醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件

醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)1細胞的基本概念細胞是生命活動的基本單位有機體結(jié)構(gòu)組成的基本單位具有獨立完整的代謝體系，是代謝與功能的基本單位生長與發(fā)育的基礎(chǔ)遺傳的基本單位沒有細胞就沒有完整的生命細胞的基本概念細胞是生命活動的基本單位2上世紀60年代，H.Ris將細胞分為原核真核兩類1990年，Woese提出生物界分3個域，細菌域，古菌域和真核域細菌域：支原體、衣原體、立克次體、細菌、放線菌、藍藻等——真細菌古菌域：產(chǎn)甲烷菌、鹽桿菌、熱原質(zhì)體等——古細菌真核域：真菌、植物、動物細胞的基本概念上世紀60年代，H.Ris將細胞分為原核真核兩類細胞3醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件4原核細胞結(jié)構(gòu)簡單，體積小，一至幾個微米細胞質(zhì)中裸露DNA——擬核（nucleoid）含核糖體，無膜性細胞器有細胞壁（cellwall）：蛋白多糖和糖脂細胞的基本概念原核細胞細胞的基本概念5細胞的基本概念支原體(mycoplasma)：最小最簡單的細胞直徑0.1~0.3μm，無細胞壁惟一細胞器是核糖體環(huán)狀DNA僅指導400種蛋白質(zhì)合成肺炎、腦炎、尿道炎——病原體細胞的基本概念支原體(mycoplasma)：最小最簡單的細6細菌(bacteria)：原核細胞的典型代表1~10μm大小，分為球菌、桿菌和螺旋菌壁成分肽聚糖；有些菌壁外多肽和多糖組成莢膜細胞膜常分為內(nèi)膜外膜和膜間隙；內(nèi)膜上有呼吸鏈酶等細胞膜有時內(nèi)陷形成中間體，與DNA復制和細胞分裂有關(guān)環(huán)狀DNA分子，無內(nèi)含子；胞質(zhì)中常有環(huán)狀質(zhì)粒每個菌5千-5萬核糖體，大多游離少數(shù)附著膜內(nèi)表細胞的基本概念細菌(bacteria)：原核細胞的典型代表細胞的基本概念7古細菌

可生活在極端環(huán)境中產(chǎn)甲烷菌、鹽桿菌、硫化葉菌、熱原質(zhì)體原核細胞特征：無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)真核細胞的特征：以甲硫氨酸起始合成蛋白質(zhì)、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶與真核細胞相似、DNA有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白特殊的特征：細胞膜中的脂類不能皂化(油脂+氫氧化鈉=脂肪酸鈉鹽+甘油)，細胞壁不含肽聚糖、胞壁酸、D型氨基酸及二氨基庚二酸細胞的基本概念古細菌可生活在極端環(huán)境中細胞的基本概念8真核細胞形態(tài)各異，大小10~20μm，人卵細胞140μm基本結(jié)構(gòu)細胞的基本概念真核細胞細胞的基本概念9脂質(zhì)與蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的生物膜系統(tǒng)單位膜厚8-10nm；功能：物質(zhì)交換、信息傳遞、識別、代謝調(diào)節(jié)核酸-蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng)DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成細胞骨架系統(tǒng)微管、微絲、中間纖維維持細胞形態(tài)參與物質(zhì)運輸、細胞分裂、信息傳遞；核骨架——核纖層蛋白參與基因表達、染色體包裝、分布核糖體與細胞質(zhì)溶膠核糖體直徑15-25nmRNA+蛋白質(zhì)其中RNA60%決定蛋白質(zhì)位置細胞溶膠占總體積一半主要成分蛋白質(zhì)——酶還有多糖、脂蛋白、RNA，及水和無機離子K+Na+Cl-Mg2+Ca2+等細胞的基本概念脂質(zhì)與蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的生物膜系統(tǒng)細胞的基本概念10醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件11非細胞生命形態(tài)——病毒核酸-蛋白質(zhì)復合體：含DNA——DNA病毒；含RNA——RNA病毒；僅由RNA組成——類病毒；僅由蛋白質(zhì)組成——朊病毒病毒不完整生命體徹底寄生物多數(shù)通過“主動吞飲”進入宿主細胞利用宿主細胞的代謝系統(tǒng)以病毒核酸為模板復制轉(zhuǎn)錄翻譯裝配新病毒顆粒釋放細胞的基本概念埃博拉病毒(EBV)屬絲狀病毒科，呈長絲狀體，單股負鏈RNA病毒，有18,959個堿基，分子量為4.17×10^6。外有包膜，病毒顆粒直徑大約80nm，大小100nm×(300～1500)nm。純病毒粒子由一個螺旋形核糖核殼復合體構(gòu)成，含負鏈線性RNA分子和4個毒粒結(jié)構(gòu)蛋白。60℃30min方能破壞其感染性;紫外線照射2min可使之完全滅活;對化學藥品敏感，乙醚、去氧膽酸鈉、β-丙內(nèi)酯、福爾馬林、次氯酸鈉等消毒劑可以完全滅活病毒感染性。埃博拉病毒在除了骨頭和骨骼的肌肉外，對人體任何其他組織或器官都一視同仁地加以侵蝕，像掃蕩一樣。當病毒將自身復制到宿主的血細胞中，血細胞便開始死亡并凝結(jié)在一起。凝塊堵塞血管，切斷全身的血液供應；感染的器官開始出現(xiàn)死片。病毒蛋白質(zhì)以特有的兇殘攻擊膠原，這是固定器官的連結(jié)組織中主要的蛋白質(zhì)。當膠原變成漿狀物，器官表面開始出現(xiàn)孔洞，包括皮膚，血從孔洞中傾瀉而出。皮膚下面出現(xiàn)血斑；液化的死皮在表面形成水皰。在這個階段所有的孔竅都會滲血，同時皮膚和肌肉的表面隔膜開始炸裂。在身體內(nèi)部，心臟開始滲血，滲入周圍的空腔。肝臟腫大、裂開，然后化膿腐爛；腎臟失靈，塞滿了死細胞和血塊。死的、凝結(jié)的血細胞比比皆是，包括大腦，妨礙了供氧，最終導致癡呆和嚴重的癲癇發(fā)作。同時，病毒摧毀剩余血液的凝結(jié)能力，以致大出血不受抑制地繼續(xù)。活的死的血液隨同死組織及脫落的粘膜，包括胃、口腔和腸道的粘膜，經(jīng)過嘔吐和腹瀉拋出體外。崩潰的血管和腸子不再固定在一起，而是像流體一般涌入體腔。雖然在體液中漂浮著，但組織自身是脫水的，無法執(zhí)行其功能，于是病人開始死亡。非細胞生命形態(tài)——病毒細胞的基本概念埃博拉病毒(EBV)屬絲12腺病毒皰疹病毒肝炎病毒HIV病毒腺病毒皰疹病毒肝炎病毒HIV病毒13噬菌體噬菌體14臭臭??臭臭??15醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件16細胞的分子基礎(chǔ)生命的化學元素50多種：C、H、O、N占90%；S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe以上共占99.9%有機物+無機物生物小分子水和無機鹽是細胞內(nèi)的無機化合物水：游離水、結(jié)合水→以氫鍵結(jié)合蛋白質(zhì)；無機鹽：離子狀態(tài)→游離水中維持滲透壓、PH值、神經(jīng)肌肉應激性；→結(jié)合蛋白質(zhì)或脂類具有功能有機小分子組成生物大分子有機小分子：分子量100～1000碳化合物，碳原子30左右分四種：單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸糖：化學式(CH2O)n，n為3、4、5、6、7，

稱：碳水化合物，6碳葡萄糖主要能源和組成多糖；常見3碳和5碳糖單糖分子間脫水反應形成糖苷鍵，單糖→寡糖→多糖（C1OH+C4/6OH→C-O-C+H2O）細胞的分子基礎(chǔ)生命的化學元素50多種：C、H、O、N占9017兩類多糖：糖原(glycogen)→動物；淀粉(starch)→植物糖類作用：

能量貯存、細胞結(jié)構(gòu)成分、小分子糖類參與細胞信號傳導、細胞識別及細胞間相互作用脂肪酸(fattyacid)：疏水長烴鏈和-COOH組成，無分支的偶數(shù)碳原子的飽和或不飽和脂肪族羧酸，碳原子間含雙鍵的為不飽和脂肪酸，缺少雙鍵的為硬脂酸，通常含14～20個碳原子脂肪(fat)：甘油分子通過酯鍵與3個脂肪酸分子結(jié)合而成，也稱甘油三酯，是高效能量儲存形式（碳水化合物的2倍）脂類的功能：①貯存能量，長期能量儲存的形式；②構(gòu)成細胞膜組分，是質(zhì)膜骨架；③轉(zhuǎn)導信號，脂類中的類固醇，如膽固醇是合成類固醇激素(雌激素和雄激素)的前體，類固醇激素可充當信使分子，傳遞信號細胞的分子基礎(chǔ)兩類多糖：糖原(glycogen)→動物；淀粉(18氨基酸：多樣化分子，均含一個-COOH和一個-NH3，蛋白質(zhì)的亞基核苷酸：一個含氮環(huán)的化合物，結(jié)合一個5碳糖——核糖或脫氧核糖，結(jié)合磷酸基團；是核酸的亞基生物大分子細胞中約有3000種生物大分子，分子量：1萬～100萬；核酸、蛋白質(zhì)、多糖等核酸攜帶遺傳信息分為RNA(ribonucleicacid)和DNA(deoxyribonucleicacid)兩大類1.核酸的化學組成

幾十個～幾百萬個核苷酸聚合而成核苷酸：堿基+戊糖+磷酸

通過共價鍵連接而成戊糖：D-核糖、D-2-脫氧核糖；堿基：嘌呤(A/G)與嘧啶(C/T/U)細胞的分子基礎(chǔ)氨基酸：多樣化分子，均含一個-COOH和一個-NH3，蛋白質(zhì)19細胞的分子基礎(chǔ)兩類堿基：嘌呤堿：腺嘌呤adenine（A）嘧啶堿：胞嘧啶cytosine（C）鳥嘌呤guanine（G）尿嘧啶uracil（U）胸腺嘧啶thymine（T）細胞的分子基礎(chǔ)兩類堿基：20戊糖：D-核糖D-2-脫氧核糖細胞的分子基礎(chǔ)核苷酸的組成：堿基+戊糖(核糖)=核苷嘧啶的1N/嘌呤的9N——核糖1C核苷+磷酸=核苷酸核糖5C——磷酸戊糖：D-核糖21細胞的分子基礎(chǔ)核苷酸的聚合：核糖1C位與堿基(嘧啶的1N/嘌呤的9N)形成糖苷鍵，所合成核苷

核糖3C位與5C位之間形成磷酸二酯鍵連接單核苷酸成為核酸鏈糖苷鍵(glycosidicbond)：一個環(huán)狀單糖半縮醛（或半縮酮）羥基與另一個分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羥基、胺基或巰基之間縮合形成的縮醛鍵或縮酮鍵，常見的糖苷鍵有O-糖苷鍵和N-糖苷鍵核苷酸之間或脫氧核苷酸之間只有堿基不同，所以可用堿基排列順序代表RNA或DNA組成順序，稱為一級結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)核苷酸的聚合：22核苷酸的類型：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP——DNAAMP、GMP、CMP、UMP——RNA少量修飾堿基(稀有堿基)：6-甲基嘌呤、5-甲基胞嘧啶、5-羥基胞嘧啶等，主要分布于RNA分子上環(huán)化核苷酸：3',5'-環(huán)化腺苷酸cAMP

3',5'-環(huán)化鳥苷酸cGMP細胞的分子基礎(chǔ)第二信使→→核苷酸的類型：細胞的分子基礎(chǔ)第二信使→→232.DNA摩爾濃度：A=TG=C1953年Watson和Crick提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(B-DNA)(β-DNA)脫氧核苷酸由磷酸二酯鍵連接，方向一條5'→3'，另一條3'→5'兩條鏈圍繞同一個中心軸，右手螺旋方向盤繞成雙螺旋堿基互補原則：A=TG≡C相鄰堿基之間距離0.34nm，10個堿基構(gòu)成一個螺距3.4nm螺旋直徑2nm；右手螺旋結(jié)構(gòu)上存在兩條凹溝：大溝和小溝DNA的高級結(jié)構(gòu)：DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，盤曲折疊形成染色體(chromosome)細胞的分子基礎(chǔ)2.DNA細胞的分子基礎(chǔ)24細胞的分子基礎(chǔ)堿基互補原則：A=TG≡C細胞的分子基礎(chǔ)堿基互補原則：A=TG≡C25DNA結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)DNA結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)26DNA主要功能：儲存、復制、傳遞遺傳信息遺傳信息以堿基排列順序的方式蘊藏于DNA分子中一段DNA分子由n個核苷酸組成，排列順序4n種，導致遺傳信息多樣性、生物多樣性生物體一套完整的單倍遺傳物質(zhì)——基因組（染色體組）人類基因組DNA堿基數(shù)31.647億個bp堿基對;A+T54%G+C38%編碼序列——外顯子：1.1%~1.4%；內(nèi)含子：24%；非編碼：75%基因數(shù)目：2~3萬個（Celera公司：

2.6383萬到3.9114萬個之間

）；基因長度：2~30Kbp重復序列：50%以上；個體間核苷酸差異：0.1%遺傳信息表達：復制(replication)——半保留復制轉(zhuǎn)錄(transcription)DNA→RNA翻譯(translation)RNA→蛋白質(zhì)細胞的分子基礎(chǔ)DNA主要功能：儲存、復制、傳遞遺傳信息細胞的分子基礎(chǔ)273.RNA跟DNA相同：由3',5'-磷酸二酯鍵連接而成跟DNA區(qū)別：U替代T；戊糖的核糖2C不脫氧RNA單鏈可折疊，形成局部雙螺旋——發(fā)夾結(jié)構(gòu)(1)mRNA

占細胞內(nèi)總RNA的1%~5%每三個核苷酸組成1個密碼子，決定1個aa真核生物mRNA特有：5'端有帽子結(jié)構(gòu)——7-甲基三磷酸鳥苷，3'端有多聚腺苷酸尾巴PolyAmRNA分子中每三個相鄰堿基，組成一個密碼子(codon)，密碼子確定氨基酸組成真核生物mRNA在合成后，需要一系列加工，成為合成蛋白質(zhì)模板細胞的分子基礎(chǔ)3.RNA細胞的分子基礎(chǔ)28原核細胞的mRNA是多順反子(polycistron)——一個RNA分子可攜帶幾種蛋白質(zhì)遺傳信息，指導幾種蛋白質(zhì)合成真核細胞的mRNA是單順反子(monocistron)——每分子RNA只攜帶一種蛋白質(zhì)信息兩種細胞的mRNA的5'端和3'端，各有30至幾百個核苷酸的非翻譯區(qū)，是翻譯調(diào)控的靶點動物細胞主要RNA種類和功能：細胞的分子基礎(chǔ)原核細胞的mRNA是多順反子(polycistron)——29(2)rRNA占RNA總量的80％～90％，分子量在RNA中最大rRNA呈單鏈結(jié)構(gòu)，主要功能參與構(gòu)成核糖體真核細胞核糖體（80S）含5S、5.8S、28S和18S四種rRNA原核細胞核糖體（70S）含5S、23S和16S三種rRNA核糖體是細胞合成蛋白質(zhì)的機器，rRNA占核糖體總量60%，蛋白質(zhì)占40%細胞的分子基礎(chǔ)(2)rRNA細胞的分子基礎(chǔ)30(3)tRNA占細胞RNA總量的5％～10％分子量較小，含70～90個核苷酸；特點是含稀有堿基tRNA部分折疊成雙鏈，結(jié)構(gòu)呈三葉草形，tRNA3'末端CCA-OH共價結(jié)合特定氨基酸反密碼環(huán)上三個堿基構(gòu)成反密碼子(anticodon)，反密碼子可識別mRNA上相應的密碼子，并結(jié)合（配對）tRNA的功能是轉(zhuǎn)運氨基酸到核糖體合成蛋白質(zhì)反轉(zhuǎn)錄病毒在細胞內(nèi)復制時，需要細胞內(nèi)的tRNA為引物，如：色氨酸-tRNA、脯氨酸-tRNA細胞的分子基礎(chǔ)(3)tRNA細胞的分子基礎(chǔ)31(4)snRNA真核細胞核內(nèi)的小分子RNA，含70~300個核苷酸，稱小核RNA(smallnuclearRNA,snRNA)不及總RNA1%，但snRNA的拷貝數(shù)很多，約100~200萬個/細胞已發(fā)現(xiàn)snRNA20多種，大多富含尿苷酸（U），稱U-snRNAU-snRNA的5'端含甲基化稀有堿基，形成特有的帽子結(jié)構(gòu)，常見為2,2,7-三甲基三磷酸尿苷（m32,2,7Gppp）主要功能：參與基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工細胞的分子基礎(chǔ)(4)snRNA細胞的分子基礎(chǔ)32(5)miRNAmicroRNA(微小RNA)，長21~25nt的非編碼RNA，其前體70~90nt，具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)最先在秀麗隱小桿線蟲發(fā)現(xiàn)，隨后在哺乳動物中不斷發(fā)現(xiàn)新miRNAmiRNA普遍存在于生物界，具有高度保守性細胞的分子基礎(chǔ)被轉(zhuǎn)運蛋白從細胞核運到細胞質(zhì)RISC，RNA-inducedsilencingcomplex(5)miRNA細胞的分子基礎(chǔ)被轉(zhuǎn)運蛋白從細胞33Dicer酶是雙鏈RNA專一性RNA內(nèi)切酶；Dicer酶可將外源雙鏈RNA也加工成22nt左右的siRNA(smallinterferenceRNA)；siRNA同樣使序列互補的mRNA降解，從而高效、特異阻斷特定基因的表達，這種現(xiàn)象“RNA干擾(RNAinterference,RNAi)”RNA干擾的發(fā)現(xiàn)，不僅揭示了細胞內(nèi)的基因沉默機制，已經(jīng)成為基因功能分析的有力工具(6)piRNApiRNA(Piwi-interactingRNA)29~30nt小型RNA分子，哺乳類睪丸生殖細胞中，與Piwi蛋白結(jié)合→piRNAcomplex,piRC，發(fā)揮RNA沉默效應細胞的分子基礎(chǔ)Dicer酶是雙鏈RNA專一性RNA內(nèi)切酶；細胞的分子基34(7)核酶(ribozyme)1981年ThomasCech在原生動物四膜蟲中發(fā)現(xiàn)具有酶活性的RNA，當去除所有蛋白質(zhì)后，rRNA剪接仍可完成核酶是RNA分子，底物也是RNA分子，通過與序列特異性的靶RNA分子配對，而發(fā)揮作用目前發(fā)現(xiàn)了多種類型具有催化活性的天然核酶人工合成錘頭狀和發(fā)夾狀核酶，功能很好可根據(jù)錘頭結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計破壞致病基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，為基因治療提供新的途徑細胞的分子基礎(chǔ)(7)核酶(ribozyme)細胞的分子基礎(chǔ)35蛋白質(zhì)表達遺傳信息蛋白質(zhì)占細胞干重50%以上，決定細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行重要生理功能1.蛋白質(zhì)的組成氨基酸(aminoacid,aa)由一個α羧基(COOH)，一個α氨基(NH2)和一個特異的側(cè)鏈基團(－R)組成組成蛋白質(zhì)的氨基酸僅為：20種天然氨基酸，分為四大類：非極性疏水性氨基酸、極性中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸細胞的分子基礎(chǔ)酸性氨基酸：谷氨酸、天冬氨酸堿性氨基酸：精氨酸、賴氨酸、組氨酸一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基脫水縮合成肽鍵，組成肽鏈蛋白質(zhì)表達遺傳信息細胞的分子基礎(chǔ)酸性氨基酸：谷氨酸、天冬氨酸36細胞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ)372.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序，組成蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)1958年JohnKendrew首次確定了153aa組成的肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)共同結(jié)構(gòu)特征：肽鏈折疊新生肽鏈經(jīng)過折疊和構(gòu)象調(diào)整，才具有功能；可溶性蛋白質(zhì)——分子伴侶，參與輔助蛋白質(zhì)折疊和構(gòu)象形成二級結(jié)構(gòu)：某一段肽鏈的空間結(jié)構(gòu)，是由于肽鏈內(nèi)氨基酸殘基之間有規(guī)則形成氫鍵的結(jié)果，包括α-螺旋和β-折疊片細胞的分子基礎(chǔ)2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)38α-螺旋：3.6個aa盤旋一周，相鄰螺旋之間，肽鍵的-NH中的H與-CO的O，形成氫鍵，與螺旋長軸平行細胞內(nèi)的多肽合成后，自發(fā)形成α-螺旋，這是多肽鏈最穩(wěn)定的構(gòu)象，主要存在于球狀蛋白分子中β-折疊片：多肽分子處于伸展狀態(tài)，多肽鏈反復折疊，反向平行，相鄰肽段之間形成氫鍵β-折疊片主要存在于纖維狀蛋白分子中大多數(shù)蛋白質(zhì)中此兩種結(jié)構(gòu)同時存在α-螺旋：3.6個aa盤旋一周，相鄰螺旋之間，肽鍵的-NH中39三級結(jié)構(gòu)：指肽鏈不同區(qū)域的氨基酸側(cè)鏈間相互作用而形成的肽鏈折疊。主要化學鍵：氫鍵、離子鍵、疏水作用和范德華力三級結(jié)構(gòu)的基本單位是結(jié)構(gòu)域(二級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，連接并折疊成緊密的球形結(jié)構(gòu)；具有特殊功能，與蛋白質(zhì)的活性有關(guān))三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)即表現(xiàn)出生物學活性，某些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，需要一條以上的具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈組成，形成四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)：兩條以上具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，通過非共價鍵相互連接形成的多聚體。每條具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈則稱為此蛋白質(zhì)的亞基擁有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，只有所有亞基結(jié)合一起，才具有生物學活性；比如體內(nèi)大多數(shù)的酶細胞的分子基礎(chǔ)三級結(jié)構(gòu)：指肽鏈不同區(qū)域的氨基酸側(cè)鏈間相互作用而形成的肽鏈折40細胞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ)41某些試劑，如尿素，可以破壞折疊蛋白中的非共價鍵，是蛋白質(zhì)去折疊，變成松散肽鏈，這個過程叫做蛋白質(zhì)的變性上述變性可逆，去掉尿素，加入適量的還原劑，如β-巰基乙醇，變性的蛋白質(zhì)可以重新折疊，恢復變性的蛋白質(zhì)可以重新折疊，恢復原來的構(gòu)象，叫做復性3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的功能取決于其構(gòu)象；血紅蛋白β鏈第6位的谷氨酸被纈氨酸取代，形成異常血紅蛋白(構(gòu)象變化)，鐮刀形紅細胞貧血結(jié)構(gòu)域(多肽鏈的獨立折疊單位)包含的aa在40～350之間，每個蛋白質(zhì)分子有1至多個結(jié)構(gòu)域，不同結(jié)構(gòu)域有不同功能；具有類似結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)往往有類似功能細胞的分子基礎(chǔ)某些試劑，如尿素，可以破壞折疊蛋白中的非共價鍵，是蛋白42蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的不斷改變密切相關(guān)；比如蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化可引起構(gòu)象改變蛋白質(zhì)的磷酸化：將ATP末端的一個磷酸基團共價連接到蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸側(cè)鏈的羥基基團上；由蛋白激酶催化磷酸化，由蛋白質(zhì)磷酸酶催化去磷酸化蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化是真核細胞完成信息傳遞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ)一類GTP結(jié)合蛋白，其活性受控于與GTP還是GDP的結(jié)合；與GTP結(jié)合有活性，與GDP結(jié)合無活性GTP結(jié)合蛋白的活化或去活化跟信息傳遞相關(guān)蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的不斷改變密切相關(guān)；比如蛋白質(zhì)的434.一類特殊類型的蛋白質(zhì)——酶生物體內(nèi)有催花活性的蛋白質(zhì)，特點：催化效率極高、高度專一性、高度不穩(wěn)定性一些氨基酸殘基因折疊而彼此接近，形成催化區(qū)域——活性中心一些酶有變構(gòu)位點可結(jié)合變構(gòu)劑，影響構(gòu)象，調(diào)節(jié)酶的活性多糖存在于細胞膜表面和細胞間質(zhì)中細胞中分布大量線性大分子和分支大分子的糖類，其中短鏈為寡糖，是由許多不同單糖分子組成的非重復短鏈，通常與蛋白質(zhì)或者脂質(zhì)連接在一起，形成細胞表面的一部分糖的主要存在形式：糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂、脂多糖糖蛋白：共價結(jié)合糖的蛋白質(zhì)，糖鏈與肽鏈的連接方式有兩種：細胞的分子基礎(chǔ)4.一類特殊類型的蛋白質(zhì)——酶細胞的分子基礎(chǔ)44①N-糖肽鍵指糖碳原子上的羥基，與肽鏈的天冬酰胺殘基上的酰胺基，脫水形成的糖苷鍵②O-糖肽鍵指糖碳原子上的羥基，與肽鏈的氨基酸殘基(絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、羥賴氨酸、羥脯氨酸)的羥基，脫水形成的糖苷鍵糖脂：含糖類的脂質(zhì)，分為四類：鞘糖脂(哺乳類主要存在形式)、甘油糖脂、磷酸多萜醇衍生糖脂、類固醇衍生糖脂哺乳類的鞘糖脂：中性鞘糖脂、神經(jīng)節(jié)苷脂(含唾液酸)、硫苷脂(硫酸化)質(zhì)膜上新發(fā)現(xiàn)的復合糖類——糖基磷脂酰肌醇(GPI)，可結(jié)合某些蛋白使之錨定在質(zhì)膜上糖鏈在構(gòu)成細胞抗原、細胞識別、細胞粘附、信息傳遞中均發(fā)揮重要作用細胞的分子基礎(chǔ)①N-糖肽鍵指糖碳原子上的羥基，與肽鏈的天冬酰45細胞的起源與進化原始細胞的形成地球上原始生命的誕生無機小分子形成有機小分子生命起源于早期地球“有機湯”有機小分子形成生物大分子生物大分子組成多分子體系多分子體系演變?yōu)樵忌怂?蛋白質(zhì)微滴增大分裂，周而復始。出現(xiàn)原始新城代謝和遺傳特征——原始生命產(chǎn)生細胞的起源與進化原始細胞的形成46Miller模擬實驗Miller模擬實驗47原始細胞的形成具有自我復制能力的多聚體的形成原始核酸多聚體和氨基酸多聚體相互依存相互作用；核酶——催化核酸剪接，催化肽鍵形成膜的出現(xiàn)與原始細胞的誕生原始細胞跟支原體相似，只是遺傳物質(zhì)為RNA而不是DNA；DNA儲存的遺傳信息更穩(wěn)定，還可修補細胞的起源與進化原始細胞的形成細胞的起源與進化48原核細胞向真核細胞演化原始細胞是異養(yǎng)型原始生物，只有進化出自養(yǎng)型，生命才能延續(xù)——藍藻類，具有膜、DNA、RNA、核糖體真核細胞起源假說：1.分化起源說內(nèi)部結(jié)構(gòu)分化+自然選擇→網(wǎng)膜系統(tǒng)、胞核系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2.內(nèi)共生起源說原始厭氧菌吞食需氧菌演化→代謝復雜需要更多膜→細胞膜內(nèi)陷→各種細胞器細胞的起源與進化原核細胞向真核細胞演化細胞的起源與進化49單細胞生物向多細胞生物的進化多細胞進化的早期→單細胞聚集成群體粘細菌多細胞進化的重要特點→細胞分化團藻細胞的起源與進化單細胞生物向多細胞生物的進化細胞的起源與進化50復習題1.體積最小的完整生命是什么？2.原核生物與真核生物最主要的區(qū)別是什么？共有哪些區(qū)別？3.生命的主要四種元素是什么？4.有機小分子主要有哪幾種？5.單糖聚合成多糖，通過什么鍵？6.堿基與核糖形成核苷時，通過什么鍵？7.核苷酸聚合成核酸時，通過什么鍵？8.B-DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是怎樣的？9.什么是堿基互補配對原則？10.RNA與DNA的相同與不同處有哪些？11.真核生物的mRNA特征結(jié)構(gòu)有哪些？12.rRNA占細胞內(nèi)總RNA的百分比是？13.真核生物的核糖體的rRNA有哪些？14.原核生物的核糖體的rRNA有哪些？15.rRNA占核糖體的總重量的百分比是？16.tRNA的結(jié)構(gòu)特點有哪些，有什么功能？17.snRNA的數(shù)量、分布和功能？復習題1.體積最小的完整生命是什么？5118.成熟miRNA有多大，由什么酶加工成熟？19.成熟miRNA在哪里，有什么功能？20.核酶最早在什么生物中發(fā)現(xiàn)？有什么特點？21.氨基酸之間縮合成什么鍵，形成肽鏈？22.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)至四級結(jié)構(gòu)各是什么？23.維持蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)至四級結(jié)構(gòu)各需要什么鍵？24.酸性氨基酸和堿性氨基酸各有哪些？25.蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化各由什么酶催化，由什么分子提供磷酸基團？26.GTP結(jié)合蛋白有什么特點，功能是什么?27.酶的三大特性是什么？28.什么是寡糖？它的主要存在形式和定位？29.糖鏈與肽鏈的連接方式主要有哪兩種？30.哺乳類主要的糖脂類型是？31.細胞表面的寡糖鏈的主要作用是？復習題18.成熟miRNA有多大，由什么酶加工成熟？復習題52醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)53細胞的基本概念細胞是生命活動的基本單位有機體結(jié)構(gòu)組成的基本單位具有獨立完整的代謝體系，是代謝與功能的基本單位生長與發(fā)育的基礎(chǔ)遺傳的基本單位沒有細胞就沒有完整的生命細胞的基本概念細胞是生命活動的基本單位54上世紀60年代，H.Ris將細胞分為原核真核兩類1990年，Woese提出生物界分3個域，細菌域，古菌域和真核域細菌域：支原體、衣原體、立克次體、細菌、放線菌、藍藻等——真細菌古菌域：產(chǎn)甲烷菌、鹽桿菌、熱原質(zhì)體等——古細菌真核域：真菌、植物、動物細胞的基本概念上世紀60年代，H.Ris將細胞分為原核真核兩類細胞55醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件56原核細胞結(jié)構(gòu)簡單，體積小，一至幾個微米細胞質(zhì)中裸露DNA——擬核（nucleoid）含核糖體，無膜性細胞器有細胞壁（cellwall）：蛋白多糖和糖脂細胞的基本概念原核細胞細胞的基本概念57細胞的基本概念支原體(mycoplasma)：最小最簡單的細胞直徑0.1~0.3μm，無細胞壁惟一細胞器是核糖體環(huán)狀DNA僅指導400種蛋白質(zhì)合成肺炎、腦炎、尿道炎——病原體細胞的基本概念支原體(mycoplasma)：最小最簡單的細58細菌(bacteria)：原核細胞的典型代表1~10μm大小，分為球菌、桿菌和螺旋菌壁成分肽聚糖；有些菌壁外多肽和多糖組成莢膜細胞膜常分為內(nèi)膜外膜和膜間隙；內(nèi)膜上有呼吸鏈酶等細胞膜有時內(nèi)陷形成中間體，與DNA復制和細胞分裂有關(guān)環(huán)狀DNA分子，無內(nèi)含子；胞質(zhì)中常有環(huán)狀質(zhì)粒每個菌5千-5萬核糖體，大多游離少數(shù)附著膜內(nèi)表細胞的基本概念細菌(bacteria)：原核細胞的典型代表細胞的基本概念59古細菌

可生活在極端環(huán)境中產(chǎn)甲烷菌、鹽桿菌、硫化葉菌、熱原質(zhì)體原核細胞特征：無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)真核細胞的特征：以甲硫氨酸起始合成蛋白質(zhì)、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶與真核細胞相似、DNA有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白特殊的特征：細胞膜中的脂類不能皂化(油脂+氫氧化鈉=脂肪酸鈉鹽+甘油)，細胞壁不含肽聚糖、胞壁酸、D型氨基酸及二氨基庚二酸細胞的基本概念古細菌可生活在極端環(huán)境中細胞的基本概念60真核細胞形態(tài)各異，大小10~20μm，人卵細胞140μm基本結(jié)構(gòu)細胞的基本概念真核細胞細胞的基本概念61脂質(zhì)與蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的生物膜系統(tǒng)單位膜厚8-10nm；功能：物質(zhì)交換、信息傳遞、識別、代謝調(diào)節(jié)核酸-蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng)DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成細胞骨架系統(tǒng)微管、微絲、中間纖維維持細胞形態(tài)參與物質(zhì)運輸、細胞分裂、信息傳遞；核骨架——核纖層蛋白參與基因表達、染色體包裝、分布核糖體與細胞質(zhì)溶膠核糖體直徑15-25nmRNA+蛋白質(zhì)其中RNA60%決定蛋白質(zhì)位置細胞溶膠占總體積一半主要成分蛋白質(zhì)——酶還有多糖、脂蛋白、RNA，及水和無機離子K+Na+Cl-Mg2+Ca2+等細胞的基本概念脂質(zhì)與蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的生物膜系統(tǒng)細胞的基本概念62醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件63非細胞生命形態(tài)——病毒核酸-蛋白質(zhì)復合體：含DNA——DNA病毒；含RNA——RNA病毒；僅由RNA組成——類病毒；僅由蛋白質(zhì)組成——朊病毒病毒不完整生命體徹底寄生物多數(shù)通過“主動吞飲”進入宿主細胞利用宿主細胞的代謝系統(tǒng)以病毒核酸為模板復制轉(zhuǎn)錄翻譯裝配新病毒顆粒釋放細胞的基本概念埃博拉病毒(EBV)屬絲狀病毒科，呈長絲狀體，單股負鏈RNA病毒，有18,959個堿基，分子量為4.17×10^6。外有包膜，病毒顆粒直徑大約80nm，大小100nm×(300～1500)nm。純病毒粒子由一個螺旋形核糖核殼復合體構(gòu)成，含負鏈線性RNA分子和4個毒粒結(jié)構(gòu)蛋白。60℃30min方能破壞其感染性;紫外線照射2min可使之完全滅活;對化學藥品敏感，乙醚、去氧膽酸鈉、β-丙內(nèi)酯、福爾馬林、次氯酸鈉等消毒劑可以完全滅活病毒感染性。埃博拉病毒在除了骨頭和骨骼的肌肉外，對人體任何其他組織或器官都一視同仁地加以侵蝕，像掃蕩一樣。當病毒將自身復制到宿主的血細胞中，血細胞便開始死亡并凝結(jié)在一起。凝塊堵塞血管，切斷全身的血液供應；感染的器官開始出現(xiàn)死片。病毒蛋白質(zhì)以特有的兇殘攻擊膠原，這是固定器官的連結(jié)組織中主要的蛋白質(zhì)。當膠原變成漿狀物，器官表面開始出現(xiàn)孔洞，包括皮膚，血從孔洞中傾瀉而出。皮膚下面出現(xiàn)血斑；液化的死皮在表面形成水皰。在這個階段所有的孔竅都會滲血，同時皮膚和肌肉的表面隔膜開始炸裂。在身體內(nèi)部，心臟開始滲血，滲入周圍的空腔。肝臟腫大、裂開，然后化膿腐爛；腎臟失靈，塞滿了死細胞和血塊。死的、凝結(jié)的血細胞比比皆是，包括大腦，妨礙了供氧，最終導致癡呆和嚴重的癲癇發(fā)作。同時，病毒摧毀剩余血液的凝結(jié)能力，以致大出血不受抑制地繼續(xù)?；畹乃赖难弘S同死組織及脫落的粘膜，包括胃、口腔和腸道的粘膜，經(jīng)過嘔吐和腹瀉拋出體外。崩潰的血管和腸子不再固定在一起，而是像流體一般涌入體腔。雖然在體液中漂浮著，但組織自身是脫水的，無法執(zhí)行其功能，于是病人開始死亡。非細胞生命形態(tài)——病毒細胞的基本概念埃博拉病毒(EBV)屬絲64腺病毒皰疹病毒肝炎病毒HIV病毒腺病毒皰疹病毒肝炎病毒HIV病毒65噬菌體噬菌體66臭臭??臭臭??67醫(yī)學細胞生物學細胞的概念和分子基礎(chǔ)優(yōu)質(zhì)課件68細胞的分子基礎(chǔ)生命的化學元素50多種：C、H、O、N占90%；S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe以上共占99.9%有機物+無機物生物小分子水和無機鹽是細胞內(nèi)的無機化合物水：游離水、結(jié)合水→以氫鍵結(jié)合蛋白質(zhì)；無機鹽：離子狀態(tài)→游離水中維持滲透壓、PH值、神經(jīng)肌肉應激性；→結(jié)合蛋白質(zhì)或脂類具有功能有機小分子組成生物大分子有機小分子：分子量100～1000碳化合物，碳原子30左右分四種：單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸糖：化學式(CH2O)n，n為3、4、5、6、7，

稱：碳水化合物，6碳葡萄糖主要能源和組成多糖；常見3碳和5碳糖單糖分子間脫水反應形成糖苷鍵，單糖→寡糖→多糖（C1OH+C4/6OH→C-O-C+H2O）細胞的分子基礎(chǔ)生命的化學元素50多種：C、H、O、N占9069兩類多糖：糖原(glycogen)→動物；淀粉(starch)→植物糖類作用：

能量貯存、細胞結(jié)構(gòu)成分、小分子糖類參與細胞信號傳導、細胞識別及細胞間相互作用脂肪酸(fattyacid)：疏水長烴鏈和-COOH組成，無分支的偶數(shù)碳原子的飽和或不飽和脂肪族羧酸，碳原子間含雙鍵的為不飽和脂肪酸，缺少雙鍵的為硬脂酸，通常含14～20個碳原子脂肪(fat)：甘油分子通過酯鍵與3個脂肪酸分子結(jié)合而成，也稱甘油三酯，是高效能量儲存形式（碳水化合物的2倍）脂類的功能：①貯存能量，長期能量儲存的形式；②構(gòu)成細胞膜組分，是質(zhì)膜骨架；③轉(zhuǎn)導信號，脂類中的類固醇，如膽固醇是合成類固醇激素(雌激素和雄激素)的前體，類固醇激素可充當信使分子，傳遞信號細胞的分子基礎(chǔ)兩類多糖：糖原(glycogen)→動物；淀粉(70氨基酸：多樣化分子，均含一個-COOH和一個-NH3，蛋白質(zhì)的亞基核苷酸：一個含氮環(huán)的化合物，結(jié)合一個5碳糖——核糖或脫氧核糖，結(jié)合磷酸基團；是核酸的亞基生物大分子細胞中約有3000種生物大分子，分子量：1萬～100萬；核酸、蛋白質(zhì)、多糖等核酸攜帶遺傳信息分為RNA(ribonucleicacid)和DNA(deoxyribonucleicacid)兩大類1.核酸的化學組成

幾十個～幾百萬個核苷酸聚合而成核苷酸：堿基+戊糖+磷酸

通過共價鍵連接而成戊糖：D-核糖、D-2-脫氧核糖；堿基：嘌呤(A/G)與嘧啶(C/T/U)細胞的分子基礎(chǔ)氨基酸：多樣化分子，均含一個-COOH和一個-NH3，蛋白質(zhì)71細胞的分子基礎(chǔ)兩類堿基：嘌呤堿：腺嘌呤adenine（A）嘧啶堿：胞嘧啶cytosine（C）鳥嘌呤guanine（G）尿嘧啶uracil（U）胸腺嘧啶thymine（T）細胞的分子基礎(chǔ)兩類堿基：72戊糖：D-核糖D-2-脫氧核糖細胞的分子基礎(chǔ)核苷酸的組成：堿基+戊糖(核糖)=核苷嘧啶的1N/嘌呤的9N——核糖1C核苷+磷酸=核苷酸核糖5C——磷酸戊糖：D-核糖73細胞的分子基礎(chǔ)核苷酸的聚合：核糖1C位與堿基(嘧啶的1N/嘌呤的9N)形成糖苷鍵，所合成核苷

核糖3C位與5C位之間形成磷酸二酯鍵連接單核苷酸成為核酸鏈糖苷鍵(glycosidicbond)：一個環(huán)狀單糖半縮醛（或半縮酮）羥基與另一個分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羥基、胺基或巰基之間縮合形成的縮醛鍵或縮酮鍵，常見的糖苷鍵有O-糖苷鍵和N-糖苷鍵核苷酸之間或脫氧核苷酸之間只有堿基不同，所以可用堿基排列順序代表RNA或DNA組成順序，稱為一級結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)核苷酸的聚合：74核苷酸的類型：dAMP、dGMP、dCMP、dTMP——DNAAMP、GMP、CMP、UMP——RNA少量修飾堿基(稀有堿基)：6-甲基嘌呤、5-甲基胞嘧啶、5-羥基胞嘧啶等，主要分布于RNA分子上環(huán)化核苷酸：3',5'-環(huán)化腺苷酸cAMP

3',5'-環(huán)化鳥苷酸cGMP細胞的分子基礎(chǔ)第二信使→→核苷酸的類型：細胞的分子基礎(chǔ)第二信使→→752.DNA摩爾濃度：A=TG=C1953年Watson和Crick提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(B-DNA)(β-DNA)脫氧核苷酸由磷酸二酯鍵連接，方向一條5'→3'，另一條3'→5'兩條鏈圍繞同一個中心軸，右手螺旋方向盤繞成雙螺旋堿基互補原則：A=TG≡C相鄰堿基之間距離0.34nm，10個堿基構(gòu)成一個螺距3.4nm螺旋直徑2nm；右手螺旋結(jié)構(gòu)上存在兩條凹溝：大溝和小溝DNA的高級結(jié)構(gòu)：DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，盤曲折疊形成染色體(chromosome)細胞的分子基礎(chǔ)2.DNA細胞的分子基礎(chǔ)76細胞的分子基礎(chǔ)堿基互補原則：A=TG≡C細胞的分子基礎(chǔ)堿基互補原則：A=TG≡C77DNA結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)DNA結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)78DNA主要功能：儲存、復制、傳遞遺傳信息遺傳信息以堿基排列順序的方式蘊藏于DNA分子中一段DNA分子由n個核苷酸組成，排列順序4n種，導致遺傳信息多樣性、生物多樣性生物體一套完整的單倍遺傳物質(zhì)——基因組（染色體組）人類基因組DNA堿基數(shù)31.647億個bp堿基對;A+T54%G+C38%編碼序列——外顯子：1.1%~1.4%；內(nèi)含子：24%；非編碼：75%基因數(shù)目：2~3萬個（Celera公司：

2.6383萬到3.9114萬個之間

）；基因長度：2~30Kbp重復序列：50%以上；個體間核苷酸差異：0.1%遺傳信息表達：復制(replication)——半保留復制轉(zhuǎn)錄(transcription)DNA→RNA翻譯(translation)RNA→蛋白質(zhì)細胞的分子基礎(chǔ)DNA主要功能：儲存、復制、傳遞遺傳信息細胞的分子基礎(chǔ)793.RNA跟DNA相同：由3',5'-磷酸二酯鍵連接而成跟DNA區(qū)別：U替代T；戊糖的核糖2C不脫氧RNA單鏈可折疊，形成局部雙螺旋——發(fā)夾結(jié)構(gòu)(1)mRNA

占細胞內(nèi)總RNA的1%~5%每三個核苷酸組成1個密碼子，決定1個aa真核生物mRNA特有：5'端有帽子結(jié)構(gòu)——7-甲基三磷酸鳥苷，3'端有多聚腺苷酸尾巴PolyAmRNA分子中每三個相鄰堿基，組成一個密碼子(codon)，密碼子確定氨基酸組成真核生物mRNA在合成后，需要一系列加工，成為合成蛋白質(zhì)模板細胞的分子基礎(chǔ)3.RNA細胞的分子基礎(chǔ)80原核細胞的mRNA是多順反子(polycistron)——一個RNA分子可攜帶幾種蛋白質(zhì)遺傳信息，指導幾種蛋白質(zhì)合成真核細胞的mRNA是單順反子(monocistron)——每分子RNA只攜帶一種蛋白質(zhì)信息兩種細胞的mRNA的5'端和3'端，各有30至幾百個核苷酸的非翻譯區(qū)，是翻譯調(diào)控的靶點動物細胞主要RNA種類和功能：細胞的分子基礎(chǔ)原核細胞的mRNA是多順反子(polycistron)——81(2)rRNA占RNA總量的80％～90％，分子量在RNA中最大rRNA呈單鏈結(jié)構(gòu)，主要功能參與構(gòu)成核糖體真核細胞核糖體（80S）含5S、5.8S、28S和18S四種rRNA原核細胞核糖體（70S）含5S、23S和16S三種rRNA核糖體是細胞合成蛋白質(zhì)的機器，rRNA占核糖體總量60%，蛋白質(zhì)占40%細胞的分子基礎(chǔ)(2)rRNA細胞的分子基礎(chǔ)82(3)tRNA占細胞RNA總量的5％～10％分子量較小，含70～90個核苷酸；特點是含稀有堿基tRNA部分折疊成雙鏈，結(jié)構(gòu)呈三葉草形，tRNA3'末端CCA-OH共價結(jié)合特定氨基酸反密碼環(huán)上三個堿基構(gòu)成反密碼子(anticodon)，反密碼子可識別mRNA上相應的密碼子，并結(jié)合（配對）tRNA的功能是轉(zhuǎn)運氨基酸到核糖體合成蛋白質(zhì)反轉(zhuǎn)錄病毒在細胞內(nèi)復制時，需要細胞內(nèi)的tRNA為引物，如：色氨酸-tRNA、脯氨酸-tRNA細胞的分子基礎(chǔ)(3)tRNA細胞的分子基礎(chǔ)83(4)snRNA真核細胞核內(nèi)的小分子RNA，含70~300個核苷酸，稱小核RNA(smallnuclearRNA,snRNA)不及總RNA1%，但snRNA的拷貝數(shù)很多，約100~200萬個/細胞已發(fā)現(xiàn)snRNA20多種，大多富含尿苷酸（U），稱U-snRNAU-snRNA的5'端含甲基化稀有堿基，形成特有的帽子結(jié)構(gòu)，常見為2,2,7-三甲基三磷酸尿苷（m32,2,7Gppp）主要功能：參與基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工細胞的分子基礎(chǔ)(4)snRNA細胞的分子基礎(chǔ)84(5)miRNAmicroRNA(微小RNA)，長21~25nt的非編碼RNA，其前體70~90nt，具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)最先在秀麗隱小桿線蟲發(fā)現(xiàn)，隨后在哺乳動物中不斷發(fā)現(xiàn)新miRNAmiRNA普遍存在于生物界，具有高度保守性細胞的分子基礎(chǔ)被轉(zhuǎn)運蛋白從細胞核運到細胞質(zhì)RISC，RNA-inducedsilencingcomplex(5)miRNA細胞的分子基礎(chǔ)被轉(zhuǎn)運蛋白從細胞85Dicer酶是雙鏈RNA專一性RNA內(nèi)切酶；Dicer酶可將外源雙鏈RNA也加工成22nt左右的siRNA(smallinterferenceRNA)；siRNA同樣使序列互補的mRNA降解，從而高效、特異阻斷特定基因的表達，這種現(xiàn)象“RNA干擾(RNAinterference,RNAi)”RNA干擾的發(fā)現(xiàn)，不僅揭示了細胞內(nèi)的基因沉默機制，已經(jīng)成為基因功能分析的有力工具(6)piRNApiRNA(Piwi-interactingRNA)29~30nt小型RNA分子，哺乳類睪丸生殖細胞中，與Piwi蛋白結(jié)合→piRNAcomplex,piRC，發(fā)揮RNA沉默效應細胞的分子基礎(chǔ)Dicer酶是雙鏈RNA專一性RNA內(nèi)切酶；細胞的分子基86(7)核酶(ribozyme)1981年ThomasCech在原生動物四膜蟲中發(fā)現(xiàn)具有酶活性的RNA，當去除所有蛋白質(zhì)后，rRNA剪接仍可完成核酶是RNA分子，底物也是RNA分子，通過與序列特異性的靶RNA分子配對，而發(fā)揮作用目前發(fā)現(xiàn)了多種類型具有催化活性的天然核酶人工合成錘頭狀和發(fā)夾狀核酶，功能很好可根據(jù)錘頭結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計破壞致病基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，為基因治療提供新的途徑細胞的分子基礎(chǔ)(7)核酶(ribozyme)細胞的分子基礎(chǔ)87蛋白質(zhì)表達遺傳信息蛋白質(zhì)占細胞干重50%以上，決定細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)、執(zhí)行重要生理功能1.蛋白質(zhì)的組成氨基酸(aminoacid,aa)由一個α羧基(COOH)，一個α氨基(NH2)和一個特異的側(cè)鏈基團(－R)組成組成蛋白質(zhì)的氨基酸僅為：20種天然氨基酸，分為四大類：非極性疏水性氨基酸、極性中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸細胞的分子基礎(chǔ)酸性氨基酸：谷氨酸、天冬氨酸堿性氨基酸：精氨酸、賴氨酸、組氨酸一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基脫水縮合成肽鍵，組成肽鏈蛋白質(zhì)表達遺傳信息細胞的分子基礎(chǔ)酸性氨基酸：谷氨酸、天冬氨酸88細胞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ)892.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序，組成蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)1958年JohnKendrew首次確定了153aa組成的肌紅蛋白的三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)共同結(jié)構(gòu)特征：肽鏈折疊新生肽鏈經(jīng)過折疊和構(gòu)象調(diào)整，才具有功能；可溶性蛋白質(zhì)——分子伴侶，參與輔助蛋白質(zhì)折疊和構(gòu)象形成二級結(jié)構(gòu)：某一段肽鏈的空間結(jié)構(gòu)，是由于肽鏈內(nèi)氨基酸殘基之間有規(guī)則形成氫鍵的結(jié)果，包括α-螺旋和β-折疊片細胞的分子基礎(chǔ)2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)細胞的分子基礎(chǔ)90α-螺旋：3.6個aa盤旋一周，相鄰螺旋之間，肽鍵的-NH中的H與-CO的O，形成氫鍵，與螺旋長軸平行細胞內(nèi)的多肽合成后，自發(fā)形成α-螺旋，這是多肽鏈最穩(wěn)定的構(gòu)象，主要存在于球狀蛋白分子中β-折疊片：多肽分子處于伸展狀態(tài)，多肽鏈反復折疊，反向平行，相鄰肽段之間形成氫鍵β-折疊片主要存在于纖維狀蛋白分子中大多數(shù)蛋白質(zhì)中此兩種結(jié)構(gòu)同時存在α-螺旋：3.6個aa盤旋一周，相鄰螺旋之間，肽鍵的-NH中91三級結(jié)構(gòu)：指肽鏈不同區(qū)域的氨基酸側(cè)鏈間相互作用而形成的肽鏈折疊。主要化學鍵：氫鍵、離子鍵、疏水作用和范德華力三級結(jié)構(gòu)的基本單位是結(jié)構(gòu)域(二級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，連接并折疊成緊密的球形結(jié)構(gòu)；具有特殊功能，與蛋白質(zhì)的活性有關(guān))三級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)即表現(xiàn)出生物學活性，某些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，需要一條以上的具有三級結(jié)構(gòu)的肽鏈組成，形成四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)：兩條以上具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈，通過非共價鍵相互連接形成的多聚體。每條具有獨立三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈則稱為此蛋白質(zhì)的亞基擁有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，只有所有亞基結(jié)合一起，才具有生物學活性；比如體內(nèi)大多數(shù)的酶細胞的分子基礎(chǔ)三級結(jié)構(gòu)：指肽鏈不同區(qū)域的氨基酸側(cè)鏈間相互作用而形成的肽鏈折92細胞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ)93某些試劑，如尿素，可以破壞折疊蛋白中的非共價鍵，是蛋白質(zhì)去折疊，變成松散肽鏈，這個過程叫做蛋白質(zhì)的變性上述變性可逆，去掉尿素，加入適量的還原劑，如β-巰基乙醇，變性的蛋白質(zhì)可以重新折疊，恢復變性的蛋白質(zhì)可以重新折疊，恢復原來的構(gòu)象，叫做復性3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的功能取決于其構(gòu)象；血紅蛋白β鏈第6位的谷氨酸被纈氨酸取代，形成異常血紅蛋白(構(gòu)象變化)，鐮刀形紅細胞貧血結(jié)構(gòu)域(多肽鏈的獨立折疊單位)包含的aa在40～350之間，每個蛋白質(zhì)分子有1至多個結(jié)構(gòu)域，不同結(jié)構(gòu)域有不同功能；具有類似結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)往往有類似功能細胞的分子基礎(chǔ)某些試劑，如尿素，可以破壞折疊蛋白中的非共價鍵，是蛋白94蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的不斷改變密切相關(guān)；比