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文檔簡介
1、僅供參考,嘿嘿嘿。一2008級細胞生物學期末考試復習要點1. 細胞學說(cell theory)細胞是有機體,一切動植物都是由細胞發(fā)育而來,并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成;每個細胞作為一個相對獨立的單位,既有“自己的”生命,又對與其他細胞共同組成的整合的生命有所助益;新的細胞可以通過已存在的細胞繁殖產(chǎn)生。(P9)2. 細胞(cell)細胞是生命活動的基本單位。細胞是有機體的組成和結(jié)構(gòu)基本單位。 細胞是代謝和功能的基本單位。細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)。細胞是遺傳的基本單位,細胞具有遺傳的全能性。沒有細胞就沒有完整的生命(病毒除外)。(P19)3. 顯微分辨率(microscopic resoluti
2、on)顯微鏡的分辨能力。肉眼:0.2 mm; 光鏡:0.2 um; 電鏡:0.2 nm。(P49)4. 倒置顯微鏡(inverted microscope)組成和普通顯微鏡一樣,只不過物鏡與照明系統(tǒng)顛倒,前者在載物臺之下,后者在載物臺之上,用于觀察培養(yǎng)的活細胞,具有相差物鏡。 倒置顯微鏡和放大鏡起著同樣的作用,就是把近處的微小物體成一放大的像,以供人眼觀察。只是顯微鏡比放大鏡可以具有更高的放大率而已。 物體位于物鏡前方,離開物鏡的距離大于物鏡的焦距,但小于兩倍物鏡焦距。所以,它經(jīng)物鏡以后,必然形成一個倒立的放大的實像AB。 AB靠近F2的位置上。再經(jīng)目鏡放大為虛像AB后供眼睛觀察。目鏡的作用與
3、放大鏡一樣。所不同的只是眼睛通過目鏡所看到的不是物體本身,而是物體被物鏡所成的已經(jīng)放大了一次的像。5. 流動鑲嵌模型(fluid mosaic model)膜的流動性,膜蛋白和膜質(zhì)均可側(cè)向運動;膜蛋白分布的不對稱性,有的鑲在表面,有的嵌入或橫跨脂雙方子層(P83)6. 載體蛋白(carrier protein)膜轉(zhuǎn)運蛋白的一類,可介導被動運輸,又可介導逆濃度或電化學梯度的主動運輸。(P102)存在于細胞膜上的一種具有特異性傳導功能的蛋白質(zhì),它能與特定的溶質(zhì)分子結(jié)合,通過一系列構(gòu)象改變介導溶質(zhì)分子的跨膜轉(zhuǎn)運。(通透酶)(PPT)7. 通道蛋白(channel protein)膜轉(zhuǎn)運蛋白的一類,只
4、能介導順濃度或電化學梯度的被動運輸。(P103)存在于細胞膜上的一種跨膜蛋白質(zhì),其跨膜部分形成親水性的通道,當這些孔道開放時允許適宜大小的分子和帶電荷的離子通過,通道蛋白所介導的被動運輸不需要與溶質(zhì) 資料提供:徐興宇 整理:阿飛分子結(jié)合。(PPT)8. 細胞系:來源動植物細胞的能在體外培養(yǎng)中無限增殖的細胞群體;細胞株:通過純系化或選擇法從原代培養(yǎng)細胞或細胞系中分離出來具有特異性狀或標志性狀的細胞群體9. 胞吞作用(endocytosis)通過細胞膜內(nèi)陷形成囊泡(胞吞泡),將外界物質(zhì)裹進并輸入細胞的過程(胞飲作用、吞噬作用)(P117)。胞吐作用(exocytosis)將細胞內(nèi)的分泌泡或其他某些
5、膜泡中的物質(zhì)通過細胞質(zhì)膜運出細胞的過程。(P121)10. 協(xié)同運輸(cotransport)(協(xié)同轉(zhuǎn)運)是一類由Na+-K+泵(或H+泵)與載體蛋白協(xié)同作用,靠間接消耗ATP所完成的主動運輸方式。(P114)11. 信號識別顆粒(signal recognition particle, SRP)為核糖核蛋白復合體,6種蛋白+300bp組成的 7SRNA,位于細胞質(zhì),SRP既可與新生肽信號序列和核糖體結(jié)合,又可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)停泊蛋白SRP受體結(jié)合。信號肽信號識別顆粒顆粒受體(P200)12. 分子伴侶(molecular chaperon)一種與其他多肽或蛋白質(zhì)結(jié)合的蛋白質(zhì),以防蛋白質(zhì)錯誤折疊、變性
6、或聚集沉淀,對蛋白質(zhì)的正確折疊、組裝以及跨膜轉(zhuǎn)運有重要作用。(P539)13. 信號分子(signal molecule)是細胞的信息載體,種類繁多,包括化學信號諸如各類激素、局部介質(zhì)和神經(jīng)遞質(zhì)等,以及物理信號諸如聲、光、電和溫度變化等。根據(jù)其溶解性分為親脂性和親水性兩類:親脂性信號分子,主要代表是甾類激素和甲狀腺素,這類親脂性分子小、疏水性強,可穿過細胞膜進入細胞,與細胞質(zhì)或細胞核中受體結(jié)合形成激素受體復合物,調(diào)節(jié)基因表達;親水性信號分子,包括神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、部分化學遞質(zhì)和大多數(shù)激素,它們不能穿過靶細胞質(zhì)膜的脂雙分子層,只能通過與靶細胞表面受體結(jié)合,再經(jīng)信號轉(zhuǎn)換機制,在細胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使
7、或激活蛋白酶或蛋白磷酸酶的活性,引起細胞的應(yīng)答反應(yīng)。3、氣體信號分子(NO),能進入細胞直接激活效應(yīng)酶,參與體內(nèi)眾多的生理或病理過程。(P220)14. 肌質(zhì)網(wǎng)(sarcoplasmic reticulum)肌細胞中的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),稱為肌質(zhì)網(wǎng)。儲存有高濃度的Ca2+(P540)14. 細胞通訊(cell communication)一個細胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)(又稱配體)傳遞到另一個細胞并與靶細胞相應(yīng)的受體相互作用,然后通過細胞信號轉(zhuǎn)導產(chǎn)生胞內(nèi)一系列生理生化變化,最終表現(xiàn)為細胞整體的生物學效應(yīng)的過程。(P218)15. 細胞信號傳遞(cell signaling)通過信號分子與受體的相互作用,將外
8、界信號經(jīng)細胞質(zhì)膜傳遞至細胞內(nèi)部,通常傳遞至細胞核,并引發(fā)特異生物學效應(yīng)的過程(P544)16. 鈣調(diào)蛋白(calmodulin, CaM)一種高度保守、廣泛分布的小分子Ca2+結(jié)合蛋白,參與許多Ca2+依賴性的生理反應(yīng)與信號傳導。每個鈣調(diào)蛋白分子有4個鈣離子結(jié)合位點。作用:低Ca2+條件下與原肌動蛋白結(jié)合,阻止肌動蛋白的結(jié)合(P539)17. 第二信使(second messenger)在胞內(nèi)產(chǎn)生的小分子,其濃度變化(增加或減少)應(yīng)答于胞外信號與細胞表面受體的結(jié)合,并在細胞信號轉(zhuǎn)導中行使功能。包括 cAMP、cGMP、Ca2+、三磷酸肌醇(IP3)、二酰甘油(DAG)等。功能:啟動和協(xié)助細胞內(nèi)
9、信號的逐級放大(P223)18. 微管(microtubule, MT)、微絲(microfilament)和中間絲(intermediate filaments, IF)微管是存在于所有真核細胞中由微管蛋白裝配而成的長管狀細胞器結(jié)構(gòu),平均外徑約24nm,通過其亞單位的裝配和去裝配能改變其長度,對低溫、高壓和秋水仙素等藥物敏感。(一種中空的細胞骨架纖維,由與微管蛋白形成的異二聚體組裝而成。)微絲:由肌動蛋白單體組裝而成的細胞骨架纖維。它們在細胞內(nèi)與幾乎所有的運動相關(guān)。中間絲:直徑約10nm的致密索狀的細胞骨架纖維,組成中間絲的蛋白亞基的種類具有組織特異性。中間絲為細胞和組織提供了機械穩(wěn)定性。1
10、9. 微管組織中心(microtubule organizing center, MTOC)在活細胞內(nèi),能夠起始微管的成核作用,并使之延伸的細胞結(jié)構(gòu)(P285)20. 馬達蛋白(motor protein)利用ATP水解釋放的能量驅(qū)動自身沿微管或微絲定向運動的蛋白,如驅(qū)動蛋白、動力蛋白和肌球蛋白。(P541)21. 胞內(nèi)受體(intracellular receptor)細胞內(nèi)受體(intracellular receptor):位于胞質(zhì)基質(zhì)或核基質(zhì),識別和結(jié)合小的脂溶性信號分子。受體(receptor):一種能識別和選擇性結(jié)合某種配體(信號分子)的大分子,當與配體結(jié)合后,通過信號轉(zhuǎn)導作用將胞
11、外信號轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)化學或物理的信號,以啟動一系列過程,最終表現(xiàn)為生物學效應(yīng). (P221)22. 微管踏車行為(treadmilling)在一定條件下,微管的正極端發(fā)生因組裝而延長,而負極端發(fā)生去組裝而縮短,當一端組裝的速度和另一端解聚速度相同時,微管的長度保持穩(wěn)定,這種現(xiàn)象稱為踏車現(xiàn)象。(P284)23. 肌球蛋白(myosin)依賴于微絲的分子馬達。分子馬達(molecular motor):指依賴于微管的驅(qū)動蛋白(kinesin)、動力蛋白(dynein)和依賴于微絲的肌球蛋白超家族成員組成。(P274+PPT)24. 核孔復合體(nuclear pore complex, NPC)核孔上
12、鑲嵌的一種復雜結(jié)構(gòu),是核質(zhì)交換的雙向選擇性親水通道。雙功能:兩種運輸方式(被動擴散與主動運輸);雙向性:既介導蛋白質(zhì)的入核轉(zhuǎn)運,又介導RNA、核糖核蛋白顆粒(RNP)的出核轉(zhuǎn)運(P310)。包括: 胞質(zhì)環(huán) 核質(zhì)環(huán) 輻 栓25. 核仁組織區(qū)(nucleolar organizing region ,NOR)位于染色體的次縊痕部位,但并非所有的次縊痕都是NOR,染色體NOR是rRNA基因所在部位(5SrRNA基因除外),與間期細胞核仁形成有關(guān)。(P346)27. 過氧化物酶體(peroxisome):真核細胞中含多種活性酶的細胞器。利用分子氧氧化有機物。(P539)答:過氧化物酶體又稱微體,是由單
13、層膜圍繞的、內(nèi)含一種或幾種氧化酶類的細胞器。一種異質(zhì)性的細胞器,不同生物的細胞中,甚至單細胞生物的不同個體中所含酶的種類及其行使的功能有所不同。過氧化酶體中常含有兩種酶:一是依賴于黃素的氧化酶;二是過氧化氫酶。溶酶體(lysosome):是單層膜圍繞、內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器,其主要功能是進行細胞內(nèi)的消化。根據(jù)其處于完成生理功能的不同階段,可分為初級溶酶體、次級溶酶體和殘余體(P191)XXX. 細胞核(nucleus)主要有核被膜、核纖層、染色質(zhì)、核仁及核體組成。是遺傳信息的儲存場所,在這里進行基因復制、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物的加工過程,從而控制著細胞的遺傳與代謝活動。(P247)27.
14、 核仁(nucleolus)見于間期細胞核內(nèi),呈圓球形,一般1-2個,個別3-5個。在有絲分裂前期消失,分裂末期重新出現(xiàn)。功能:rRNA合成、加工、組裝核糖體亞單位的場所。(P355)28. 動粒(kinetochore)位于著絲粒外表面、由蛋白質(zhì)形成的結(jié)構(gòu),是紡錘體微管的附著位點。(P538)29. 染色質(zhì)(chromatin)指間期細胞核內(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),是間期細胞遺傳物質(zhì)存在的形式。組蛋白:DNA:非組蛋白:RNA = 1:1:(1-1.5):0.1(P319)XXX. 端粒(telomere)染色體端部的特化部分,維持染色體的完整性和個體性。端
15、粒由高度重復的短序列串聯(lián)而成,在進化上高度保守,不同生物的端粒序列都很相似,哺乳類的序列為GGGTTA,500-3000次重復(P346)31. 卵細胞促成熟因子(MPF)在成熟的卵細胞的細胞質(zhì)中,必然有一種物質(zhì),可以誘導卵母細胞成熟,這種物質(zhì)就稱為卵細胞促成熟因子。(P523)30. 細胞周期(cell cycle)從一次細胞分裂結(jié)束開始,經(jīng)過物質(zhì)積累過程,直到下一次細胞分裂結(jié)束為止。分為四個階段: G1期 (gap1):從有絲分裂完成到DNA復制前的間隙時間; S期 (synthesis phase):DNA復制的時期; G2期 (gap2):DNA復制完成到有絲分裂開始前的時間; M期
16、(mitosis),細胞分裂開始到結(jié)束。 G0期:細胞暫時離開細胞周期,停止分裂,去執(zhí)行一定的功能,稱靜止期細胞, G0期多發(fā)生在G1期。(P387)32. 周期蛋白依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)與周期蛋白結(jié)合并活化,使靶蛋白磷酸化、調(diào)控細胞周期進程的激酶(P545427)33. 黏合帶(adhesion belt)和黏合斑(focal adhesion)(微絲)黏合帶位于上皮細胞緊密連接的下方,相鄰細胞間形成連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu),由鈣黏蛋白形成胞間橫橋連接。黏合斑:細胞與細胞外基質(zhì)間的連接方式,參與的骨架組分是微絲,跨膜粘連蛋白是整聯(lián)蛋白,有助于維持細胞
17、在運動過程中的張力以及細胞生長的信號傳遞。(P508)34. 橋粒(desmosome)和半橋粒(hemidesmosome)(中間絲)橋粒:胞內(nèi)錨蛋白形成的盤狀致密斑,一側(cè)與中間絲相連,另一側(cè)與跨膜粘連蛋白(屬鈣黏蛋白家族)相連,在兩個細胞間形成紐扣樣結(jié)構(gòu),將相鄰細胞鉚接在一起。半橋粒在形態(tài)上與橋粒相似,化學組成和功能上不同。它通過細胞質(zhì)膜上的整聯(lián)蛋白核胞外基質(zhì)的層粘連蛋白將上皮細胞固定在基底膜上,是細胞與胞外基質(zhì)間的連接方式。(P507)35. 泛素化(ubiquitination)泛素化是對特異的靶蛋白進行泛素修飾的過程。蛋白質(zhì)泛素化的結(jié)果是使得被標記的蛋白質(zhì)被蛋白酶分解為較小的多肽、氨
18、基酸以及可以重復使用的泛素。(百度百科)36. 細胞凋亡(apoptosis)細胞凋亡是多細胞生物在發(fā)育過程中,一種由基因控制的主動的細胞生理性自殺行為。(PPT)一種有序的或程序性的細胞死亡方式,是細胞接受某些特定信號刺激后進行的正常生理應(yīng)答反應(yīng)。該過程具有典型的形態(tài)學和生化特征,凋亡細胞最后以凋亡小體被吞噬消化。(P543) 細胞壞死(necrosis)細胞受到意外損傷,如極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激而發(fā)生的細胞被動死亡形式。細胞壞死時,細胞內(nèi)含物釋放到胞外,引起周圍區(qū)域的炎癥反應(yīng)。(P455543)細胞自噬(autophayg)正常細胞為維持細胞內(nèi)環(huán)境的動態(tài)平衡,需要不斷降解功
19、能失?;虿恍枰募毎Y(jié)構(gòu)。如:蛋白質(zhì)、細胞器、各種胞質(zhì)組分。壽命較短的蛋白質(zhì)通過泛素-蛋白酶系統(tǒng)進行降解;壽命較長的細胞結(jié)構(gòu)及蛋白質(zhì)通過細胞自噬途徑,由溶酶體進行降解。生理狀態(tài)下,自噬主要發(fā)生在營養(yǎng)危機以及胚胎發(fā)育期間。(P456)37.Caspase蛋白酶(Cysteine aspartic acic specific protease)一組結(jié)構(gòu)類似、與細胞凋亡有關(guān)的蛋白酶家族,其活性位點包括半胱氨酸,特異地裂解靶蛋白天冬氨酸殘基后的肽鍵,負責選擇性地裂解蛋白質(zhì),使靶蛋白失活或活化。(P546)38. 持家基因(house-keeping gene)所有細胞類型中均表達的一類基因,其產(chǎn)物是維
20、持細胞基本生命活動所必需的。如:肌動蛋白、微管蛋白、組蛋白、核糖體蛋白、糖酵解酶系基因等。(P470)奢侈基因(luxury gene)不同細胞類型中特異性表達的基因,其產(chǎn)物賦予各種類型細胞特異的形態(tài)特征與功能。如:卵清蛋白、胰島素、血紅蛋白。(P470)46. 細胞全能性(totipotency)指細胞經(jīng)分裂和分化后仍具有形成完整機體的潛能或特性。如受精卵、早期胚胎細胞、植物體細胞。(P473)39. 原癌基因(oncogene)與癌基因(oncogene):原癌基因為細胞的正?;颍嗑幋a控制細胞周期、細胞凋亡、細胞增殖的各種調(diào)控因子和活性蛋白,是細胞正常功能所必需。(編碼的蛋白主要包括生
21、長因子、生長因子受體、信號轉(zhuǎn)導通路中的分子、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子、細胞凋亡蛋白、DNA修復相關(guān)蛋白和細胞周期調(diào)控蛋白等)。癌基因是控制細胞生長和分裂的正常基因的一種突變形式,能引起正常細胞癌變。(P482)40. 細胞衰老(cell ageing)一般含義是復制衰老(replicative senescence,RS),指體外培養(yǎng)的正常細胞經(jīng)過有限次數(shù)的分裂后停止分裂,細胞形態(tài)和生理代謝活動發(fā)生顯著改變的現(xiàn)象。(除胚胎干細胞/大多數(shù)腫瘤細胞外的原代培養(yǎng)細胞)P(459)41. 細胞連接(cell junction)指細胞質(zhì)膜的特化區(qū)域,通過膜蛋白、細胞支架蛋白或胞外基質(zhì)形成的細胞與細胞之間、細胞與
22、胞外基質(zhì)間的連接結(jié)構(gòu)。是多細胞生物相鄰細胞間協(xié)同作用的重要組織方式。包括封閉鏈接、錨定連接、通訊連接(P505)42. 鈣黏蛋白(cadherin)特定細胞的粘著因子,用于細胞與細胞間的粘連。是一種同親型結(jié)合、Ca2+依賴的細胞黏著糖蛋白。對胚胎細胞發(fā)育中細胞識別、遷移和組織分化及成體組織器官構(gòu)成有重要作用。連接方式:粘著帶和橋粒(P516)43. 整聯(lián)蛋白(integrin)一類跨膜蛋白超家族, 屬異親型結(jié)合。存在于脊椎動物幾乎所有細胞表面,介導細胞間或細胞與胞外基質(zhì)間的黏著。由和兩個亞基形成跨膜二聚體。連接方式:粘著斑和半橋粒(P519)44. 核小體(nucleosome):是由DNA和
23、組蛋白形成的染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位。每個核小體由146bp的DNA纏繞組蛋白八聚體(包括兩個H2AH2B和兩個H3H4)近兩圈一級一分子的組蛋白H1形成。核小體核心顆粒之間通過60bp左右的連接DNA相連。p32753. P53蛋白識別DNA損傷信號并修復(P483)答:p53激活后,其蛋白一方面作為轉(zhuǎn)錄因子,啟動p21的合成,p21與多種Cyclin-CDK復合物結(jié)合,抑制它們的活性,其中最重要的包括CyclinD-CDK4,它的失活,導致底物Rb蛋白不會被磷酸化。非磷酸化狀態(tài)的Rb蛋白與轉(zhuǎn)錄因子E2F緊密結(jié)合,使E2F不能發(fā)揮作用(E2F負責轉(zhuǎn)錄細胞進入S期的一系列關(guān)鍵基因,如DNA復制所需要
24、的酶類),于是細胞停留在G1期檢驗點。 另一方面,p53也啟動了與DNA修復有關(guān)的基因的表達,來修復受損傷的DNA,如果損傷十分嚴重而難以修復,p53會啟動促進細胞凋亡的基因的表達,細胞進入凋程序,最終死亡。XXX 真核細胞蛋白啟動子的結(jié)構(gòu)模式答:DNA中一段保守序列,能被特定的蛋白結(jié)構(gòu)域識別,在轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控中起重要作用;是RNA聚合酶在DNA上的結(jié)合原件,通常包括一個起始位點和位于起始位點上游的一段50bp左右的序列。在轉(zhuǎn)錄起始位點上游-30bp附近是TATA-box(它是啟動子的一個重要元件,通過轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合,決定了轉(zhuǎn)錄的起始位點), 而其上游的CAAT-box, GC-box決定
25、RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄基因的效率(啟動子序列、調(diào)控序列10-1000bp)45. 光學顯微鏡和電子顯微鏡的區(qū)別答:(p57) 電子顯微鏡的高分辨率主要是因為使用了波長比可見光短得多的電子束作為光源,波長一般小于0.1nm。由于光源的不同,又決定了電鏡與光鏡的一系列不同點:用電磁透鏡聚焦;電鏡鏡筒中要求高真空;圖像需用熒光屏來顯示或感光膠片作記錄。其基本區(qū)別如下表46. 生物膜的基本結(jié)構(gòu)特征答(p92、93):1、膜的流動性(1)膜脂的流動性:指脂分子的側(cè)向運動,它很大程度上是由脂分子本身的性質(zhì)決定的。(脂肪酸鏈越短、不飽和程度越高,脂膜的運動性越大、溫度、膽固醇具有雙重調(diào)節(jié)作用,既有與磷脂分子結(jié)合限
26、制其運動,又有將磷脂分子隔開使其易于流動的作用)。(2)膜蛋白的流動性。膜蛋白與脂質(zhì)分子的相互作用也是影響膜流動性的重要因素。2、膜的不對稱性(1)細胞質(zhì)膜各部分的名稱:細胞細胞外表面(ES)、原生質(zhì)表面(PS)、質(zhì)膜的細胞外小頁斷裂面(EF)、原生質(zhì)小頁斷裂面(PF)(2)膜脂的不對稱性:是指同一種膜脂分子在膜的脂雙層中呈不均勻分布(糖脂、磷脂)(3)膜蛋白的不對稱性,所有的膜蛋白,無論是外在膜蛋白,在質(zhì)膜上都呈不對稱分布,膜蛋白的不對稱性是指每種膜蛋白分子在質(zhì)膜上都具有確定的方向性,如細胞表面的受體、膜上載體蛋白等,都是按一定的方向傳遞信號和轉(zhuǎn)運物質(zhì)。(具有方向性,如受體、載體蛋白)生物膜
27、執(zhí)行復雜的、在時間/空間上有序的各種生理功能的保證。補充(目前對生物膜結(jié)構(gòu)的認識可歸納為:(1)具有極性和非極性尾部的磷脂分子在水相中具有自發(fā)形成封閉的膜系統(tǒng)的性質(zhì);(2)蛋白分子以不同的方式鑲嵌在脂雙層分子中或結(jié)合在表面,蛋白的類型、蛋白分布的不對稱性及其與脂分子的協(xié)同作用賦予生物膜各自的特性與功能;(3)生物膜可看成是在雙層脂分子中嵌有蛋白質(zhì)的二維溶液。然而膜蛋白與膜脂之間,膜蛋白與膜蛋白之間及其與膜兩側(cè)其他生物大分子的復雜的相互作用,在不通程度上限制了膜蛋白的流動性。)47. Na+-K+泵的工作原理及其生物學意義答(p110、111):Na+-K+泵由2個和兩個亞基組成四聚體,在細胞內(nèi)
28、側(cè)亞基與Na+相結(jié)合促進ATP水解,亞基上的一個天門冬氨酸殘基磷酸化引起亞基構(gòu)象發(fā)生變化,將Na+泵出細胞,同時細胞外的K+與亞基的另一位點結(jié)合,使其去磷酸化,亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化將K+泵進細胞,完成整個循環(huán)(每個循環(huán)消耗1個ATP分子,泵出3個Na+和泵進2個K+)。動物細胞維持細胞內(nèi)低Na+高K+的離子環(huán)境重要意義(耗能1/3)(1)對于大多數(shù)細胞,Na+-K+泵對維持正常的生命活動、神經(jīng)沖動的傳播、保持滲透平衡十分關(guān)鍵;(2)胞外高濃度的Na+代表大量的能量儲存。主動從細胞外攝取營養(yǎng),植物細胞無Na+-K+泵。48. 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成哪幾類蛋白質(zhì),生物學意義答(p178):1、向細胞外分
29、泌的蛋白質(zhì),這類蛋白常以分泌泡的形式通過細胞的胞吐作用運輸?shù)郊毎猓疫@種蛋白運輸?shù)姆绞揭怖诜置谶^程的調(diào)控2、膜的整合蛋白,細胞膜上的膜蛋白及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和溶酶體膜上的膜蛋白等都具有方向性,起方向性在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成時就已確定,在以后的轉(zhuǎn)運過程中,其拓撲學特性始終不變。3、構(gòu)成細胞器中的可溶性的駐留蛋白,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和胞內(nèi)體中固有的蛋白以及其他重要生物活性的蛋白,在合成后進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng),便于與其他細胞組分進一步區(qū)分,也利于對它們的加工和活化。49.蛋白質(zhì)糖基化的基本類型、特征及生物學意義答(p179):有N-連接的糖基化和O-連接的糖基化兩種。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的腔面,寡糖鏈連接在插入膜內(nèi)的磷酸多萜
30、醇上,當與糖基化有關(guān)的氨基酸殘基出現(xiàn)后,通過膜上的糖基轉(zhuǎn)移酶,將寡糖基由磷酸多萜醇轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的天冬酰胺殘基上。14個糖殘基寡糖鏈從磷酸多萜醇Asn-X-Ser或Asn-X-Thr(X除Pro)N-連接:在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成,寡糖鏈都具有共同的內(nèi)核結(jié)構(gòu),與之結(jié)合的氨基酸殘基是天冬氨酸,最終長度至少5個糖殘基,帶一個糖殘基為N-乙酰葡萄糖胺。O-連接:主要在高爾基體合成,合成方式一個個單糖加上去,與之結(jié)合的氨基酸殘基是絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸,最終長度一般14個糖殘基,第一個糖殘基是N-乙酰半乳糖胺等。 50. 細胞內(nèi)膜系統(tǒng)的各種細胞器在結(jié)構(gòu)與功能上的聯(lián)系:答:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)合成,蛋白質(zhì)的
31、糖基化,脂質(zhì)合成的基地,其通過COP有被小泡將合成好的物質(zhì)運送到高爾基體中,進行進一步的蛋白質(zhì)加工、分類和包裝,然后再通過網(wǎng)格蛋白有被小泡運輸運送到質(zhì)膜、胞內(nèi)體、或溶酶體和植物液泡。溶酶體酶是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成并經(jīng)N-連接的糖基化修飾,然后轉(zhuǎn)至高爾基體,在高爾基體的順面膜囊中寡糖鏈上的甘露糖殘基發(fā)生磷酸化形成M6P,在高爾基體的反面膜囊和TGN膜上存在M6P的受體,這樣溶酶體的酶與其他蛋白區(qū)分開來,并得以濃縮,最后以出芽的方式轉(zhuǎn)運到溶酶體中。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也參與過氧化氫酶體的發(fā)生,構(gòu)成過氧化氫酶體的膜脂可能在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成后,通過磷脂交換蛋白或膜泡運輸?shù)姆绞酵瓿善疬\轉(zhuǎn)。(P175)25N連接的糖基化 多糖:
32、N乙酰葡萄糖胺 氨基酸:天冬酰胺 發(fā)生部位:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)O連接的糖基化 少糖:N乙酰半乳糖胺 氨基酸:絲氨酸、蘇氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸 發(fā)生部位:高爾基體(主要) 51. 蛋白質(zhì)分選和膜泡運輸答(p200-):哺乳動物細胞中一般可檢測出1萬2萬種蛋白質(zhì),酵母細胞中也含有5000種以上的蛋白。除線粒體和植物細胞葉綠體中能合成少量蛋白質(zhì)外,絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)均在細胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上開始合成,然后轉(zhuǎn)運至細胞的特定部位,也只有轉(zhuǎn)運至正確的部位并裝配成結(jié)構(gòu)與功能的復合體,才能參與細胞的生命活動。這個過程稱為蛋白質(zhì)的分選。蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型:兩類蛋白質(zhì)分選的信號: 信號序列(signal s
33、equence):存在于蛋白質(zhì)一級結(jié)上的線性序列,通常15-60個氨基酸殘基,有些在完成蛋白質(zhì)的定向轉(zhuǎn)移后被切除。 信號斑(signal patch):存在于完成折疊的蛋白質(zhì)中。蛋白質(zhì)分選的基本途徑和類型:、翻譯后轉(zhuǎn)運途徑:基質(zhì)游離核糖體轉(zhuǎn)運至細胞器(線粒體、葉綠體、過氧化物酶體、細胞核、基質(zhì)駐留蛋白和支架蛋白)、共翻譯轉(zhuǎn)運途徑:基質(zhì)游離核糖體粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體、質(zhì)膜或胞外、駐留蛋白根據(jù)蛋白質(zhì)分選的轉(zhuǎn)運機制,運輸途徑又可分四類:1、蛋白質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(transmembrane transport)基質(zhì)中合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、質(zhì)體(包括葉綠體)和過氧化物酶體等細胞器。2、膜泡運
34、輸(vesicular transport)膜泡運輸是一種高度有組織的定向運輸,各類運輸泡之所能夠被準確地運到靶細胞器,主要是因為細胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標志蛋白,每種小泡表面都有特殊的標志以保證轉(zhuǎn)運物質(zhì)運至特定細胞部位。 轉(zhuǎn)運過程中不僅涉及蛋白質(zhì)本身的修飾、加工和組裝,還涉及多種不同膜泡定向運輸及其復雜的調(diào)控機制。已知的膜泡運輸類型有:1、網(wǎng)格蛋白有被小泡,網(wǎng)格蛋白衣被小泡是最早發(fā)現(xiàn)的衣被小泡,介導高爾基體到內(nèi)體、溶酶體、植物液泡的運輸,在胞吞途徑中負責將物質(zhì)從質(zhì)膜運往細胞質(zhì)及胞內(nèi)體向溶酶體的運輸;2、COPII有被小泡,介導從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸。;3、COPI有被小泡,負責回收、
35、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白(escaped proteins)返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。3、門控運輸(gated transport)4、細胞質(zhì)基質(zhì)中的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運。52. 信號傳遞中的分子開關(guān)蛋白的作用機制(P224)答:1、GTPase開關(guān)蛋白。構(gòu)成細胞內(nèi)GTPase超家族包括三聚體G蛋白和單體G蛋白,這類鳥苷酸結(jié)合蛋白當結(jié)合GTP時呈活化“開啟”狀態(tài),當結(jié)合GDP時呈失活的“關(guān)閉”狀態(tài)。2、通過蛋白激酶使靶蛋白磷酸化,通過蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化,從而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性。54. G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路(P233)答: 以 cAMP為第二信使的信號通路; 以肌醇-1,4,5-三磷酸(IP3)和二酰甘油(D
36、AG)作為雙信使的磷脂酰肌醇信號通路; G蛋白耦聯(lián)離子通道的信號通路。1、以 cAMP為第二信使的信號通道:細胞外信號和相應(yīng)的受體結(jié)合,通過腺苷酸環(huán)化酶活性變化調(diào)節(jié)靶細胞內(nèi)第二信使cAMP的水平,進而影響信號通路下游事件。是真核細胞應(yīng)答激素反應(yīng)的主要機制。反應(yīng)鏈:激素G蛋白偶聯(lián)受體G蛋白腺苷酸環(huán)化酶cAMPcAMP依賴的蛋白激酶A基因調(diào)控蛋白基因轉(zhuǎn)錄2、磷脂酰肌醇信號通道:最大特點是胞外信號被膜受體接受后,同時產(chǎn)生兩個胞內(nèi)信使,分別激活兩個信號傳遞途徑即IP3Ca2+和DAGPKC途徑,實現(xiàn)細胞對外界信號的應(yīng)答,因此把這一信號系統(tǒng)又稱之為“雙信使系統(tǒng)”。 反應(yīng)鏈:胞外信號分子 G蛋白偶聯(lián)受體
37、G蛋白 PLC IP3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) Ca2+濃度升高 CaM 細胞反應(yīng) DAG Ca2+導致PKC轉(zhuǎn)位質(zhì)膜內(nèi)表面 激活 PKC 特異性基因轉(zhuǎn)錄3、G蛋白耦聯(lián)離子通道的信號通路:化學信號神經(jīng)遞質(zhì)(配體)通過與受體的結(jié)合而改變受體通道蛋白的構(gòu)象,導致離子通道的開啟或關(guān)閉,從而改變質(zhì)膜的離子通透性,在千分之一秒內(nèi)將胞外化學信號轉(zhuǎn)為電信號,繼而改變突觸后細胞的興奮性。56. 受體酪氨酸激酶(RTK)介導的信號通路(P249)答RTK-Ras通路 受體酪氨酸激酶(recetpor tyrosine kinase,RTK)是細胞表面一類重要的受體家族,50余種,6個亞族,為單體蛋白。Ras蛋白是活化受體RTK
38、s下游的重要功能蛋白 190aa.組成的小單體GTP結(jié)合蛋白,具有GTPase活性。模式:配體PTK接頭蛋白GEF RasRaf(MAPKKK)MAPKKMAPK進入細胞核其他激酶或基因調(diào)控蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)的磷酸化修飾,對基因表達產(chǎn)生多種效應(yīng)。57. 細胞凋亡的分子機制(P446)誘導細胞凋亡的因子:(1)物理性因子:射線(紫外線、射線等)、較溫和的溫度刺激(如熱激/冷激)等。(2)化學及生物因子:活性氧基團和分子(超氧自由基/羥自由基/H2O2等)、細胞毒素、DNA/蛋白質(zhì)合成抑制劑、正常生理因子失調(diào)(激素、細胞生長因子)、凋亡因子(TNF)等。調(diào)亡途徑:(1) Caspase 依賴性細胞凋
39、亡兩大途徑:膜死亡受體起始的外源途徑:線粒體起始的內(nèi)源途徑 兩大蛋白: Caspase ;Bcl-2(2) 不依賴于Caspase的凋亡(線粒體起關(guān)鍵作用) 凋亡誘導因子(AIF):位于線粒體外膜,凋亡過程中轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì),進入細胞核,引起DNA凝集、斷裂(50kb); 限制性內(nèi)切核酸酶G(Endo G):Mg2+ 依賴的核酸酶,定位于線粒體,功能為線粒體DNA的修復和復制。受凋亡信號刺激后釋放出來進入細胞核,切割DNA(DNA ladder)。58. 細胞核的基本結(jié)構(gòu)及其主要功能(P308)答:細胞核主要由核被膜、核纖層、染色質(zhì)、核仁及核體組成。細胞核是遺傳信息的貯存場所,在這里進行基因復制、
40、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物的加工過程,從而控制細胞的遺傳和代謝活動。59. 核仁的結(jié)構(gòu)及功能(P355)答:核仁的基本結(jié)構(gòu)組分為纖維中心、致密纖維組分和顆粒組分。核仁的主要功能是核糖體的生物發(fā)生,這是一個向量過程,從核仁纖維組分開始,再向顆粒組分延續(xù)。這一過程包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配,另外核仁還涉及mRNA的輸出和降解。60. 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)系(P336)答:在真核細胞,染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與基因表達有密切關(guān)系。主要問題有三個方面:一是如何形成活性染色質(zhì)中的超敏感結(jié)構(gòu)以便RNA聚合酶能起始轉(zhuǎn)錄;二是具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域如何與周圍的非活性區(qū)域隔離;三是RNA聚合酶如何通過與組蛋
41、白結(jié)合的DNA模板進行轉(zhuǎn)錄。55. 磷脂酰肌醇信號通路:當營養(yǎng)狀態(tài)的信號與受體結(jié)合后,能夠激活PI3K,進而激活激酶AKT,通過結(jié)節(jié)性硬化癥相關(guān)蛋白TSC1/2和G蛋白Rhbe活化蛋白激酶Tor能夠抑制自噬相關(guān)蛋白Atg,抑制細胞自噬的機會;饑餓狀態(tài)時,Tor的活性會被抑制,導致Atg家族成員活化,最終促進自噬泡的形成。XXX骨骼肌收縮的機制(P279)答:(1)動作電位的產(chǎn)生 來自脊髓運動神經(jīng)的神經(jīng)沖動經(jīng)軸突傳到神經(jīng)肌肉接點運動終板,使肌肉細胞膜去極化,經(jīng)T小管傳至肌質(zhì)網(wǎng)。(2)Ca2+的釋放 肌質(zhì)網(wǎng)去極化后釋放Ca2+至肌漿中,有效觸發(fā)Ca2+濃度升高,達到收縮周期的Ca2+閾濃度(約為1
42、0-6mol/L);(3)原肌球蛋白位移 Ca2+與Tn-C結(jié)合,引起構(gòu)象變化,Tn-C與Tn-I、Tn-T結(jié)合力增強,Tn-I與肌動蛋白結(jié)合力削弱,使肌動蛋白與Tn-I脫離,變成應(yīng)力狀態(tài);同時,Tn-T使原肌球蛋白移動到肌動蛋白雙螺旋溝的深處,消除肌動蛋白與肌球蛋白結(jié)合的障礙;(4)肌動蛋白絲與肌球蛋白絲的相對滑動 肌動蛋白附著到肌球蛋白頭部。肌球蛋白頭部是一種于肌動蛋白所活化的ATP酶,與肌動蛋白的結(jié)合引起肌球蛋白頭部朝著肌動蛋白頭部細絲彎曲。同時釋放ADP+Pi和能量,彎曲后的肌球蛋白頭部能結(jié)合ATP,從而與肌動蛋白分開,肌球蛋白一旦釋放即恢復原來的構(gòu)型。結(jié)果造成細絲和粗絲間的滑動,表現(xiàn)
43、為ATP水解和肌肉收縮。如果仍有高濃度Ca2+存在,肌球蛋白將繼續(xù)下一個周期,沿肌動蛋白細絲滑動;(5)Ca2+的回收 到達肌肉細胞的一系列沖動一經(jīng)停止,肌質(zhì)網(wǎng)就通過主動運輸重吸收Ca2+,于是收縮周期停止。61. 細胞周期的調(diào)控機制(P429)答:細胞周期運轉(zhuǎn)受到細胞內(nèi)外各種因數(shù)的精密調(diào)控,細胞內(nèi)因是調(diào)控依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn),周期蛋白依賴性CDK激酶是細胞周期調(diào)控中的重要因素。不同的CDK激酶在細胞周期中起調(diào)節(jié)作用的時期不同。CDK激酶通過磷酸化其底物而對細胞周期進行調(diào)控。CDK激酶活性也受到其他因素的直接調(diào)節(jié)。除CDK激酶及其直接的活性調(diào)節(jié)因子外,還有不少其他因素參與細胞周期調(diào)控過程,如各種檢驗
44、點等。各種檢驗點也有專門的調(diào)控機制。所有這些因素,可能組成一個綜合的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。62. 細胞周期中的主要檢驗點及其作用答:G1期檢驗點、S期檢驗點、G2期檢驗點,紡錘體裝配檢驗點等。 G1/S檢驗點: 控制細胞由靜止狀態(tài)G1進入DNA合成期,相關(guān)的事件包括:DNA是否損傷?細胞外環(huán)境是否適宜?細胞體積是否足夠大? S期檢驗點:DNA復制是否完成? G2/M檢驗點:是決定細胞一分為二的控制點,相關(guān)的事件包括:DNA是否損傷?細胞體積是否足夠大? 中-后期檢驗點(紡錘體組裝檢驗點):任何著絲點沒有正確連接到紡錘體上,都會抑制APC的活性,引起細胞周期中斷。63. 真核細胞基因表達調(diào)控的環(huán)節(jié)(P489
45、)答:轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控:決定某個基因是否會被轉(zhuǎn)錄,什么時候轉(zhuǎn)錄,并決定轉(zhuǎn)錄的頻率。加工水平的調(diào)控:決定初始RNA轉(zhuǎn)錄物如何剪切和加工為成熟的mRNA。翻譯水平的調(diào)控:決定某種mRNA是否會真正得到翻譯,如果能得到翻譯,還決定翻譯的頻率和時間長短。翻譯后水平的調(diào)控:在蛋白被翻譯后,選擇性激活蛋白或使蛋白失活。64. 細胞連接的種類(P505)答:1、封閉連接:阻止可溶性物質(zhì)從上皮細胞一側(cè)擴散到另一側(cè),形成滲透屏障,起重要的 封閉作用;如:血腦屏障。 形成上皮細胞質(zhì)膜蛋白與膜脂分子側(cè)向擴散的屏障,維持上皮細胞極性。如:小腸上皮細胞。2、錨定連接:通過細胞質(zhì)膜蛋白及細胞骨架系統(tǒng)將相鄰細胞,或細胞與胞外
46、基質(zhì)間連接起來。(橋粒與半橋粒 -中間絲;粘合帶與粘合斑 - 微絲)3、通訊連接:介導相鄰細胞間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運、化學或電信號的傳遞,主要包括間隙連接、神經(jīng)元間的化學突觸和植物細胞間的胞間連絲。XXX. 腫瘤的發(fā)生是基因突變逐漸積累的結(jié)果(P484)答:細胞基因組中產(chǎn)生與腫瘤發(fā)生相關(guān)的某一原癌基因的突變,并非馬上形成癌,而是繼續(xù)生長直至細胞群體中新的偶發(fā)突變的產(chǎn)生,某些在自然選擇中具有競爭優(yōu)勢的細胞,再經(jīng)過類似的過程,逐漸形成具有癌細胞一切特征的惡性腫瘤。因此從這一點上看,癌癥是一種典型的老年性疾病,它涉及一系列的原癌基因與腫瘤細胞的致癌突變的積累。GTPase在膜泡運輸中的作用:參與膜泡融合調(diào)節(jié)作
47、用的蛋白有:Rab蛋白家族,Sar1和ARF。作用1在COP有被小泡的組裝和運輸中,無活性的Sar1-GDP存在于細胞質(zhì)中,在GEF作用下GTP置換GDP形成有活性的Sar1-GTP,GTP結(jié)合引發(fā)Sar1構(gòu)想改變,進行膜結(jié)合。膜結(jié)合的Sar1對包被蛋白的進一步組裝起包被募集者作用。Sar1蛋白伴隨結(jié)合的GTP的水解形成Sar1-GDP蛋白也會導致構(gòu)想改變,使Sar1蛋白脫離膜并引發(fā)包被去組裝。膜結(jié)合的Sar1-GTP募集COP亞基,促進包被組裝,和出芽以及包裝選擇性膜蛋白,最后形成COP有被小泡。作用2網(wǎng)格蛋白有被小泡形成的第一步是募集結(jié)合素蛋白到TGN的胞質(zhì)面,這一步需要小的GTP結(jié)合蛋白
48、ARF1的存在。GTPase在信號轉(zhuǎn)導中的作用舉例:G蛋白偶聯(lián)受體所介導的細胞信號通路主要有:以cAMP為第二信使的信號通路、以IP3、DAG作為雙信使的磷酸肌醇信號通路和G蛋白偶聯(lián)離子通道。以cAMP為第二信使通路:激素激活G蛋白偶聯(lián)受體,活化的G蛋白使腺苷酸環(huán)化酶活化,產(chǎn)生第二信使cAMP,cAMP激活無活性的PKA,具有活性的PKA進入細胞核中,與基因調(diào)控蛋白共同作用,轉(zhuǎn)錄RNA。雙信使通路:信號分子激活G蛋白偶聯(lián)受體,被激活的G蛋白激活PLC,PLC激活磷脂酰肌醇,產(chǎn)生雙信使DAG和IP3,IP3激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的IP3-門控Ca2+通道,從而釋放出Ca2+,導致PKC轉(zhuǎn)位至質(zhì)膜內(nèi)表面,
49、并與DAG一起作用活化PKC,PKC進入細胞核中,使基因進行特異性轉(zhuǎn)錄。 二 1. Na+-K+泵的原理和作用 Na+-K+泵具有ATP酶活性,因此又稱為Na+-K+ ATPase。Na+-K+泵是由2個亞基和2個亞基組成的四聚體,亞基是糖基化的多肽,并不直接參與離子的跨膜運輸,但幫助在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成亞基進行折疊。在細胞內(nèi)側(cè)亞基與Na+結(jié)合促進ATP水解,亞基上的一個天冬氨酸殘基磷酸化引起亞基構(gòu)象發(fā)生變化,將Na+泵出細胞,同時細胞外的K+與亞基的另一位點結(jié)合,使亞基上的天冬氨酸殘基去磷酸化,亞基構(gòu)象再度發(fā)生變化,將K+泵進細胞,完成整個循環(huán)。Na+依賴的磷酸化和K+依賴的去磷酸化引起的構(gòu)象變化
50、有序交替發(fā)生,每秒鐘可發(fā)生1000次左右的構(gòu)象變化,每個循環(huán)消耗1個ATP分子,泵出3個Na+,泵進2個K+。Na+-K+泵的主要作用是用來維持細胞內(nèi)低Na+高K+的離子環(huán)境,這種特殊的離子環(huán)境對維持細胞正常生命活動,對神經(jīng)沖動的傳播,維持細胞的滲透平衡,細胞體積恒定以及細胞膜的正常電位都是非常必要的。還有在生物體內(nèi)許多協(xié)同轉(zhuǎn)運(如小腸上皮細胞和腎小管上皮細胞吸收葡萄糖、氨基酸等有機物)就是通過Na+-K+泵來維持膜兩側(cè)離子的電化學梯度,間接消耗ATP 所完成的主動運輸方式??傊琋a+-K+泵在生物體內(nèi)發(fā)揮著不可替代的作用。2. 比較G-蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路的異同?G蛋白偶聯(lián)受體所介導
51、的細胞信號通路主要包括:以cAMP為第二信使的信號通路, 以肌醇-1,4,5-三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)作為雙信使的磷脂酰肌醇信號通路,G蛋白偶聯(lián)離子通道的信號通路。以cAMP為第二信使的信號通路:G蛋白偶聯(lián)受體所介導的細胞信號通路首先是細胞外的信號分子(signal molecule) 特異性地與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合,G蛋白偶聯(lián)受體作用于G蛋白使G蛋白釋放GDP結(jié)合GTP而活化, G蛋白活化后, 然后G(Gs, Gi)亞基作用于腺苷酸環(huán)化酶激活或抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性,調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的cAMP水平,當細胞內(nèi)的cAMP水平發(fā)生變化時能激活PKA(蛋白激酶A),激活的PKA可以使下游的靶蛋白
52、磷酸化,從而影響到細胞代謝和細胞活動,激活的PKA也可以和一些基因調(diào)控蛋白結(jié)合,共同調(diào)節(jié)細胞基因的轉(zhuǎn)錄。 在磷脂酰肌醇雙信使信號通路中:G蛋白偶聯(lián)受體所介導的細胞信號通路首先是細胞外的信號分子(signal molecule) 特異性地與G(Go, Gq)蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合,G蛋白偶聯(lián)受體作用于G蛋白使G蛋白釋放GDP結(jié)合GTP而活化,活化的G蛋白的G亞基作用于PLC(磷脂酶C)使PLC活化,致使質(zhì)膜上的PIP2(磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸)被水解為1,4,5-肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)兩個第二信使,IP3在細胞中擴散,DAG聯(lián)系在質(zhì)膜上, IP3在細胞中使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3門控-C
53、a2+通道打開,使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+進入到細胞質(zhì)基質(zhì),使胞質(zhì)內(nèi)的Ca2+濃度升高。DAG和Ca2+共同作用激活PKC(蛋白激酶C),激活的PKC可以使下游的靶蛋白磷酸化,從而調(diào)節(jié)細胞的各種活動,活化的PKC也可以通過對基因調(diào)控蛋白的作用,增強細胞內(nèi)特殊基因的轉(zhuǎn)錄。G蛋白偶聯(lián)離子通道的信號通路: 離子通道耦聯(lián)體受體是由多亞基組成的受體/離子通道復合體,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,又稱配體門離子通道或遞質(zhì)門離子通道。G蛋白介導的細胞信號通路,其主要相同點為:胞外的信號分子都是與G蛋白偶聯(lián)受體相結(jié)合,通過G蛋白釋放GDP結(jié)合GTP,而產(chǎn)生各種第二信使分子將信號向下
54、傳遞。不同點為:每種特定信號分子會與各種不同類型的G蛋白相結(jié)合,同樣也會作用于各種不同異構(gòu)性G蛋白。各種G蛋白作用的效應(yīng)物也不同,導致產(chǎn)生的胞內(nèi)的第二信使分子也不相同。在細胞信號傳導的過程中,參加產(chǎn)生各種信號分子的生化反應(yīng)及參加反應(yīng)的酶不同。各種不同的第二信使信號分子作用的下游的蛋白不同,導致產(chǎn)生各種不同的細胞效應(yīng)。細胞周期的運行,是在一系列稱為檢驗點(check point)的嚴格檢控下進行的。細胞周期檢驗點由感受異常事件的感受器、信號傳導通路和效應(yīng)器構(gòu)成,主要檢驗點包括: G1/S檢驗點:控制細胞由靜止狀態(tài)G1進入DNA合成期,相關(guān)的事件包括:DNA是否損傷.細胞外環(huán)境是否適宜.細胞體積是
55、否足夠大. S期檢驗點:DNA復制是否完成. G2/M檢驗點:是決定細胞一分為二的控制點,相關(guān)的事件包括:DNA是否損傷?細胞體積是否足夠大. 中-后期檢驗點(紡錘體組裝檢驗點):任何著絲點沒有正確連接到紡錘體上,都會抑制APC的活性,引起細胞周期中斷。3. 何為蛋白質(zhì)分選?膜泡運輸有哪些類型?蛋白分選:細胞內(nèi),絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是在細胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上合成,或者在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜結(jié)合核糖體上合成,合成的蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)其發(fā)揮作用的特定部位(即蛋白質(zhì)各就各位),并組裝成結(jié)構(gòu)與功能的復合體的這一過程稱為蛋白質(zhì)分選。蛋白質(zhì)分選的基本途徑可分為共翻譯轉(zhuǎn)運途徑和翻譯后轉(zhuǎn)運途經(jīng);從蛋白質(zhì)分選運轉(zhuǎn)方式或機制
56、可將其分為蛋白質(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)中的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運四類。膜泡運輸:膜泡運輸是蛋白質(zhì)運輸?shù)囊环N特有方式,普遍存在于真核細胞中,轉(zhuǎn)運過程中不僅涉及蛋白質(zhì)本身的修飾、加工和組裝,還涉及多種不同膜泡定向運輸及其復雜的調(diào)控機制。完成細胞內(nèi)膜泡運輸有10種以上的運輸小泡,大都數(shù)小泡上都有衣被的存在,使小泡具有特異的選擇攜帶成分和特異性的與其它膜結(jié)合。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的有三種不同類型的的有被小泡具有不同的物質(zhì)運輸作用,分別為:COP有被小泡,COP有被小泡 網(wǎng)格蛋白有被小泡。 1、COP有被小泡介導細胞內(nèi)的順向運輸,即負責從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的物質(zhì)運輸。COP包被有五種蛋白亞基組成:S
57、ec13p, Sec31p, Sec23p, Sec24p和Sar1p形成緊緊包圍著膜的一層衣被。COPII有被小泡是通過可溶性包被蛋白COPII復合物在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上組裝形成的ER腔中可溶性貨物蛋白與選擇性跨膜蛋白腔面一端結(jié)合被募集,同時選擇性跨膜蛋白胞質(zhì)面一端的信號肽序列以及ER膜上的整合蛋白v-SNARE被COPII蛋白識別,從而形成包含有貨物蛋白和v-SNARE的有被小泡。GTP結(jié)合蛋白Sar1蛋白參與脫被并定位cis高爾基體,脫被暴露的v-SNARE與高爾基體cis面膜上同類蛋白t-SNARE相互配對,介導膜融合,將內(nèi)含物釋放進入高爾基體。被脫去的包被蛋白再重復利用。 2、COP有被小泡介導細胞內(nèi)膜泡逆向運輸,即負責從cis高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜泡轉(zhuǎn)運。它主要負責回收、轉(zhuǎn)運內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。如:循環(huán)的膜脂雙層、某些蛋白如v-SNAREs和錯誤分選的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白。COPI包被含有7種蛋白亞基和一種調(diào)節(jié)包被復合物的組裝與去組裝的GTP結(jié)合蛋白ARF。 COP有被小泡介導的膜泡轉(zhuǎn)運也是維持內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的平衡的重要途徑。 COP有被小泡的形成和實現(xiàn)其運輸功能,主要在于受體蛋白能夠識別內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中或其逃逸蛋白C端的信號序列(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中的蛋白,如蛋白二硫鍵異構(gòu)酶和協(xié)助折疊的分子伴侶,均具有典型的KDEL
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