體。細胞表面受體主要與大的信號分子或小的親水性信號分子作用傳遞信息。細胞內(nèi)受體同脂溶性的信號分子作用，分為細胞質(zhì)受體及細胞核受體，最終都是調(diào)控基因的表達。細胞質(zhì)受體存在四個功能域，即DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域，激活基因轉(zhuǎn)錄的N端結(jié)構(gòu)域，分子伴侶（抑制蛋白）結(jié)合結(jié)構(gòu)域，配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域。正常狀況下與抑制蛋白結(jié)合不能進入核內(nèi)，與信號分子結(jié)合后，釋放抑制蛋白，形成配體-受體復(fù)合物進入核內(nèi)調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。（2）表面受體主要有三類：離子通道偶聯(lián)受體，G蛋白偶聯(lián)受體，酶聯(lián)受體。整聯(lián)蛋白

35、也可以作為受體介導(dǎo)接觸式信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。5.3.1.2信號與受體相互作用（1）信號與受體的作用特點為：特異性；高親和力；可逆性；飽和性；特定組織定位。（2）研究方法：單克隆抗體；親和標(biāo)記法（交聯(lián)劑）。5.3.2信號轉(zhuǎn)換膜結(jié)合機器特異性接收信號，同時進行信號的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生第二信使，接下來的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑主要是蛋白激酶與磷酸酶的作用，通過磷酸化和去磷酸化調(diào)節(jié)靶蛋白的活性。這個過程是級聯(lián)放大的過程，作用是放大信號，發(fā)生信號的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、趨異。5.3.2.1轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的最重要的四種：（1）G蛋白循環(huán)G蛋白分為Gs、Gi、Gq三種類型。另外有三種蛋白調(diào)節(jié)G蛋白的活性：GTPase激活蛋白(GAP)，激活亞基

36、的GTPase活性，縮短G蛋白介導(dǎo)應(yīng)答的時間；鳥苷交換因子（GEF），促進G蛋白上的GDP替換為GTP，激活G蛋白；鳥苷解離抑制蛋白（GDI）抑制結(jié)合的GDP從G蛋白釋放。同時亞基上還有ADP核糖化位點，通過核糖化，霍亂毒素抑制Gs亞基的GTPase活性，使之一直處于激活狀態(tài)，百日咳毒素則阻止Gi亞基的GDP被GTP取代。（2）酶聯(lián)受體包括兩類：酪氨酸激酶偶聯(lián)受體（缺少細胞內(nèi)催化活性，需與酪氨酸蛋白激酶結(jié)合）和內(nèi)源酶促活性受體（細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域有酶促活性），一般都需形成二聚體轉(zhuǎn)化為活性形式。（3）NO（4）整聯(lián)蛋白5.3.2.2 G蛋白偶聯(lián)受體（1）PKA途徑（2）PKC途徑5.3.2.3酶聯(lián)受體

37、信號傳導(dǎo)（1）鳥氨酸環(huán)化酶受體（2）受體酪氨酸激酶/Ras途徑與細胞的生長發(fā)育、遷移分化、分裂等過程有關(guān)，信號分子大都是生長因子。胰島素受體胰島素受體自我磷酸化后，與胰島素受體底物（IRS）結(jié)合，磷酸化IRS，形成磷酸酪氨酸基序，然后與含SH2結(jié)構(gòu)域的細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白結(jié)合，信號下游傳導(dǎo)。表皮生長因子受體磷酸化細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域直接與含SH2結(jié)構(gòu)的蛋白結(jié)合。Ras途徑受體通過Grb2（含有1個SH2結(jié)構(gòu)域和2個SH3結(jié)構(gòu)域）及Sos蛋白（鳥苷交換因子），激活Ras蛋白。Ras是錨定單體G蛋白。其它JAK-STAT途徑：受體自我磷酸化后，結(jié)合JAK，導(dǎo)致其磷酸化，然后磷酸化STAT，磷酸化的STAT二

38、聚體化，暴露NLS位點，進入核內(nèi)調(diào)控基因表達。TGF受體-Smads途徑：膜三種不同受體，與配體結(jié)合后聚合，激活Smad，然后解除TGF自我抑制狀態(tài)（磷酸化），暴露NLS位點，進入核內(nèi)調(diào)控基因表達。5.3.2.4 NO局部介質(zhì)，由精氨酸在NO合酶的作用下形成。NO合酶的活性可被CaM激活，NO激活胞質(zhì)中的鳥氨酸環(huán)化酶，產(chǎn)生cGMP起作用。5.3.2.5整聯(lián)蛋白細胞表面與細胞及細胞外基質(zhì)成分之間的通訊方式。（1）通過黏著斑由整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（2）整聯(lián)蛋白介導(dǎo)黏著斑的裝配5.4信號整合與終止5.4.1信號整合方式（1）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)趨同不同的信號分子分別作用于不同的受體，但最后的效應(yīng)物是相同的。（

39、2）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)趨異同一種信號與受體作用后在細胞內(nèi)分成為幾個不同的信號途徑進行轉(zhuǎn)導(dǎo)。（3）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)串話不同信號途徑間的相互影響。5.4.2信號終止方式（1）信號分子的水解（2）受體鈍化包括同源鈍化（被同一種信號傳導(dǎo)所磷酸化），異源鈍化（被其它途徑磷酸化）。（3）受體減量調(diào)節(jié)通過內(nèi)吞等作用減少細胞膜表面受體數(shù)量，可以循環(huán)利用-受體隔離。（4）磷酸酶解除細胞內(nèi)信號磷酸化激活底物，磷酸酶使酶失活。（5）第二信使的失活磷酸二脂酶降解cAMP,cGMP等。Ca2+被重攝取入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體或泵出細胞外。DAG和IP3可以一方面經(jīng)過磷酸化轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)，而失去信使作用，另一方面可以作為底物重復(fù)利用。（6）遍在蛋

40、白參與的修飾與降解作用對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)影響遍在蛋白將蛋白的一部分切割或水解，介導(dǎo)入溶酶體等。第六章 核糖體和核酶6.1核糖體的結(jié)構(gòu)和功能6.1.1核糖體的組成和結(jié)構(gòu)（1）核糖體的分類細胞質(zhì)核糖體，線粒體核糖體，葉綠體核糖體。真核核糖體，原核核糖體。（2）核糖體的組成及化學(xué)成分核糖體由大小亞基組成，每個亞基都是由多種蛋白質(zhì)及rRNA組成。正常狀況下各亞基在細胞質(zhì)中單獨存在，只有在蛋白質(zhì)合成時才結(jié)合在一起。真核核糖體真核核糖體沉降系數(shù)為80S，由60S和40S組成，60S由28S rRNA,5.8S rRNA,5S rRNA,及49種蛋白質(zhì)組成，40S亞基由18S rRNA和33種蛋白質(zhì)組成。原核核糖體

41、原核核糖體的沉降系數(shù)為70S，由50S和30S組成，50S亞基由33種蛋白質(zhì)和23S rRNA及5S rRNA組成，30S亞基由21種蛋白質(zhì)及16S rRNA組成。（3）核糖體的結(jié)構(gòu)6.1.2核糖體的生物發(fā)生6.1.2.1核糖體rRNA基因的轉(zhuǎn)錄和加工編碼rRNA基因過量擴增，增加編碼rRNA的基因拷貝數(shù)，以適應(yīng)大量需要的rRNA。其機制為：在染色體上增加rRNA基因的拷貝數(shù)；基因擴增，形成多個核。（1）真核28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA及5S rRNA的轉(zhuǎn)錄真核生物中28S rRNA,5.8S rRNA,18S rRNA串聯(lián)在相同的染色體上，構(gòu)成一個轉(zhuǎn)錄單位，并有大量

42、的重復(fù)，在RNA PolmeraseI作用下在核仁轉(zhuǎn)錄中形成45S的前rRNA。5S rRNA位于不同的染色體上，由RNA PolmeraseIII在核仁外轉(zhuǎn)錄形成。（2）原核23S rRNA，5S rRNA，16S rRNA的轉(zhuǎn)錄原核生物的rRNA基因的重復(fù)數(shù)比真核少，而且，編碼23S rRNA，5S rRNA，16S rRNA的基因位于相同的轉(zhuǎn)錄單位中，且其排列順序為16S-23S-5S.6.1.2.2核糖體的裝配核糖體亞基的自我裝配。某些蛋白質(zhì)首先獨立地結(jié)合到rRNA上，然后作為后一批蛋白的結(jié)合框架，最后一些活性所需蛋白再加上去形成整體。真核生物核糖體在核仁中的裝配。5S rRNA進入核

43、仁與45S rRNA、蛋白質(zhì)形成80S rRNA顆粒，然后降解為大小兩顆粒，大顆粒為55S，含有32S和5S rRNA，32S RNA隨后加工形成28S和5.8S兩種rRNA，然后和5S rRNA組裝成大亞基；小顆粒含有20S的前rRNA，快速加工為18S rRNA。6.1.3核糖體的功能-蛋白質(zhì)的合成（1）核糖體的功能位點大亞基含有與tRNA作用的三個位點：A位點，氨酰tRNA位點；P位點，肽酰tRNA位點；E位點，脫氨酰tRNA位點。小亞基含有與RNA作用的位點：原核中16sRNA的3端，與mRNA上轉(zhuǎn)錄起始位點上游的SD序列互補。真核中無SD序列，mRNA與小亞基結(jié)合依賴于mRNA5端甲

44、基化的帽子結(jié)構(gòu)。（2）蛋白質(zhì)合成的步驟蛋白質(zhì)合成起始：完整核糖體的裝配。蛋白質(zhì)合成延伸 蛋白質(zhì)合成終止 （3）蛋白質(zhì)合成的抑制劑抗生素鏈霉素抑制起始tRNA和非起始tRNA與核糖體的結(jié)合，導(dǎo)致肽鏈合成的提前終止。氯霉素抑制50S大亞基肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性。嘌呤毒素具有與tRNA分子末端類似結(jié)構(gòu)，同時能夠與氨基酸結(jié)合。使蛋白質(zhì)合成延伸與終止階段不能正常進行，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成的結(jié)束。（4）蛋白質(zhì)的水解和壽命N端規(guī)則。遍在蛋白標(biāo)記需要降解的蛋白質(zhì)，然后送入蛋白酶體，在其內(nèi)部被降解。6.2核酶與RNA成熟6.2.1小分子RNA和反義RNA6.2.1.1小分子RNA由RNA PolmeraseII和RNA

45、 PolmeraseIII合成，分為兩類：存在于細胞核中的snRNA;存在于細胞質(zhì)中的scRNA。小分子RNA與蛋白質(zhì)組成小核糖核蛋白顆粒，在細胞的正常生命活動總發(fā)揮作用。snRNP參與mRNA的成熟過程，一般是通過互補配對而工作；SRP顆粒參與蛋白質(zhì)的合成和運輸。6.2.1.2反義RNA（1）概念：與mRNA互補的RNA分子。兩個來源：反向轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物；其它基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。（2）作用：調(diào)控mRNA的翻譯，進行基因表達調(diào)控。I類反義RNA：與靶mRNA的SD序列和編碼區(qū)結(jié)合，引起翻譯的直接抑制；與mRNA結(jié)合后引起該雙鏈RNA被RNaseIII水解。II類反義RNA：與mRNA的SD序列的上游非

46、編碼區(qū)結(jié)合，從而抑制靶蛋白的翻譯。III類反義RNA：直接抑制靶mRNA的轉(zhuǎn)錄。如轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合物RNA是翻譯E.coli中CAP蛋白mRNA的反義RNA，能夠與轉(zhuǎn)錄中的CAP蛋白mRNA雜交，形成類似的-independent轉(zhuǎn)錄終止子，終止mRNA的轉(zhuǎn)錄。6.2.2核酶（1）核酶的分類RNA和蛋白復(fù)合物；小分子RNA；I、II型內(nèi)含子。（2）核酶的作用機制作用底物可以是自身，也可以是別的RNA分子，具體機制見下。6.2.3成熟RNA的形成（1）前體rRNA的加工反義snRNP介導(dǎo)的前rRNA甲基化和假尿苷的加入。通過形成雙鏈RNA，最為加工修飾的標(biāo)志。C/D框snRNA。這類snRNA的5端

47、由C/D框結(jié)構(gòu)，能夠決定何種核苷的核糖甲基化。H/HAC框snRNA。這類反義snRNA的3端由HAC結(jié)構(gòu)，能夠決定那些尿苷被轉(zhuǎn)換為假尿苷。（2）RNA splicing核剪接GU-AG規(guī)律；剪接體；套索的形成和釋放。需要很多snRNP的協(xié)調(diào)參與。I組、II組內(nèi)含子的剪接自剪接。I組內(nèi)含子：游離的鳥苷結(jié)合到內(nèi)含子的5剪接點，5外顯子的3-OH攻擊3外顯子的5端，切除內(nèi)含子，連接兩個外顯子。II組內(nèi)含子：含有GU-AG序列，不形成剪接體，內(nèi)含子中的一個腺苷攻擊內(nèi)含子的5端，形成套索結(jié)構(gòu)，然后內(nèi)含子的3端切開，兩個外顯子連接。（3）RNA editinggRNA通過5錨定序列及內(nèi)部互補序列與被編輯

48、mRNA結(jié)合，作為模版進行mRNA編輯，替換堿基、增添堿基等，以便形成正確的閱讀框等。gRNA的 3端的寡聚U是被添加的U的供體。第七章 線粒體與過氧化物酶體7.1線粒體7.1.1線粒體的結(jié)構(gòu)、組成與特性（1）形態(tài)與分布棒桿狀結(jié)構(gòu)，可以有分支，而且有時多個線粒體可以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。兩層膜，內(nèi)膜內(nèi)褶形成層狀或管狀，增大了膜面積。線粒體在不同類型細胞內(nèi)的數(shù)目不同，依其需能多少而定。其具有自由移動的特性，能夠移動到細胞需能的部位或附近。（2）組成與特性兩膜兩空間。線粒體的蛋白質(zhì)的比重比較大，含有豐富的心磷脂和較少的膽固醇。外膜外膜脂類與蛋白的比例比內(nèi)膜高，含有孔蛋白，具有較高的通透性。同時外膜上有參與

49、被氧化物質(zhì)初步分解的酶。標(biāo)志酶為單胺氧化酶。內(nèi)膜內(nèi)膜脂類與蛋白的比例小，含有大量的心磷脂，其蛋白可以分為三類：轉(zhuǎn)運蛋白；電子傳遞鏈復(fù)合體和ATP合酶；合成酶類。其通透性非常低。標(biāo)志酶為細胞色素氧化酶膜間間隙其成分由于外膜的通透性差的緣故，跟細胞胞質(zhì)溶膠的成分相近。標(biāo)志酶為腺苷酸激酶。線粒體基質(zhì)含有參與三羧酸循環(huán)、脂肪酸氧化、氨基酸降解的酶系，以及DNA，rRNA,tRNA基因轉(zhuǎn)錄的酶系及核糖體。標(biāo)志酶為蘋果酸脫氫酶。7.1.2線粒體蛋白的定位7.1.2.1蛋白質(zhì)定位的機制游離核糖體合成的蛋白質(zhì)及膜結(jié)合核糖體合成的蛋白質(zhì)的定位方式不同，定位到不同的細胞器。（1）信號序列一般位于蛋白質(zhì)N端的一段序

50、列，蛋白質(zhì)的標(biāo)簽，包括信號定位信號，死亡信號，修飾信號三種信號。有時在其下游還有一段信號序列，或者有停止轉(zhuǎn)運序列。（2）蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方式翻譯后轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)尋靶：游離核糖體上的蛋白質(zhì)完全合成后再在轉(zhuǎn)運肽的導(dǎo)向下定位。轉(zhuǎn)運肽的介導(dǎo)的蛋白質(zhì)定位步驟為，在分子伴侶的協(xié)助下，蛋白質(zhì)解折疊，伸出轉(zhuǎn)運肽；轉(zhuǎn)運肽與膜上受體作用，從內(nèi)外膜形成接觸點上穿過運輸?shù)鞍?，這一過程需要ATP水解及膜電位的協(xié)助；進入基質(zhì)的蛋白質(zhì)首先在分子伴侶的協(xié)助下重新折疊，同時轉(zhuǎn)運肽酶水解掉轉(zhuǎn)運肽。共翻譯轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)分選：膜結(jié)合核糖體上合成的蛋白質(zhì)一邊翻譯，一邊通過信號序列進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。7.1.2.2線粒體蛋白定位膜受體及轉(zhuǎn)運子：外膜，TOM；

51、內(nèi)膜，TIM。（1）線粒體基質(zhì)蛋白轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運肽介導(dǎo)的翻譯后轉(zhuǎn)運。轉(zhuǎn)運肽含有豐富的帶正電的堿性氨基酸。需要ATP水解釋能及H+電化學(xué)梯度的協(xié)助。（2）膜間隙蛋白轉(zhuǎn)運需要兩個信號序列：基質(zhì)導(dǎo)向序列；膜間隙導(dǎo)向序列。保守型尋靶首先進行轉(zhuǎn)運肽介導(dǎo)的翻譯后轉(zhuǎn)運，然后前體蛋白質(zhì)被切除轉(zhuǎn)運肽后膜間隙導(dǎo)向序列介導(dǎo)蛋白質(zhì)識別內(nèi)膜上的受體和轉(zhuǎn)運蛋白，定位到膜間隙。非保守型尋靶首先在線粒體基質(zhì)導(dǎo)向序列的引導(dǎo)下，通過線粒體外膜和外膜，然后后面的膜間間隙導(dǎo)向序列作為停止轉(zhuǎn)運序列將蛋白質(zhì)錨定在內(nèi)膜上，通過蛋白質(zhì)的擴散作用，錨定在內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)逐漸離開轉(zhuǎn)運蛋白，隨后在轉(zhuǎn)運肽酶的作用下，將膜間隙導(dǎo)向序列切除。（3）線粒體外膜和

52、內(nèi)膜的蛋白轉(zhuǎn)運引導(dǎo)肽后面的疏水停止轉(zhuǎn)運序列阻止蛋白質(zhì)經(jīng)過膜上轉(zhuǎn)運蛋白的繼續(xù)轉(zhuǎn)運，并且將其錨定在膜上，但并不水解停止轉(zhuǎn)運序列。7.1.3線粒體的功能（1）氧化磷酸化作用真核生物細胞中的氧化作用可以分為五個過程：糖酵解（細胞質(zhì)中發(fā)生）；乙酰輔酶A的合成；三羧酸循環(huán)；電子在呼吸鏈中的傳遞；氧化磷酸化。（2）Ca2+濃度的調(diào)節(jié)7.1.4線粒體的遺傳、增殖、生物發(fā)生（1）線粒體的遺傳線粒體基因組為雙鏈環(huán)狀，大小變化較大，動物細胞中較小。其A-T含量較大，甲基化程度低，且與內(nèi)膜結(jié)合在一起。D環(huán)方式復(fù)制，對稱轉(zhuǎn)錄。酵母線粒體含有內(nèi)含子。轉(zhuǎn)錄與原核方式近似。（2）線粒體遺傳物質(zhì)與核遺傳物質(zhì)的協(xié)調(diào)性線粒體的蛋白

53、質(zhì)合成需要核基因編碼的酶起作用，但線粒體的蛋白質(zhì)合成也對核基因的轉(zhuǎn)錄進行調(diào)節(jié)，如形成轉(zhuǎn)錄遏制物。（3）線粒體的增殖與起源二分裂的方式增殖。起源假說為內(nèi)共生假說和非內(nèi)共生假說。7.2過氧化物酶體7.2.1過氧化物酶體的結(jié)構(gòu)單層膜細胞器囊泡。7.2.2過氧化物酶體的功能（1）所含酶類過氧化氫酶，氧化酶，過氧化物酶。（2）功能作為線粒體的補充。毒性物質(zhì)的氧化失活：利用過氧化氫酶將毒性物質(zhì)氧化，同時消耗H2O2，生成無毒的H2O.氧濃度的調(diào)節(jié):線粒體所需的氧濃度較低，通過過氧化物酶體的作用，防止在氧濃度較高時發(fā)生氧中毒。脂肪酸的氧化：過氧化物酶體含有脂肪酸氧化的酶系。含N物質(zhì)的代謝：尿酸氧化酶及轉(zhuǎn)氨酶

54、。7.2.3過氧化物酶體的生物發(fā)生（1）蛋白質(zhì)定位所有酶、蛋白均由核編碼。蛋白質(zhì)定位有不同與線粒體的特點：有C端信號肽，N端信號肽，信號肽并不切除；通道大，不須解折疊；受體游離于細胞質(zhì)中。（2）磷脂獲取內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上磷脂通過胞質(zhì)溶膠中的磷脂交換蛋白轉(zhuǎn)運到過氧化物酶體。（3）增殖二分裂法增殖。第八章 葉綠體與光合作用8.1葉綠體結(jié)構(gòu)組成8.1.1葉綠體的形態(tài)、數(shù)量、分布8.1.2葉綠體結(jié)構(gòu)與組成8.1.3葉綠體蛋白定位8.2光合作用8.2.1光反應(yīng)階段8.2.2暗反應(yīng)階段8.2.3光呼吸與C4、CAM途徑8.3葉綠體發(fā)生與遺傳8.3.1葉綠體形成8.3.2葉綠體的自主性8.3.3葉綠體起源8.1葉綠體結(jié)構(gòu)組成8.1.1葉綠體的形態(tài)、數(shù)量、分布葉綠體的形態(tài)大小、數(shù)量、分布受遺傳因素及環(huán)境因素的影響。不同植物、不同組織處細胞內(nèi)的葉綠體性狀變化較大，而且在光能的變化下改變位置與排列。8.1.2葉綠體結(jié)構(gòu)與組成三膜三空間（1）外膜：通透性大，氧氣、二氧化碳、水自由通過，有孔蛋白。（2）膜間間隙：由于外膜的高通透性，成分與胞質(zhì)溶膠相似。（3）內(nèi)膜：通透性小，蛋白質(zhì)含量高，有豐富的轉(zhuǎn)運蛋白，如磷酸交換載體、二羧酸交換載體，其物質(zhì)轉(zhuǎn)運全部依靠