細(xì)胞生物學(xué) 學(xué)習(xí)總結(jié)

1、 第八章 蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸 這一章主要是介紹細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)分選及膜泡運(yùn)輸功能1、 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選（1）信號(hào)假說(shuō)（ GBlobelet ：Signal hypothesis,1975提出）：信號(hào)假說(shuō)內(nèi)容 指導(dǎo)因子： 蛋白質(zhì)N-端的信號(hào)肽、信號(hào)識(shí)別顆粒（SRP）和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的信號(hào)識(shí)別顆粒的受體（又稱停泊蛋白docking protein，DP）等 ；信號(hào)肽與共轉(zhuǎn)移：a.起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序 b.起始轉(zhuǎn)移序列和終止轉(zhuǎn)移序列的數(shù)目決定多肽跨膜次數(shù)導(dǎo)肽與后轉(zhuǎn)移;基本的特征-蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成以后再轉(zhuǎn)移到這些細(xì)胞器中，稱后轉(zhuǎn)移（post translocation）。蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移過(guò)程不僅

2、需要ATP使多肽去折疊，還需要一些蛋白質(zhì)的幫助（如熱休克蛋白Hsp70）使其能夠正確地折疊成有功能的蛋白。 （2）蛋白質(zhì)的分選信號(hào)：蛋白質(zhì)分選的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑A.后轉(zhuǎn)運(yùn) B.共轉(zhuǎn)運(yùn) 類型-a.門控轉(zhuǎn)運(yùn)； b.跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)；c.膜泡運(yùn)輸 d.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。（3）蛋白質(zhì)向線粒體、葉綠體和過(guò)氧化物酶體的分選（需要多個(gè)不同的靶序列，定位到葉綠體的前體蛋白N端、線粒體蛋白N端的導(dǎo)肽、過(guò)氧化物酶體蛋白C端的內(nèi)在靶向序列）：蛋白質(zhì)從細(xì)胞基質(zhì)中輸入到線粒體 a.從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)輸入到線粒體基質(zhì) b.以3種途徑從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到線粒體內(nèi)膜 c.線粒體蛋白通過(guò)兩條途徑從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)到線粒體膜間隙 葉綠體基質(zhì)蛋白與類囊體蛋

3、白的靶向輸入 葉綠體不產(chǎn)生跨內(nèi)膜的電化學(xué)梯度ATP水解供能是其唯一動(dòng)力來(lái)源。類囊體蛋白含有多個(gè)靶向序列，以前體形式合成。進(jìn)入基質(zhì)后轉(zhuǎn)運(yùn)途徑為SRP依賴途徑和PH依賴途徑。（3）過(guò)氧化物酶體蛋白的分選 (3)膜泡運(yùn)輸 膜泡運(yùn)輸是蛋白運(yùn)輸?shù)囊环N特有的方式，普遍存在于真核細(xì)胞中。 根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡表面包被蛋白的不同，有三種不同類型的轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡 COPII包被小泡 、 COPI包被小泡、 網(wǎng)格蛋白包被小泡。 三種不同類型的包被小泡具有不同的物質(zhì)運(yùn)輸作用 。 膜泡運(yùn)輸是特異性過(guò)程，涉及多種蛋白識(shí)別、組裝、去組裝的復(fù)雜調(diào)控 A.網(wǎng)格蛋白包被小泡 a. 負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運(yùn)輸

4、 b. 在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜內(nèi)吞泡(細(xì)胞質(zhì)) 胞內(nèi)體溶酶體運(yùn)輸 c. 高爾基體TGN是網(wǎng)格蛋白包被小泡形成的發(fā)源地 B. COPII包被小泡-a. 負(fù)責(zé)從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運(yùn)輸；b. COPII包被蛋白由5種蛋白亞基組成；包被蛋白的裝配是受控的； c. COPII包被小泡具有對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的選擇性并使之濃縮。 C. COPI包被小泡 a. COPI包被含有8種蛋白亞基，包被蛋白復(fù)合物的裝配 與去裝配依賴于ARF b 負(fù)責(zé)回收、轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逃逸蛋白 c.細(xì)胞器中保留及回收蛋白質(zhì)的兩種機(jī)制：I轉(zhuǎn)運(yùn)泡將應(yīng)被保留的駐留蛋白排斥在外，防止出芽轉(zhuǎn)運(yùn)； II通過(guò)識(shí)別駐留蛋白C-端的回收信號(hào)

5、的特異性受體，以COPI-包被小泡的形式捕獲逃逸蛋白。d. COPI-包被小泡在非選擇性的批量運(yùn)輸中行使功能, 負(fù)責(zé) rER Golgi SV PM。e. COPI-包被小泡除行使GolgiER逆行轉(zhuǎn)運(yùn)外，也可行使順行轉(zhuǎn)運(yùn)功能, 從ERER-Golgi ICGolgi。 (4)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝 生物大分子的組裝方式(自我裝配、 協(xié)助裝配、直接裝配、復(fù)合物與細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝 )：I有些裝配過(guò)程需ATP或GTP提供能量或其它成份的介入或?qū)ρb配亞基的修飾 II.自我裝配的信息存在于裝配亞基的自身，細(xì)胞提供的裝配環(huán)境 裝配具有重要的生物學(xué)意義 a.減少和校正蛋白質(zhì)合成中出現(xiàn)的錯(cuò)誤 b.減少所需的

6、遺傳物質(zhì)信息量 c.通過(guò)裝配與去裝配更容易調(diào)節(jié)與控制多種生物學(xué)過(guò)程 第九章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 一、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)概述：（一）細(xì)胞通訊指一個(gè)細(xì)胞發(fā)出的信息通過(guò)介質(zhì)傳遞到另一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的通訊的關(guān)鍵過(guò)程對(duì)于控制細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、分化和凋亡是必須的。細(xì)胞通訊方式：（1）分泌化學(xué)信號(hào)進(jìn)行通訊，作用方式為內(nèi)分泌 、旁分泌、自分泌、化學(xué)突觸（2）接觸性依賴的通訊（細(xì)胞間直接接觸，信號(hào)分子與受體都是細(xì)胞的跨膜蛋）（3）間隙連接實(shí)現(xiàn)代謝偶聯(lián)或電偶聯(lián)（二）細(xì)胞的信號(hào)分子與受體 （1）信號(hào)分子（細(xì)胞的信息載體），可分為3類親脂性信號(hào)分子、親水性信號(hào)分子和氣體性信號(hào)分子(NO、CO) （2）受體：能

7、夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體的大分子，多為糖蛋白，分為細(xì)胞內(nèi)受體（胞外親脂性信號(hào)分子所激活激素激活的基因調(diào)控蛋白，是胞內(nèi)受體超家族）和細(xì)胞表面受體。細(xì)胞表面受體: 為胞外親水性信號(hào)分子，分屬三大家族：離子通道偶聯(lián)的受體、G-蛋白偶聯(lián)的受體和酶偶連的受體 （3）第二信使和分子開(kāi)關(guān)（三）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成及特性組成：細(xì)胞內(nèi)多種行使不同功能的信號(hào)蛋白；主要特性：特異性、放大效應(yīng)、網(wǎng)絡(luò)化與反饋調(diào)節(jié)機(jī)制和整合作用。二、細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞細(xì)胞內(nèi)受體超家族的本質(zhì)是依賴激素激活的基因調(diào)控蛋白，NO作為氣體信號(hào)分子進(jìn)入靶細(xì)胞直接與酶結(jié)合。三、G-蛋白偶聯(lián)的受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（1)G-蛋白偶聯(lián)的受體結(jié)構(gòu)為

8、跨膜螺旋區(qū)（7個(gè)疏水肽段形成）和相似的三維結(jié)構(gòu)，N端在細(xì)胞外側(cè)，C端在細(xì)胞胞質(zhì)側(cè)。(2）G-蛋白偶聯(lián)的受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)通路分為3類：激活離子通道的G-蛋白偶聯(lián)的受體；激活或抑制腺苷酸環(huán)化酶的G-蛋白偶聯(lián)的受體；激活磷脂酶的G-蛋白偶聯(lián)的受體四、酶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)包括以下5類：受體絲氨酸激酶/蘇氨酸激酶、受體酪氨酸激酶、受體酪氨酸磷酸酯酶 和酪氨酸蛋白激酶聯(lián)受（一)受體酪氨酸激酶（RTKs）在酶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，Ras蛋白是活化受體RTK下游的重要功能蛋白。 包括6個(gè)亞族，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：配體受體受體二聚化受體的自磷酸化激活RTK胞內(nèi)信號(hào)蛋白啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo) RTK- Ras信號(hào)通路：配

9、體RTK RasRaf（MAPKKK）MAPKKMAPK進(jìn)入細(xì)胞核其它激酶或基因調(diào)控蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）的磷酸化修鈽。(二)PI3K-PKB(Atk)信號(hào)通路始于PTK和細(xì)胞因子受體的活化。作用：對(duì)細(xì)胞生存的促進(jìn)作用，促進(jìn)胰島素刺激的葡萄糖攝取和儲(chǔ)存。（1）TGF-Smad信號(hào)通路（2）JAK-STAT信號(hào)通路（三）其他細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)通路：TGF-Smad和JAK-STAT信號(hào)通路Wnt受體和Hedgehog受體介導(dǎo)的信號(hào)通路NF-kBh和Notch信號(hào)通路（三）細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通過(guò)黏著斑由整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)通路有兩條：細(xì)胞表面-細(xì)胞核細(xì)胞表面到胞質(zhì)核糖體 （四）細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

10、的整合與控制（1）細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)的特征：發(fā)散性和收斂性（2）蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息。（3）信號(hào)的控制：受體的脫敏和下調(diào)-受體沒(méi)收、受體失活和受體下調(diào)、信號(hào)蛋白失活、抑制性蛋白產(chǎn)生。第十章 細(xì)胞骨架本章節(jié)主要是講細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的一個(gè)復(fù)雜的纖維狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)細(xì)胞骨架，包括微絲、微管和中間絲等的特征及功能。一、微絲與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（一）微絲又稱肌動(dòng)蛋白絲，是指真核細(xì)胞中由肌動(dòng)蛋白組成、直徑為7nm的骨架纖維。（1）成分是肌動(dòng)蛋白， 這種actin又叫G-actin，將G-actin形成的微絲又稱為F-actin。（2）裝配：MF是由G-actin單體形成的多聚體，肌動(dòng)蛋白單體具有極性,裝配時(shí)呈頭尾相接, 故微絲具

11、有極性。（3）微絲特異性藥物：a.細(xì)胞松弛素：可以切斷微絲,并結(jié)合在微絲正極阻抑肌動(dòng)蛋白聚合,因而導(dǎo)致微絲解聚。b.鬼筆環(huán)肽：與微絲側(cè)面結(jié)合,防止MF解聚。(4)非肌肉細(xì)胞內(nèi)微絲的結(jié)合蛋白：actin單體結(jié)合蛋白；成核蛋白加帽蛋白交聯(lián)蛋白隔斷及聚解蛋白。（5）細(xì)胞皮層（6）應(yīng)力纖維：廣泛存在于真核細(xì)胞。成分為肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和a-輔肌動(dòng)蛋白。介導(dǎo)細(xì)胞間或細(xì)胞與基質(zhì)表面的黏著。（7）細(xì)胞偽足的形成和細(xì)胞遷移：片狀偽足和絲狀偽足它們的形成依賴于肌動(dòng)蛋白的聚合，并由此產(chǎn)生推動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的禮。（8）微絨毛（9)細(xì)胞分裂環(huán)（二）肌球蛋白：依賴于微絲的分子馬達(dá)馬達(dá)蛋白可分為沿微絲運(yùn)動(dòng)的肌球蛋白

12、、沿微管運(yùn)動(dòng)的肌球蛋白和動(dòng)力蛋白。肌球蛋白種類有II型肌球蛋白和非傳統(tǒng)型肌球蛋白。（三）肌細(xì)胞的收縮運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)：由數(shù)百條肌原纖維組成的集束。由神經(jīng)沖動(dòng)誘發(fā)的肌肉收縮基本過(guò)程：動(dòng)作電位的產(chǎn)生 Ca2+的釋放 原肌球蛋白位移 細(xì)肌絲與粗肌絲的相對(duì)滑動(dòng) 二、微管及其功能（1）微管結(jié)構(gòu)與組成：微管由微管蛋白亞基組裝而成。有三種類型：?jiǎn)喂埽?xì)胞質(zhì)微管或紡錘體微管）、二聯(lián)管（纖毛和鞭毛中)、三聯(lián)管(中心粒和基體的微管)。（2）微管的體外組裝與塌車行為（3）特異性藥物：秋水仙素：阻斷微管蛋白組裝成微管，可破壞紡錘體結(jié)構(gòu)。紫杉酚：能促進(jìn)微管的裝配,并使已形成的微管穩(wěn)定。（4）微管組織中心：中心體、基體和其他組織

13、中心。（5）動(dòng)力學(xué)性質(zhì)：其不穩(wěn)定性通常在正極或中性體遠(yuǎn)端。（6）微管結(jié)合蛋白對(duì)微管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)（7）微管功能 維持細(xì)胞形態(tài) 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸 細(xì)胞器的定位 鞭毛運(yùn)動(dòng)和纖毛運(yùn)動(dòng) 紡錘體與染色體運(yùn)動(dòng)（8）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸：依賴于微管的馬達(dá)蛋白（驅(qū)動(dòng)蛋白和胞質(zhì)動(dòng)力蛋白）。（9）纖毛和鞭毛的結(jié)構(gòu)與功能：由質(zhì)膜包圍，突出于細(xì)胞表面、由微管和動(dòng)力蛋白構(gòu)成。功能是運(yùn)動(dòng)裝置、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)或增殖和分化。運(yùn)動(dòng)機(jī)制為由軸絲動(dòng)力蛋白介導(dǎo)的相鄰二聯(lián)體微管之間的相互滑動(dòng)。（10）紡錘體和染色體的運(yùn)動(dòng)2、 中間絲主要可分為I、II、III等6種類型，主要由中間絲蛋白的桿狀區(qū)構(gòu)成。中間纖維蛋白的表達(dá)具有嚴(yán)格的組織特異性。中

14、間纖維的組裝與表達(dá)：在合適的緩沖體系中能自我組裝成10nm的絲狀結(jié)構(gòu)，不需要ATP和GTP供能，其裝配和解聚不表現(xiàn)為塌車行為。第十一章 細(xì)胞核與染色質(zhì) 一、核被膜核被膜位于細(xì)胞核最外層，是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的界膜，在細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中有規(guī)律地解體與重建。（一）結(jié)構(gòu)組成：外核膜，附有核糖體顆粒、內(nèi)核膜，有特有的蛋白成份（如核纖層蛋白B受體）、核纖層、核周間隙、核孔。核被膜的崩解與組裝：在真核細(xì)胞中，核膜在有絲分裂中有規(guī)律地解體與重建，其動(dòng)態(tài)變化受細(xì)胞周期調(diào)控因子的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)作用可能與核纖層蛋白、核孔復(fù)合體蛋白的磷酸化與去磷酸化修飾有關(guān)。 （二）核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)模型 胞質(zhì)環(huán)，外環(huán)核質(zhì)環(huán)，內(nèi)環(huán)輻，a.柱狀

15、亞單位 b.腔內(nèi)亞單位c.環(huán)帶亞單位中央栓。組成成分：核孔復(fù)合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白 ，p62：功能性的核孔復(fù)合體蛋白。功能：通過(guò)核孔復(fù)合體的被動(dòng)擴(kuò)散 通過(guò)核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸 （四）核纖層：主要由3種核纖層蛋白構(gòu)成，laminA、laminB、laminC。功能：結(jié)構(gòu)支撐調(diào)節(jié)基因表達(dá)調(diào)節(jié)DNA修復(fù)與細(xì)胞周期的關(guān)系。2、 染色質(zhì)是遺傳物質(zhì)的載體，指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu), 是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。（1）染色體DNA :基因組凡是具有細(xì)胞形態(tài)的所有生物其遺傳物質(zhì)都是DNA?；蚪M大小通常隨物種的復(fù)雜性而增加 ?；蚪MDN

16、A類型有蛋白編碼序列編碼rRNA、tRNA、sn RNA和組蛋白的串聯(lián)重復(fù)序列含有重復(fù)序列的DNA未分類的間隔DNA。染色質(zhì)蛋白有組蛋白和非組蛋白。（2）核小體結(jié)構(gòu)：每個(gè)核小體單位包括200bp左右的DNA超螺旋和一個(gè)組蛋白八聚體及一個(gè)分子H1組蛋白八聚體構(gòu)成核小體的盤狀核心結(jié)構(gòu)兩個(gè)相鄰核小體之間以連接DNA 相連，典型長(zhǎng)度60bp，不同物種變化值為080bp（3）染色質(zhì)組裝：前期過(guò)程、多級(jí)螺旋模型、放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型。（4）染色質(zhì)類型：常染色質(zhì)和異染色質(zhì)。（5）活性染色質(zhì)對(duì)DNaseI超敏感，活性染色質(zhì)的蛋白組成與修飾變化：很少有組蛋白H1與其結(jié)合。3、 染色質(zhì)的復(fù)制與表達(dá)染色質(zhì)的復(fù)制在真核生物

17、細(xì)胞周期的S期。染色質(zhì)的修復(fù)與基因組穩(wěn)定性，對(duì)基因組具有保護(hù)作用。（1）染色質(zhì)的激活：DNA結(jié)構(gòu)與核小體相位的變化，組蛋白的修飾、HMG蛋白的影響。失活：X染色體失活和位置花斑效應(yīng)。（2）染色質(zhì)與基因表達(dá)調(diào)控：以染色質(zhì)為模板的轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控、DNA甲基化介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控、組蛋白修飾介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控（3）染色質(zhì)與表現(xiàn)遺傳：表現(xiàn)遺傳的問(wèn)題、工作模型。染色體 （1）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)為著絲粒（動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域、中央結(jié)構(gòu)域和配對(duì)結(jié)構(gòu)域）與動(dòng)粒、次縊痕、核仁組織區(qū)、隨體、端粒。染色體的功能元件有自主復(fù)制DNA序列、著絲粒DNA序列、端粒DNA序列。(2)染色體帶型：核型是指染色體組在有絲分裂中期的表型,包括染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和。（3)特殊染色體 :多線染色體和燈刷染體。五、核仁與核體核仁的超微結(jié)構(gòu)：纖維中心、致密纖維組分、顆粒組分。核仁的功能：核糖體的生物發(fā)生(ribosome biogenesis)是一個(gè)向量過(guò)程(