細胞生物學各章小結(jié)和重點難點

1、第四章 細胞質(zhì)膜本章小結(jié) 細胞膜與其他生物膜一樣都是由膜脂與膜蛋白構(gòu)成的。 膜脂主要包括甘油磷脂、鞘脂和膽固醇。甘油磷脂是構(gòu)成膜的主要成分，主要包括磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇等；鞘脂是鞘氨醇的衍生物，主要包括神經(jīng)鞘磷脂、腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂等。 膜蛋白可分為內(nèi)在蛋白、外在蛋白和脂錨定蛋白3大類。 內(nèi)在蛋白可以a單次或多次螺旋、b折疊片或形成大復合物的方式與膜脂結(jié)合；外在蛋白靠離子鍵或其他弱鍵與膜內(nèi)在蛋白或膜脂結(jié)合；脂錨定蛋白通過與之共價相連的脂肪酸（質(zhì)膜內(nèi)側(cè)）或糖基磷脂酰肌醇（質(zhì)膜外側(cè)）錨定在質(zhì)膜上。 膜的流動性與膜的不對稱性是生物膜的最基本特性。 膜的流動性表現(xiàn)：膜脂分

2、子具有側(cè)向擴散、旋轉(zhuǎn)運動、彎曲運動與翻轉(zhuǎn)運動；膜蛋白具有側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)運動，但不具備翻轉(zhuǎn)運動。 膜的不對稱性表現(xiàn)：膜脂分布的不對稱性（質(zhì)膜外小頁SM、PC多，質(zhì)膜內(nèi)小頁PS、PE多）；膜蛋白的不對稱性（糖蛋白全部分布于質(zhì)膜外小頁面）。 膜骨架是細胞質(zhì)膜與膜內(nèi)的細胞骨架纖維形成的復合結(jié)構(gòu)，它參與維持細胞的形態(tài)、并協(xié)助細胞質(zhì)膜完成多種的生理功能。 各種不同的膜蛋白與膜脂分子的協(xié)同作用不僅為細胞的生命活動提供了穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境，而且還行駛著物質(zhì)轉(zhuǎn)運、信號傳遞、細胞識別等多種復雜的功能。 胞膜窖是近年來發(fā)現(xiàn)的新的細胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，可能是窖蛋白與脂筏結(jié)合形成的一種特殊結(jié)構(gòu)。在細胞的胞飲、蛋白質(zhì)分選、膽固醇的發(fā)生

3、、信號轉(zhuǎn)導、腫瘤的發(fā)生中具有重要作用。本章重點與難點 膜脂與膜蛋白的主要類型 不同膜蛋白與膜脂的結(jié)合方式 膜脂與膜蛋白的運動方式 膜的流動性與不對稱性特征 細胞質(zhì)膜的基本功能第五章 物質(zhì)的跨膜運輸本章小結(jié) 細胞質(zhì)膜具有選擇通透性，是細胞與細胞外環(huán)境之間物質(zhì)運輸?shù)钠琳?。廣義的細胞物質(zhì)運輸包括跨膜運輸、胞內(nèi)運輸與轉(zhuǎn)細胞運輸。 幾乎所有小的有機分子和帶電荷的無機離子的跨膜運輸都需要膜運輸?shù)鞍?。膜轉(zhuǎn)運蛋白包括：載體蛋白、通道蛋白以及微生物分泌的離子載體。 載體蛋白是多次跨膜的整合蛋白，每種載體蛋白能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合，通過構(gòu)象改變介導溶質(zhì)分子的被動或主動跨膜運轉(zhuǎn)。 通道蛋白形成跨膜的親水性通道，介導

4、溶質(zhì)的被動跨膜運輸?？煞譃殡x子通道與水通道。 根據(jù)應(yīng)答信號的不同，離子通道可分為：電壓門通道、配體門通道和壓力激活通道。離子通道具有3個顯著特征：具有離子選擇性；不與轉(zhuǎn)運離子結(jié)合，轉(zhuǎn)運速率高且無飽和性；非連續(xù)性開放而是門控的。 水通道是細胞膜上四個相同水通道蛋白亞基構(gòu)成的四聚體，每個亞基為6次跨膜蛋白，特異性被動轉(zhuǎn)運水。 P-型離子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2+-泵、P-型H+泵等。 在轉(zhuǎn)運離子過程中， P-型離子泵發(fā)生磷酸化與去磷酸化引起構(gòu)象改變，實現(xiàn)離子跨膜轉(zhuǎn)運。 Na+/K+-泵每個循環(huán)消耗1個ATP泵出3個Na+泵入2個K+。動物細胞借助Na+/K+-泵維持細胞滲透平衡；同時利用胞

5、外高濃度的Na+所儲存的能量，通過協(xié)同運輸從胞外攝取營養(yǎng)。植物細胞、真菌和細菌質(zhì)膜上沒有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，將H+泵出細胞，建立跨膜H+的電化學勢，驅(qū)動細胞的協(xié)同運輸。 Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2個Ca2+。Ca2+-泵將Ca2+-泵出細胞或泵入細胞內(nèi)鈣庫(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等)，維持細胞內(nèi)低濃度的Ca2+。 離子載體大多是微生物合成的小的疏水分子，溶于膜的脂雙層中，能保護帶電離子被動通過脂雙層?？煞譃橥ǖ佬纬呻x子載體（短桿菌肽）和可動離子載體（纈氨霉素）。 物質(zhì)的跨膜運輸分為簡單擴散、被動運輸與主動運輸。簡單擴散是小分子物質(zhì)以熱自由運動方式順電化學梯度或濃度梯度通過脂雙

6、層進出細胞。 被動運輸（協(xié)助擴散）指溶質(zhì)在膜蛋白協(xié)助下，順電化學梯度或濃度梯度通過細胞膜進出細胞。需載體蛋白參與，具有運輸物質(zhì)的選擇性和轉(zhuǎn)運飽和性，比簡單擴散高幾個數(shù)量級。 主動運輸是由載體蛋白所介導的物質(zhì)逆濃度梯度或電化學梯度由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)進行跨膜轉(zhuǎn)運的方式。主動運輸需要與某種釋放能量的過程相耦聯(lián)，主動運輸可分為ATP直接提供能量(ATP驅(qū)動泵)、ATP間接提供能量(協(xié)同運輸)和光能驅(qū)動3種類型。 ATP直接提供能量的主動運輸可分為4類：P-型離子泵、 V-型離子泵、F-型離子泵和ABC超家族。前3種只轉(zhuǎn)運離子，后一種主要轉(zhuǎn)運小分子。 P-型離子泵包括：Na+/K+-泵、Ca2

7、+-泵、P-型H+泵等。 在轉(zhuǎn)運離子過程中， P-型離子泵發(fā)生磷酸化與去磷酸化引起構(gòu)象改變，實現(xiàn)離子跨膜轉(zhuǎn)運。 Na+/K+-泵每個循環(huán)消耗1個ATP泵出3個Na+泵入2個K+。動物細胞借助Na+/K+-泵維持細胞滲透平衡；同時利用胞外高濃度的Na+所儲存的能量，通過協(xié)同運輸從胞外攝取營養(yǎng)。植物細胞、真菌和細菌質(zhì)膜上沒有Na+/K+-泵而具有P-型H+泵，將H+泵出細胞，建立跨膜H+的電化學勢，驅(qū)動細胞的協(xié)同運輸。 Ca2+-泵每消耗1分子ATP泵出2個Ca2+。Ca2+-泵將Ca2+-泵出細胞或泵入細胞內(nèi)鈣庫(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等)，維持細胞內(nèi)低濃度的Ca2+。 V-型離子泵、F-型離子泵結(jié)構(gòu)相

8、似但功能不同。 V-型離子泵分布于動物細胞胞內(nèi)體、溶酶體和植物細胞液泡膜上等，是利用ATP水解供能從細胞質(zhì)基質(zhì)中逆H+電化學梯度泵出H+進入細胞器，以維持基質(zhì)pH中性和細胞器內(nèi)pH酸性；F-型離子泵又稱為H+-ATP合酶，分布于細菌質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體膜上，利用H+順濃度梯度運動所釋放的能量合成ATP。 ABC超家族由2個跨膜結(jié)構(gòu)域(T)和2個胞質(zhì)側(cè)ATP結(jié)合域(A)構(gòu)成，T結(jié)構(gòu)域形成運輸分子的跨膜通道。正常生理條件下，ABC蛋白是細菌質(zhì)膜上糖、氨基酸、磷脂和肽的轉(zhuǎn)運蛋白；是哺乳類細胞親脂性藥物、膽固醇和其他小分子的轉(zhuǎn)運蛋白。 協(xié)同轉(zhuǎn)運是一類由Na+/K+泵（或H+-泵）與載體蛋白協(xié)

9、同作用，靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式?？煞譃橥蜣D(zhuǎn)運和反向轉(zhuǎn)運。 真核細胞通過胞吞作用和胞吐作用完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運輸，又稱為批量運輸。 胞吞作用又可分為吞噬作用和胞飲作用。吞噬作用是某些特化的細胞具有的信號觸發(fā)過程，攝入大的顆粒性物質(zhì)，需要微絲及其結(jié)合蛋白的幫助。胞飲作用是所有真核細胞都具有的一個連續(xù)發(fā)生的過程，攝入溶液和分子；主要有網(wǎng)格蛋白依賴的胞吞、胞膜窖依賴的胞吞、大型胞飲作用及非網(wǎng)格蛋白/胞膜窖依賴的胞吞作用等類型。l 胞吐作用是將細胞內(nèi)的分泌泡或其他某些膜泡中的物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜運出細胞的過程，可分為組成型胞吐途徑和調(diào)節(jié)型胞吐途徑。組成型胞吐是所有真核細胞都有的胞吐

10、，其缺省途徑是：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體分泌泡細胞表面。調(diào)節(jié)型胞吐是特化的分泌細胞受到信號刺激是，儲存于細胞內(nèi)的分泌泡與質(zhì)膜融合釋放內(nèi)含物的途徑。 胞吞作用與胞吐作用均涉及膜的融合，需要細胞提供為此提供能量，因此屬于主動運輸。 胞吞作用與胞吐作用的動態(tài)過程對質(zhì)膜更新（膜流）和維持細胞的生存與生長是必要的。難點與重點 膜轉(zhuǎn)運蛋白的類型和功能 被動運輸?shù)闹饕愋秃透髯蕴攸c 主動運輸?shù)?種主要類型 ATP驅(qū)動泵的類型及其作用機制 協(xié)同運輸?shù)膬煞N主要類型 胞飲作用與吞噬作用的聯(lián)系與區(qū)別 組成型胞吐與調(diào)節(jié)型胞吞的聯(lián)系與區(qū)別第六章 線粒體與葉綠體本章小結(jié) 線粒體和葉綠體都具有雙層膜結(jié)構(gòu)，都具有內(nèi)外膜、膜間隙和基

11、質(zhì)；外膜含有通透性高的孔蛋白；內(nèi)膜通透性低，線粒體向內(nèi)折疊形成嵴；葉綠體內(nèi)膜并不向內(nèi)折疊成嵴，但具有膜結(jié)構(gòu)的類囊體； 線粒體是氧化代謝的中心，糖酵解生成的丙酮酸進入線粒體基質(zhì)，經(jīng)TCA生成CO2、NADH或FADH2，電子進入呼吸鏈進行氧化磷酸化，最后生成ATP和水。 線粒體內(nèi)膜上分布有由黃素蛋白、細胞色素、泛醌、鐵硫蛋白和銅原子組成的4種電子傳遞復合物(I、II、III、IV)；由復合物I、III、IV組成NADH (主)呼吸鏈，由復合物II、III、IV組成FADH2(次)呼吸鏈； 葉綠體的類囊體膜上分布有由細胞色素、黃素蛋白、質(zhì)體醌、質(zhì)體藍素和鐵氧還蛋白等構(gòu)成的電子傳遞復合物，主要包括P

12、S II、PS I 及細胞色素bf復合物。 葉綠體的主要功能是進行光合作用。光合作用分為“光反應(yīng)”和“碳固定”兩個過程。 線粒體和葉綠體都為半自主性細胞器。 線粒體和葉綠體的增殖主要是通過分裂進行的，成熟的線粒體可以進行分裂，但成熟的葉綠體不能分裂。線粒體的融合與分裂及葉綠體的分裂與一類大分子GTPase蛋白密切相關(guān)。 有關(guān)線粒體和葉綠體的起源主要有內(nèi)共生學說和非內(nèi)共生學說。難點與重點 膜轉(zhuǎn)運蛋白的類型和功能 被動運輸?shù)闹饕愋秃透髯蕴攸c 主動運輸?shù)?種主要類型 ATP驅(qū)動泵的類型及其作用機制 協(xié)同運輸?shù)膬煞N主要類型 胞飲作用與吞噬作用的聯(lián)系與區(qū)別 組成型胞吐與調(diào)節(jié)型胞吞的聯(lián)系與區(qū)別第七章 細

13、胞基質(zhì)與內(nèi)膜系統(tǒng)本章小結(jié)l 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)指結(jié)構(gòu)、功能乃至生物發(fā)生上相互關(guān)聯(lián)、由膜包被的細胞器或細胞結(jié)構(gòu)，主要包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、分泌泡和胞內(nèi)體等。l 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可分為rER和sER兩大類。rER的主要功能包括合成分泌性蛋白、膜蛋白及細胞器留駐蛋白，蛋白質(zhì)的修飾加工（主要為N-糖基化）和多肽鏈的折疊；sER的主要功能是合成脂類，并具有解毒等功能。l 高爾基體是一個極性細胞器，由高爾基體順面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(CGN)、順面膜囊、中間膜囊、反面膜囊、反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(TGN) 5部分組成，是蛋白質(zhì)加工（主要發(fā)生O-連接的糖基化）、分選、包裝與運輸?shù)闹行模谀ち髦衅饦屑~的作用。l 溶酶體中含有多種酸性水解酶

14、，主要的功能是進行細胞內(nèi)的消化作用。溶酶體的發(fā)生是蛋白質(zhì)分選的典型代表，其分選信號是M6P，是在信號斑指導下發(fā)生的特異位點的磷酸化。通過高爾基體網(wǎng)格蛋白有被小泡分選入特定的囊泡。l 過氧化物體是一種異質(zhì)性的細胞器，其發(fā)生是通過已有過氧化物體的分裂形成的。本章重點及難點1. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能2. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及其信號調(diào)控3. 高爾基體的結(jié)構(gòu)特征及其生理功能4. 溶酶體的的生物發(fā)生過程第八章 蛋白質(zhì)分選與膜泡運輸本章小結(jié)l 蛋白質(zhì)分選主要分為2條途徑：后翻譯轉(zhuǎn)運途徑和共翻譯轉(zhuǎn)運途徑。從細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方式或機制不同，蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運可分為4類：蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運、膜泡運輸、選擇性的門控轉(zhuǎn)運和細胞質(zhì)基質(zhì)

15、中的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運。l 蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)上的信號肽及停止轉(zhuǎn)移序列決定不同蛋白質(zhì)通過不同途徑分選入特定的細胞器或細胞位置，執(zhí)行各自功能（信號假說） 。l 細胞質(zhì)中合成的線粒體、葉綠體和過氧化物酶體蛋白，其特有的靶向序列決定了蛋白質(zhì)的歸宿。 膜泡運輸是細胞內(nèi)分泌蛋白分泌（胞吐）和細胞攝取物質(zhì)的重要途徑。膜泡運輸中有三種有被小泡參與：COP II、COP I和網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡。COP II包被膜泡負責rERGol的順向運輸；COP I包被膜泡負責GolrER的逆向運輸；網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡負責高爾基體TGN向質(zhì)膜、胞內(nèi)體、溶酶體的出芽及細胞的內(nèi)吞作用。它們的組裝均受小分子GTP結(jié)合蛋白的

16、調(diào)控 (Sar1和ARF)。 運輸泡的錨定與融合是一個特異性的過程。Rab及Rab效應(yīng)器的特異性識別使膜泡與靶膜錨定在一起；由運輸泡上的v-SNARE和靶膜上的t-SNARE間特異性識別以及NSF和SNAP的參與引起運輸泡與靶膜間的融合。本章重點及難點1. 信號肽假說、蛋白質(zhì)分選的基本途徑及類型；2. COP II、COP I及網(wǎng)格蛋白包被膜泡形成的機理；3膜泡的定向運輸及機理第九章 細胞信號轉(zhuǎn)導本章小結(jié) 細胞通訊是多細胞生物細胞間或細胞內(nèi)通過高度精確和高度有效的接受信息的通訊機制并通過放大作用引起快速的細胞生理反應(yīng)。 細胞通訊可概括為3種方式：膜結(jié)合分子的信號傳遞；通過通訊連接（間隙連接和胞

17、間連絲）的細胞通訊；通過分泌信號分子的細胞通訊，這是多細胞生物普通采用的通訊方式。 通過分泌信號分子的細胞通訊依據(jù)分泌細胞與靶細胞的距離分為4種：自分泌、旁分泌、內(nèi)分泌和通過化學突觸傳遞神經(jīng)信號，其中內(nèi)分泌是大多數(shù)分泌信號分子的作用方式。 信號分子主要分為三類：親脂性分子、親水性分子、氣體信號分子。 信號分子的受體分兩類：細胞內(nèi)受體、細胞表面受體。細胞內(nèi)受體與親脂性分子結(jié)合，細胞表面受體與親水性分子結(jié)合。 細胞內(nèi)受體主要含3個功能結(jié)構(gòu)域：位于C端的配體結(jié)合位點，位于中部與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，位于N端的激活基因轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)域。正常情況下，胞內(nèi)受體與抑制蛋白復合物結(jié)合處于無活性狀態(tài)，激素與受體結(jié)合成復

18、合物后，引起抑制復合物解離，受體結(jié)合DNA的部位暴露出來，受體由此被激活。 細胞表面受體主要分為三大家族：離子通道耦聯(lián)受體、G蛋白耦聯(lián)受體、酶連受體。這些受體都具有配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和產(chǎn)生效應(yīng)的結(jié)構(gòu)域，分別具有結(jié)合特異性和效應(yīng)特異性。 細胞表面受體的活化依賴于配體的結(jié)合，通過效應(yīng)器蛋白的活化導致產(chǎn)生胞內(nèi)第二信使。目前公認的第二信使主要包括cAMP、cGMP、Ca2+、PIP3、DAG、IP3等。cAMP活化PKA，cGMP活化PKG，Ca2+通過與CaM結(jié)合引起蛋白質(zhì)磷酸化， PIP3 可活化PKB，DAG活化PKC，IP3作用于細胞內(nèi)鈣庫引起內(nèi)源性Ca2+濃度升高。 在細胞信號轉(zhuǎn)導中，除受體和第

19、二信使外，還有兩類蛋白起分子開關(guān)作用。一類是GTPase開關(guān)蛋白，包括三聚體G蛋白和單體G蛋白，其活性受GEF、GAP和GDI的調(diào)節(jié)；另一類是通過蛋白激酶和蛋白磷酸酶調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化。 NO作為氣體信號分子，具脂溶性，可快速擴散透過細胞膜，改變鳥苷酸環(huán)化酶的構(gòu)象，使cGMP合成增多，激活PKG，引起平滑肌舒張，血管擴張。 離子通道耦聯(lián)受體是多亞基組成的受體/離子通道復合體，屬配體門離子通道。配體與受體結(jié)合引起離子通道的開啟或關(guān)閉。受體本身既有信號結(jié)合位點，又是離子通道，其跨膜信號轉(zhuǎn)導無需中間步驟。 G蛋白耦聯(lián)受體是細胞膜表面單條多肽經(jīng)7次跨膜形成的受體，該信號通路中配體與受體結(jié)合后

20、引起靶蛋白反應(yīng)需要通過三聚體G蛋白。根據(jù)第二信使不同分為cAMP信號通路和磷酯酰肌醇信號通路。 cAMP信號通路的反應(yīng)鏈為：激素G蛋白耦聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶 cAMP PKA基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄。 磷酯酰肌醇信號通路也稱雙信使通路。反應(yīng)鏈為：激素G蛋白耦聯(lián)受體Gq蛋白PLC-b，催化PIP2水解為IP3和DAG；IP3引起Ca2+升高，Ca2+與CaM結(jié)合引起蛋白質(zhì)磷酸化；DAG活化PKC，引起蛋白質(zhì)磷酸化，從而引起細胞反應(yīng)。 受體酪氨酸蛋白激酶(RTK)是細胞表面一大類重要的酶連受體，配體與受體結(jié)合，導致受體二聚化，激活受體的酪氨酸蛋白激酶活性，引起一系列磷酸化級聯(lián)反應(yīng)，終致細胞生理和/

21、或基因表達的改變。 RTKRas信號通路是這類受體所介導的重要信號通路。其基本途徑是：配體受體接頭蛋白 SosRasRaf(MAPKKK) MAPKKMAPK進入細胞核其他激酶或基因調(diào)控蛋白的磷酸化修飾。 細胞因子受體是細胞表面一類酪氨酸蛋白激酶聯(lián)系的受體，這類受體的活化激活JakSTAT信號通路，進而調(diào)節(jié)基因表達。 黏著斑除了起錨定連接作用外，在細胞通訊中也發(fā)揮作用。由細胞表面到細胞核信號轉(zhuǎn)導的途徑為：細胞外基質(zhì)整聯(lián)蛋白結(jié)合酪氨酸激酶Src斑蛋白激酶FAK GRB2Sos Ras Raf MAPK級聯(lián)反應(yīng)途徑。 細胞對信號反應(yīng)表現(xiàn)出發(fā)散性和收斂性，且不同信號通路間存在“交叉對話”（串擾）現(xiàn)象

22、，使得細胞通訊非常復雜。 在細胞信號轉(zhuǎn)導中，信號的解除與終止同樣非常重要。細胞通過對信號分子和第二信使的降解減少對細胞的刺激，通過受體沒收、受體失活、信號中斷等方式減少細胞對信號的反應(yīng)。本章難點與重點1. 信號分子和信號分子受體的類型2. 胞內(nèi)受體的結(jié)構(gòu)與信號轉(zhuǎn)導模式3. 三聚體G蛋白與G蛋白耦聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)及在信號轉(zhuǎn)導中的作用4. cAMP信號通路與磷酸酰肌醇信號通路的區(qū)別與聯(lián)系5. 酶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導6. 細胞表面整聯(lián)蛋白的信號通路7. 細胞信號轉(zhuǎn)導的發(fā)散性、收斂性與交叉對話第10章 細胞骨架本章小結(jié) 細胞骨架是真核細胞中由蛋白質(zhì)亞基組裝成的纖維網(wǎng)絡(luò)體系，主要包括微絲、微管和中間絲。細胞

23、骨架是一類高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)，它們通過蛋白質(zhì)亞基的組裝/去組裝過程來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)骨架網(wǎng)絡(luò)的分布和結(jié)構(gòu)。 微絲又稱肌動蛋白絲，是由球形肌動蛋白G-actin單體形成的螺旋狀纖維 (F-actin)。微絲具有極性，G-actin結(jié)合ATP的方向為微絲的負端。 微絲組裝時具有踏車現(xiàn)象。細胞松弛素 B 導致微絲解聚，鬼筆環(huán)肽穩(wěn)定微絲，防止微絲解聚。 肌球蛋白是細胞內(nèi)最重要的依賴于微絲的馬達蛋白。微絲的功能與幾乎所有形式的細胞運動有關(guān)，如參與肌肉收縮、細胞變形運動、胞質(zhì)分裂以及細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)然顒印?微絲與膜整合的鈣粘蛋白構(gòu)成黏著帶與黏著斑，構(gòu)成細胞與細胞、細胞與細胞外基質(zhì)間的錨定連接，提高細胞的抗機械強度。

24、 微管是由ba-微管蛋白二聚體組裝而成的中空管狀結(jié)構(gòu)。細胞內(nèi)微管通常以單管、二聯(lián)微管或三聯(lián)微管形式存在。中心體和基體細胞內(nèi)最主要的微管組織中心。 微管具有極性；ba二聚體以首-尾排列的方式進行組裝，a-tubulin端為(-)端，b-tubulin端為(+)端。 沿微管驅(qū)動物質(zhì)運輸?shù)鸟R達蛋白主要包括驅(qū)動蛋白和動力蛋白。驅(qū)動蛋白由兩條重鏈組成的頭部和重鏈末端與輕鏈共同組成的尾端構(gòu)成，頭部具有ATPase活性，可以沿微管由負端向正端運動；尾端與被轉(zhuǎn)運物質(zhì)或膜泡結(jié)合。動力蛋白由2條或3條重鏈及多條輕鏈組成，驅(qū)動物質(zhì)沿微管從正端向負端運行。 微管的主要功能是細胞內(nèi)物質(zhì)運輸、維持細胞形態(tài)、構(gòu)成鞭毛和纖毛

25、、紡錘體與染色體運動及細胞器的定位等。 中間絲是細胞中成份最復雜、結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的細胞骨架成分，中間絲具有組織特異性，不同組織細胞具有不同的中間絲蛋白。 中間絲沒有極性，中間絲的組裝由單體組裝為極性的二聚體，兩個二聚體以反向平行形式形成四聚體，四聚體是細胞質(zhì)內(nèi)中間絲組裝的最小單位；由四聚體進一步組裝成中間絲。 中間絲的組裝與去組裝受中間絲蛋白的磷酸化和去磷酸化控制，中間絲蛋白磷酸化引起去組裝，去磷酸化引起組裝。 核內(nèi)膜下的核纖層由中間絲構(gòu)成，主要由核纖層蛋白A和B組成，細胞分裂過程中核纖層出現(xiàn)周期性的解聚與聚合。 中間絲的功能包括：增強細胞抗機械拉力的能力、參與橋粒與半橋粒的形成、維持細胞核膜的穩(wěn)

26、定、與DNA復制與轉(zhuǎn)錄有關(guān)等。本章難點與重點 微絲的組成與組裝 肌球蛋白的結(jié)構(gòu)與肌肉收縮機理 微管的組裝與去組裝 驅(qū)動蛋白與動力蛋白的結(jié)構(gòu)與功能 微管滑動的機理 微管的功能 中間絲的成份與組裝特點 核纖層的組成與周期性變化第11章 細胞核與染色質(zhì)本章小結(jié) 細胞核是真核細胞內(nèi)最大、最重要的細胞器，是細胞遺傳與代謝的調(diào)控中心。細胞核主要由核被膜(包括核孔復合體)、核纖層、染色質(zhì)、核仁及核體組成。 核被膜與核孔復合體是真核細胞所特有的結(jié)構(gòu)，作為細胞核與細胞質(zhì)之間的界膜，將基因轉(zhuǎn)錄與翻譯過程在時空上分開。核被膜主要由核外膜、核內(nèi)膜、核孔復合體、核周隙和核纖層組成。 核孔復合體主要由胞質(zhì)環(huán)、核質(zhì)環(huán)、輻和

27、栓4種結(jié)構(gòu)亞單位組成，核質(zhì)環(huán)在核內(nèi)形成“捕魚籠”結(jié)構(gòu)。 核孔復合體構(gòu)成核質(zhì)交換的雙向選擇性親水通道。通過核孔復合體的物質(zhì)運輸小分子的自由擴散和大分子的主動運輸。通過核孔復合體的主動運輸包括核輸入和核輸出，核輸入需要核定位信號(NLS)，而核輸出需要輸出信號(NES)，同時還需要轉(zhuǎn)運蛋白和輸出蛋白等的參與。親核蛋白通過核孔復合體轉(zhuǎn)運主要包括結(jié)合、轉(zhuǎn)移和解離三個過程。 染色質(zhì)是間期細胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結(jié)構(gòu)。構(gòu)成染色質(zhì)的DNA包括B型、A型和Z型3種構(gòu)型，不同構(gòu)型的DNA其大溝和小溝的特征在遺傳信息的表達中起關(guān)鍵作用。 組成染色質(zhì)的蛋白分為組蛋白和非組蛋白。組

28、蛋白很少有組織特異性，包括H2A、H2B、H3、H4四種核小體組蛋白和H1組蛋白。非組蛋白多數(shù)是序列特異性DNA結(jié)合蛋白，具有組織特異性，是重要的基因表達調(diào)控蛋白。 核小體是構(gòu)成染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，每個核小體由組蛋白八聚體核心及200bp左右的DNA分子和一分子H1組蛋白構(gòu)成。核小體使染色質(zhì)成為10nm的串珠結(jié)構(gòu)，再通過螺旋化形成30nm的螺線管結(jié)構(gòu)。螺線管再通過多級螺旋模型或骨架放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型形成染色體，使染色質(zhì)高度壓縮。 間期染色質(zhì)可分為常染色質(zhì)和異染色質(zhì)，異染色質(zhì)又可分為結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)。處于常染色質(zhì)狀態(tài)是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件而非充分條件。 染色體是細胞分裂時遺傳物質(zhì)存在的特

29、殊形式，是間期染色質(zhì)緊密組裝的結(jié)果。染色體可分為中著絲粒染色體、亞中著絲粒染色體、亞端著絲粒染色體和端著絲粒染色體。 染色體的主要結(jié)構(gòu)包括：著絲粒與動粒、次縊痕與核仁組織區(qū)、隨體和端粒。染色體的3種重要功能元件包括：自主復制DNA序列、著絲粒DNA序列和端粒DNA序列，這3種元件是保證真核生物染色體正常復制和穩(wěn)定遺傳的基礎(chǔ)。 用特殊染色技術(shù)可使染色體顯示特殊的帶型。包括Q帶、G帶、R帶、C帶等帶型。 在某些生物的細胞中，可以觀察到特殊的巨大染色體，包括多線染色體和燈刷染色體。多線染色體來源于核內(nèi)有絲分裂，即核內(nèi)DNA多次復制而細胞不分裂。燈刷染色體是卵母細胞進行減數(shù)第一次分裂時停留在雙線期的染

30、色體。 核仁是真核細胞間期核中最顯著的結(jié)構(gòu)。核仁普遍存在3種基本組分：纖維中心(FC)、致密纖維組分(DFC)和顆粒組分(GC)。FC是rRNA基因的儲存位點， DFC是rRNA轉(zhuǎn)錄和加工的主要場所，GC是核糖體亞單位成熟和儲存的位點。 核仁的主要功能與核糖體的生物發(fā)生有關(guān)，包括rRNA基因的轉(zhuǎn)錄、rRNA前體的加工和核糖體亞單位的組裝。 在細胞分裂過程中，核仁表現(xiàn)出周期性地解體與重建。間期核核仁結(jié)構(gòu)整合性的維持和有絲分裂后期核仁的重建，都需要rRNA基因的活性。核仁組織中心有助于核仁的重新形成。 核仁內(nèi)還存在一些亞核結(jié)構(gòu)，包括：Cajal體、GEMS和染色質(zhì)間顆粒。它們可能是snRNA和sn

31、oRNA最后加工及蛋白質(zhì)組裝的場所。 真核細胞內(nèi)除染色質(zhì)、核膜、核仁及一些亞核結(jié)構(gòu)外，還有蛋白質(zhì)為主構(gòu)成的核骨架體系，主要由核纖層、核基質(zhì)構(gòu)成。本章難點及重點 細胞核的基本結(jié)構(gòu)及功能 核孔復合體的結(jié)構(gòu)及親核蛋白轉(zhuǎn)運過程 核小體的結(jié)構(gòu) 中期染色體的3種功能元件及其功能 核仁的結(jié)構(gòu)與主要功能第16章 細胞死亡與細胞衰老本章小結(jié) 細胞死亡往往受到細胞內(nèi)某種由遺傳機制決定的“死亡程序”控制 ，所以被稱為細胞程序性死亡。動物細胞典型的程序性死亡方式包括細胞凋亡、細胞壞死和細胞自噬。 細胞凋亡是由基因控制的主動性、自殺性的程序死亡過程，對動物體的正常發(fā)育、自穩(wěn)態(tài)的維持等生理及多種病理過程具有重要的意義。其

32、特征是凋亡過程中細胞質(zhì)膜保持完整，細胞內(nèi)含物沒有泄漏到細胞外，不引發(fā)機體的炎癥反應(yīng)。 細胞凋亡可以通過形態(tài)學觀測、DNA電泳、TUNEL測定法、彗星電泳和流式細胞分析等方法進行測定，鑒定細胞凋亡最簡便可靠的方法是DNA電泳。 在動物細胞凋亡過程中，胱天蛋白酶Caspase家族成員發(fā)揮了重要作用。哺乳動物的Caspase家族分為兩類：凋亡起始者：包括Caspase-2, 8, 9, 10, 11；凋亡執(zhí)行者：包括Caspase-3, 6, 7等。起始者位于上游，負責對執(zhí)行者的前體進行切割，產(chǎn)生有活性的執(zhí)行者；執(zhí)行者負責切割細胞核內(nèi)、細胞質(zhì)中的結(jié)構(gòu)蛋白等，執(zhí)行凋亡。 細胞凋亡過程可分為激活期和執(zhí)行

33、期兩個階段。激活期細胞應(yīng)答死亡信號，起始Caspase活化；執(zhí)行期執(zhí)行Caspase活化，執(zhí)行細胞死亡程序。 起始Caspase活化屬于同性活化，即酶原分子聚集成復合物達到一定濃度時，彼此切割即可活化。執(zhí)行Caspase的活化屬于異性活化，即起始Caspase招募執(zhí)行Caspase酶原分子后，對其切割后進行活化。 動物細胞凋亡途徑主要包括：Caspase依賴性細胞凋亡途徑和Caspase非依賴性細胞凋亡途徑。其中Caspase依賴性細胞凋亡途徑通過兩條途徑引發(fā)：由細胞表面死亡受體介導的外源途徑和由線粒體介導的內(nèi)源途徑。 在死亡受體介導的外源性途徑中，死亡受體為跨膜蛋白，屬腫瘤壞死因子受體超家族

34、(如Fas)，部分受體胞內(nèi)具有死亡結(jié)構(gòu)域 (DD)。配體與受體結(jié)合，受體聚合，通過胞內(nèi)死亡結(jié)構(gòu)域招募同樣具有死亡結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白FADD和Caspase-8酶原，Caspase-8酶原通過自身切割而被激活，進而切割執(zhí)行者Caspase-3酶原，產(chǎn)生有活性的Caspase-3，導致細胞凋亡。l 在線粒體介導的內(nèi)源性細胞凋亡途徑中，細胞受到死亡信號刺激時，細胞色素c從線粒體釋放到胞質(zhì)并與胞質(zhì)中的Apaf-1結(jié)合。Apaf-1的N端具有Caspase募集結(jié)構(gòu)域(CARD)，招募細胞質(zhì)中的Caspase-9酶原，形成大的凋亡復合體。Caspase-9酶原在凋亡復合體中發(fā)生自身切割而活化，活化的Casp

35、ase-9再進一步激活執(zhí)行者Caspase-3和Caspase-7酶原，引起細胞凋亡。 細胞壞死 (necrosis)：指由某些外界因素，比如局部貧血以及物理、化學損傷和生物侵襲等造成的細胞急速死亡過程。細胞壞死可能是細胞“程序性死亡”的另一種形式，當細胞凋亡不能正常發(fā)生而細胞必須死亡時，壞死作為凋亡的“替補”方式被細胞采用。 細胞自噬是指來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或細胞質(zhì)中的膜泡，包裹著整個的細胞器和部分細胞質(zhì)形成雙層膜包的自噬小體，自噬小體與溶酶體融合后，內(nèi)含物被溶酶體中的水解酶消化的過程。細胞自噬是不同于細胞凋亡的程序性死亡方式。 細胞衰老主要指復制衰老，是體外培養(yǎng)的正常細胞經(jīng)過有限次數(shù)的分裂后，停止生

36、長，細胞形態(tài)和生理代謝活動發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。 1958年，Hayflick等證實人成纖維細胞體外增殖不是無限的，首次提出了細胞水平上的“衰老”現(xiàn)象，稱為“Hayflick界限”。 細胞在衰老過程中，在細胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、細胞膜等方面都發(fā)生一系列變化。 關(guān)于細胞衰老的分子機制，目前有多種假說，如復制衰老假說(端粒假說)、線粒體自由基假說、rDNA復制假說(單細胞生物的衰老)等。難點與重點 動物細胞程序性死亡的主要類型、過程及其相互區(qū)別 動物細胞凋亡的基本途徑和分子機制 細胞衰老及可能的機制第十七章 細胞的社會聯(lián)系本章小結(jié) 多細胞生物中，細胞不是獨立存在的，細胞與其他細胞以及與細胞外基質(zhì)間相

37、互作用、相互制約、相互依存，對細胞的存活、發(fā)育、遷移、增殖、形態(tài)以及基因的差異表達產(chǎn)生重要的調(diào)控作用。 細胞連接主要有3種類型：封閉連接、錨定連接和通訊連接。 封閉連接以緊密連接為代表，主要由相鄰細胞質(zhì)膜的封閉蛋白和密封蛋白緊緊靠在一起，形成封閉的嵴線?？尚纬蓾B透屏障，阻止溶液中的分子通過細胞間隙；并限制膜蛋白和膜脂分子擴散，維持上皮細胞的極性。 錨定連接包括與中間纖維相關(guān)的橋粒、半橋粒和與肌動蛋白絲相關(guān)的黏合帶、黏合斑。橋粒和黏合帶介導細胞間的連接，而半橋粒和黏合斑介導細胞與細胞外基質(zhì)的連接。錨定連接通過細胞骨架（中間纖維和微絲）將細胞與細胞、細胞與細胞外基質(zhì)聯(lián)系在一起，增強了組織的抗機械力。 通訊連接包括：間隙連接、化學突觸、胞間連絲。間隙連接由相鄰細胞膜上的兩個連接子相對構(gòu)成，在細胞間代