線粒體細胞骨架細胞周期

第四節(jié)真核細胞的結構器細胞膜細胞質(zhì)細胞核當前1頁，總共61頁。三、能量轉換的細胞器--線粒體(mitochondrion)*1894年R.Altaman首次在動物細胞中發(fā)現(xiàn)該細胞器，命名為bioblast。*1897年Benda首次將它命名為mitochondrion。*1900年L.Michaelis用JanusGreenB發(fā)現(xiàn)線粒體可進行氧化還原反應。*至20世紀50年代，證實線粒體是進行能量代謝的場所。當前2頁，總共61頁。細胞的“動力工廠”。細胞生命活動80%能量由線粒體提供糖類、脂肪、氨基酸最終氧化釋能的場所通過氧化磷酸化反應合成ATP，為細胞生命活動提供直接能量。分布多集中于需能高的部位。不同類型細胞所含數(shù)量差別很大，功能旺盛的細胞mt豐富：如哺乳動物肝細胞約含2000個mt，腎細胞約400個，精子約25個。三、能量轉換的細胞器--線粒體(mitochondrion)當前3頁，總共61頁。光鏡下，粒狀、桿狀或線狀。直徑0.5-1μm（一）線粒體的形態(tài)結構當前4頁，總共61頁。外膜內(nèi)膜膜間隙基質(zhì)嵴電鏡下，二層單位膜套疊成的囊狀結構外膜內(nèi)膜膜間隙基質(zhì)（內(nèi)室）（一）線粒體的形態(tài)結構當前5頁，總共61頁。外膜：5-7nm；上有排列整齊的孔蛋白構成的筒狀圓柱體，中央小孔孔徑1-3nm，可通過分子量10000以下的分子。（一）線粒體的形態(tài)結構外膜當前6頁，總共61頁。內(nèi)膜：約6nm；通透性很差，不帶電荷的小分子可以進入，大的分子和離子需通過轉運蛋白的幫助由內(nèi)膜進入基質(zhì)。嵴（cristae）:內(nèi)膜向內(nèi)室突起形成嵴。（一）線粒體的形態(tài)結構內(nèi)膜嵴當前7頁，總共61頁。膜間隙：6-8nm，內(nèi)外膜之間的空隙。基質(zhì)（內(nèi)室）：被內(nèi)膜包圍的空間?；|(zhì)為無定形物質(zhì)，含有酶、脂類、DNA、RNA、核糖體以及較大的致密顆粒由于內(nèi)膜的低通透性使基質(zhì)具有一定的pH和滲透壓。（一）線粒體的形態(tài)結構膜間隙基質(zhì)當前8頁，總共61頁?；?nèi)膜上許多排列規(guī)則、帶柄的球狀小體。一個基粒就是一個ATP酶復合體，是將呼吸鏈電子傳遞過程中釋放的能量用于使ADP磷酸化形成ATP的結構，是偶聯(lián)磷酸化的關鍵裝置。每個線粒體有104-105個基粒。（一）線粒體的形態(tài)結構內(nèi)膜基粒當前9頁，總共61頁?；＃ˋTP酶復合體）F1因子，頭部5種亞基按比例組成F1通過柄部與F0相連時才具有催化ATP合成的作用柄部寡霉素敏感性蛋白質(zhì)若與寡霉素結合，會發(fā)揮寡霉素的解偶聯(lián)作用，而抑制ATP的合成F0因子，基片是至少4種多肽組成的疏水蛋白，鑲嵌在內(nèi)膜的脂質(zhì)雙層中周圍圍繞呼吸鏈的各個組分基片具有質(zhì)子通道的作用（一）線粒體的形態(tài)結構當前10頁，總共61頁?；哂匈|(zhì)子通道的作用被電子傳遞鏈（呼吸鏈）傳遞到膜間腔的大量質(zhì)子（H+），順著內(nèi)膜外側到內(nèi)側的質(zhì)子濃度通過基片這個質(zhì)子通道到達F1因子時，驅動ATP酶催化ADP磷酸化成為ATP當前11頁，總共61頁。（二）線粒體的功能線粒體通過氧化磷酸化反應合成ATP，為細胞提供能量。線粒體是物質(zhì)氧化與能量轉換的場所。當前12頁，總共61頁。（二）線粒體的功能以糖為例，主要步驟：糖酵解；由丙酮酸形成乙酰輔酶A和三羧酸循環(huán)；電子傳遞和氧化磷酸化①糖酵解。糖、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)，在細胞質(zhì)中經(jīng)過酵解產(chǎn)生丙酮酸和脂肪酸，②由丙酮酸形成乙酰輔酶A和三羧酸循環(huán)。進入mt基質(zhì)，經(jīng)過一系列分解代謝形成乙酰輔酶A，再進一步參加三羧酸循環(huán)；當前13頁，總共61頁。（二）線粒體的功能電子傳遞和氧化磷酸化。脫下的氫經(jīng)mt內(nèi)膜上的電子傳遞鏈（呼吸鏈），最后傳遞給氧生成水。在此過程中釋放的能量，通過ADP的磷酸化，生成含高能磷酸鍵的ATP儲存在體內(nèi)，供機體各種活動需要。當前14頁，總共61頁。無氧酵解在細胞質(zhì)中進行。其余均在線粒體中進行。三羧酸循環(huán)在線粒體基質(zhì)，電子傳遞和氧化磷酸化偶聯(lián)在線粒體內(nèi)膜上進行。（二）線粒體的功能當前15頁，總共61頁。四、細胞骨架cytoskeleton細胞骨架是普遍存在于真核細胞中由蛋白纖維組成的網(wǎng)架結構，由微管、微絲和中間纖維組成。當前16頁，總共61頁。（一）微管microtubule形態(tài)結構（電鏡）*中空的管狀結構，直徑24-26nm，*13條原纖維縱行螺旋排列*每條原纖維是由αβ微管蛋白相間排列成的長鏈。當前17頁，總共61頁。微管的分子組成*微管蛋白常以異二聚體的形式存在。

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α、β微管蛋白：是一類酸性蛋白，它們分子量相同，各含約500個左右氨基酸殘基。（一）微管microtubule當前18頁，總共61頁。微管的存在方式單管、二聯(lián)管、三聯(lián)管二聯(lián)管、三聯(lián)管存在特定的細胞器中，如鞭毛、纖毛（二聯(lián)管），中心粒（三聯(lián)管）（一）微管microtubule當前19頁，總共61頁。鞭毛、纖毛的運動（一）微管microtubule當前20頁，總共61頁。當前21頁，總共61頁。微管的裝配動態(tài)結構，可根據(jù)需要組裝和去組裝；微管蛋白二聚體裝配成原纖維；側面增加二聚體形成片層由13根原纖維組成微管；新的二聚體不斷加到微管的端點，使之延長；（+）極，（-）極（一）微管microtubule當前22頁，總共61頁。（二）微絲(microfilament,MF)實心骨架纖維，直徑7nm，分布于細胞質(zhì)中。與微管共同構成細胞的支架。主要成分是肌動蛋白。它組成的纖維與細胞內(nèi)各種微絲結合蛋白相互作用，行使著微絲的各種功能。當前23頁，總共61頁。（二）微絲(microfilament,MF)微絲的分子組成單體：球形肌動蛋白（G-actin）多聚體：螺旋狀肌動蛋白（F-actin），以相同的方式頭尾相接形成螺旋狀肌動蛋白絲。有3種肌動蛋白異構體。分別存在于不同細胞和組織中。：成熟的肌肉組織；、：大多數(shù)非肌細胞當前24頁，總共61頁。（三）中間纖維（intermediatefilament,IF）*中間纖維是中空管狀結構，直徑約為10nm，單根或成束地分布在細胞質(zhì)內(nèi)。形態(tài)當前25頁，總共61頁。（三）中間纖維（intermediatefilament,IF）*中間纖維有5型，分布存在嚴格的組織特異性：Ⅰ、Ⅱ型酸性角蛋白存在于上皮組織，Ⅴ型纖層蛋白存在于所有細胞中。分類*15種IF結合蛋白。當前26頁，總共61頁。（三）中間纖維（intermediatefilament,IF）結構中間纖維成分復雜，但具有相同的基本結構，肽鏈中部都有一個約310個氨基酸殘基的螺旋桿狀區(qū)。長度和氨基酸組成非常保守。兩端是非螺旋的頭部和尾部，氨基酸組成和化學性質(zhì)高度可變。端部的多樣化決定了中間纖維蛋白的差異。當前27頁，總共61頁。細胞骨架不是一個被動的支架，而是非常復雜的動態(tài)網(wǎng)絡，不斷組裝（聚合）和去組裝（解聚），使細胞能適應其功能狀態(tài)發(fā)生形狀改變及其他運動方式。（四）細胞骨架的功能當前28頁，總共61頁。（四）細胞骨架的功能1、細胞支持在大多數(shù)真核細胞內(nèi)，細胞骨架特別是微管參與決定細胞的幾何形狀。各種細胞骨架成分的支持作用在細胞突起部分表現(xiàn)得更為明顯。如微絨毛、纖毛當前29頁，總共61頁。維持細胞形態(tài)：用秋水仙素處理細胞破壞微管,導致細胞變圓,說明微管對維持細胞的不對稱形狀是重要的。對于細胞突起部分,如纖毛、鞭毛、軸突的形成和維持,微管亦起關鍵作用。1、細胞支持（四）細胞骨架的功能當前30頁，總共61頁。2、細胞運動所有的細胞運動都和細胞內(nèi)的細胞骨架體系有關，同時需要ATP和動力蛋白，后者分解ATP，所釋放的能量驅使細胞運動。從染色體分離到纖毛、鞭毛的擺動，從細胞形狀的改變到位置的遷移等。（四）細胞骨架的功能當前31頁，總共61頁。細胞表面是一個復雜的結構體系：細胞膜是細胞表面的主體結構，它與質(zhì)膜外側的細胞外被和質(zhì)膜內(nèi)側的胞質(zhì)溶膠共同組成細胞表面。細胞表面結構示意圖

細胞外被細胞膜胞質(zhì)溶膠五、細胞表面與細胞外基質(zhì)（一）細胞表面（cellsurface）當前32頁，總共61頁。細胞表面是一個多功能體系：

1.保護細胞，使細胞活動有一相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。2.參與細胞內(nèi)外的物質(zhì)和能量交換。3.參與細胞識別、信息的接受和傳遞。4.參與細胞運動。5.維護細胞的各種形態(tài)。五、細胞表面與細胞外基質(zhì)（一）細胞表面當前33頁，總共61頁。在多細胞的生物體內(nèi)，除細胞以外的非細胞性的固有物質(zhì)成分，稱細胞外基質(zhì)。細胞與細胞外基質(zhì)相互依存，構成完整的組織。細胞外基質(zhì)是由大分子構成的結構精細而錯綜復雜的網(wǎng)絡。在生物組織中所占空間有組織差異。結締組織中細胞外基質(zhì)含量較高。五、細胞表面與細胞外基質(zhì)（二）細胞外基質(zhì)（extracellularmatrix，ECM）當前34頁，總共61頁。組成細胞外基質(zhì)的大分子一般分為四類：膠原、非膠原糖蛋白、彈性蛋白以及氨基聚糖和蛋白聚糖?；瘜W成分為蛋白質(zhì)和多糖。細胞外基質(zhì)的組成成分及組裝形式由所產(chǎn)生的細胞決定，并與組織的特殊功能需要相適應。能夠分泌和形成細胞外基質(zhì)的主要細胞類群是成纖維細胞和少量其他特化組織的細胞。細胞外基質(zhì)成分的合成、分泌和組裝是細胞活動的產(chǎn)物，它不僅參與組織結構的維持，而且對細胞的存活、形態(tài)、功能、代謝、增殖、分化和遷移等基本生命活動具有影響。五、細胞表面與細胞外基質(zhì)（二）細胞外基質(zhì)（extracellularmatrix，ECM）當前35頁，總共61頁。第五節(jié)細胞增殖周期一、細胞周期二、細胞周期各時相的動態(tài)變化三、細胞增殖--有絲分裂當前36頁，總共61頁。細胞增殖（cellproliferation）：細胞通過生長和分裂，使細胞數(shù)目增加，使子細胞獲得與母細胞同樣遺傳信息的過程。細胞周期時間(Tc)：細胞周期過程所需要的時間。細胞周期(cellcycle)：連續(xù)分裂的細胞，細胞通過生長，進行必要的物質(zhì)準備，然后分裂、再生長、分裂，周而復始，這種細胞生長、分裂的循環(huán)過程。即細胞從一次有絲分裂結束到下一次有絲分裂終了所經(jīng)歷的過程。一、細胞周期當前37頁，總共61頁。細胞周期時間（小時）細胞類型TG1TSTG2TMTC人宮頸癌細胞1073.51.522中國倉鼠卵巢細胞4.74.12.80.812.4蛙單倍體胚11168.31.637.8小鼠皮膚上皮8711.83未定未定101.0人急性白血病細胞41295.9未定75.9蠶豆根尖細胞4.95.54.92.019.3當前38頁，總共61頁。細胞周期（Cellcycle）間期（Interphase）分裂期M（Mitoticphase）G1期（firstgapphase）S期（syntheticphase）G2期（secondgapphase）前期（prophase）中期（metaphase）后期（anaphase）末期（telophase）細胞增殖包括3方面：（1）細胞生長（2）染色質(zhì)復制（3）細胞分裂當前39頁，總共61頁。二、細胞周期各時相的動態(tài)變化主要是RNA和蛋白質(zhì)的合成。１、rRNA、mRNA、tRNA合成２、核糖體裝配３、結構蛋白、酶蛋白合成４、CaM（鈣調(diào)蛋白）、cyclin（細胞周期蛋白）、CDK（周期蛋白依賴性蛋白激酶）合成５、G1末期，中心粒開始復制（一）G1期（DNA合成前期）當前40頁，總共61頁。周期蛋白和周期蛋白依賴性激酶細胞周期蛋白（cyclin)：是一類隨細胞周期的進程而呈周期性變化的蛋白質(zhì)，有G1期周期蛋白（cyclinC、D、E）及M期周期蛋白（cyclinA、B）。周期蛋白主要通過調(diào)節(jié)周期蛋白依賴性蛋白激酶的活性而發(fā)揮作用。周期蛋白依賴性蛋白激酶(cyclin-dependentkinase,

CDK)：CDK是一類必須與周期蛋白結合才具有蛋白激酶活性的酶蛋白。不同的CDK激酶與不同的周期蛋白結合，執(zhí)行不同的調(diào)節(jié)功能。當前41頁，總共61頁。＊觸發(fā)蛋白（triggerprotein）合成不穩(wěn)定蛋白（unstableprotein），U蛋白＊限制點（restrictionpoint，R點）＊藥物敏感時期：放線菌素D細胞在周期運行過程中的調(diào)控點，是調(diào)節(jié)細胞繼續(xù)沿周期運行，或停止于某一階段的控制點。＊前復制復合物（pre-replicationcomplex,Pre-PC）二、細胞周期各時相的動態(tài)及特點（一）G1期（合成前期）S期活化因子當前42頁，總共61頁。*①周期性細胞（連續(xù)分裂細胞）*②暫時不分裂細胞（G0期細胞）*③終末分化細胞（不分裂細胞）可以連續(xù)分裂進行增殖。骨髓造血干細胞、皮膚基底層細胞。暫時從G1期退出細胞周期，但在適當刺激下可重新進入細胞周期。某些免疫淋巴細胞、肝、腎細胞不可逆地脫離細胞周期，喪失分裂能力，但保持一定的生理功能的細胞。神經(jīng)細胞、肌肉細胞。當前43頁，總共61頁。＊DNA損傷修復的檢驗＊與細胞周期運行相關蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化二、細胞周期各時相的動態(tài)及特點（一）G1期（合成前期）當前44頁，總共61頁。（二）S期（DNA合成期）從DNA合成開始到DNA合成結束的全過程。包括DNA的復制、組蛋白和非組蛋白的合成、染色體的復制。DNA復制相關的多種酶類的合成。當前45頁，總共61頁。（二）S期（合成期）1、DNA復制S期活化因子：CDK1-cyclinE,CDK1-cyclinA

２、組蛋白、非組蛋白合成３、染色質(zhì)裝配４、中心粒復制５、微管蛋白開始合成當前46頁，總共61頁。當前47頁，總共61頁。（三）Ｇ2期（DNA合成后期）微管蛋白合成有絲分裂因子合成成熟促進因子（MPF）合成核纖層磷酸化主要進行細胞分裂前的物質(zhì)和相關細胞結構的準備由G2期過渡到M期受G2檢驗點的控制當前48頁，總共61頁。（四）Ｍ期（分裂期）＊親本細胞核染色體精確均等分配給兩個子細胞。＊RNA停止合成。＊蛋白質(zhì)合成減少。當前49頁，總共61頁。前期、中期、后期、末期核分裂胞質(zhì)分裂（四）Ｍ期（分裂期）當前50頁，總共61頁。前期（prophase）染色質(zhì)凝集，形成有絲分裂染色體(mitotic

chromosome），核膜崩解，核仁消失紡錘體形成三、細胞增殖----有絲分裂當前51頁，總共61頁。著絲粒（centromere）著絲粒是指染色體主縊痕部位的染色質(zhì).動粒動粒是附著于著絲粒上的一種細胞器，外側