細(xì)胞生物學(xué)課件

緒論

細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀該學(xué)科是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)主要研究內(nèi)容當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重要領(lǐng)域

細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展該學(xué)科主要學(xué)術(shù)組織、刊物與教科書細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科

Cellbiology是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它在不同層次上研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，細(xì)胞增殖、分化、衰老與凋亡，細(xì)胞信號(hào)傳遞，真核細(xì)胞基因表達(dá)與調(diào)控，細(xì)胞的起源與進(jìn)化等為主要內(nèi)容

1925，生物學(xué)大師Wilson提出“一切生命的關(guān)鍵問題都要到細(xì)胞中去尋找”

細(xì)胞生物學(xué)，分子生物學(xué)，神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容

細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究

生物膜與細(xì)胞器的研究

細(xì)胞骨架體系的研究

細(xì)胞增殖及其調(diào)控

細(xì)胞分化及其調(diào)控

細(xì)胞的衰老與凋亡

細(xì)胞的起源與進(jìn)化

細(xì)胞工程當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢與重點(diǎn)領(lǐng)域

當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題

當(dāng)前細(xì)胞基本生命活動(dòng)研究的若干重大課題總趨勢

細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)(包括分子遺傳學(xué)與生物化學(xué))相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究中的三大基本問題細(xì)胞內(nèi)的基因組如何在時(shí)間與空間上有序表達(dá)？基因表達(dá)的產(chǎn)物如何裝配行使功能及各種細(xì)胞器？組裝過程的調(diào)控程序與調(diào)控機(jī)制是什么？

基因表達(dá)產(chǎn)物——主要活性分子與信號(hào)分子如何調(diào)節(jié)細(xì)胞最重要生命活動(dòng)的？重點(diǎn)領(lǐng)域

染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用關(guān)系——主要是非組蛋白對(duì)基因組的作用

細(xì)胞增殖、分化、凋亡的相互關(guān)系及其調(diào)控

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究

細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的裝配

1988年底，美國國立衛(wèi)生研究院的調(diào)查結(jié)果是

三種疾病：

癌癥(cancer)

心血管病(cardiovasculardiseases)

愛滋病和肝炎等傳染病

(infectiousdiseases：AIDS，hepatitis)

五大研究方向：

細(xì)胞周期調(diào)控(cellcyclecontrol)

細(xì)胞凋亡(cellapoptosis)；

細(xì)胞衰老(cellularsenescence)

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(signaltransduction)

DNA的損傷與修復(fù)(DNAdamageandrepair)美國科學(xué)情報(bào)研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個(gè)領(lǐng)域分別是：

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(signaltransduction)

細(xì)胞凋亡(cellapoptosis)

基因組與后基因組學(xué)研究

(genomeandpost-genomicanalysis)第二節(jié)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史

細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義

細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期

實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展

細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展

細(xì)胞生物學(xué)主要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

1665RobertHooke，胡克，軟木，cell

A.V.LeeuwenHoek，列文虎克，活細(xì)胞，1674觀察到魚的細(xì)胞核

意大利的Maipighi與英國Grew，植物細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)區(qū)別細(xì)胞學(xué)說的建立及其意義

1838德國植物學(xué)家Shleiden發(fā)表《植物發(fā)生論》，1839德國動(dòng)物學(xué)家Shwann《關(guān)于動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)和生長的一致性的顯微研究》，共同創(chuàng)立“細(xì)胞學(xué)說”

基本內(nèi)容：細(xì)胞是有機(jī)體，動(dòng)植物的發(fā)育；相對(duì)獨(dú)立的單位；新細(xì)胞通過繁殖產(chǎn)生

細(xì)胞學(xué)說重要意義

細(xì)胞學(xué)說(施旺與施萊登)、進(jìn)化論(達(dá)爾文)、遺傳學(xué)(孟德爾)為現(xiàn)代生物學(xué)三大基石細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期

原生質(zhì)理論的提出1840Pukinje和1846VonMohl，protoplasm1861Schultze，原生質(zhì)理論1880Hanstein，protoplast

細(xì)胞分裂的研究1841Remak直接分裂，F(xiàn)lemming和Strasburger有絲分裂，1883VanBeneden和1886Strasburger減數(shù)分裂

重要細(xì)胞器的研究1883VanBeneden和Boveri發(fā)現(xiàn)中心體；1894Altmann發(fā)現(xiàn)線粒體，Golgi發(fā)現(xiàn)高爾基體實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支及其發(fā)展

細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展

細(xì)胞生理學(xué)的研究

細(xì)胞化學(xué)細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展

1876O.Hertwig發(fā)現(xiàn)動(dòng)物受精；

1883VanBeneden性細(xì)胞染色體；

1888Strasburger，1893Oveerton植物受精；

1900孟德爾遺傳法則被重新發(fā)現(xiàn);

1905Wilson性別與染色體關(guān)系;

Weissman遺傳單位有序排列在染色體上;

Borveri和Sutton染色體學(xué)說;

1910Morgan基因及基因?qū)W說細(xì)胞生理學(xué)的研究1909Harrison和Carrel創(chuàng)立組織培養(yǎng)技術(shù)

1943Claude高速離心機(jī)從活細(xì)胞分離細(xì)胞器細(xì)胞化學(xué)

1924Feulgen定性定位DNA

1940Brachet甲基綠—派洛寧測定細(xì)胞中DNA和RNA

1936和1940Casperson紫外分光光度法測定DNA含量，并認(rèn)為蛋白質(zhì)合成與RNA有關(guān)

細(xì)胞組分分離技術(shù)，放射自顯影技術(shù)和超微量分析方法，核酸與蛋白質(zhì)

近20年，顯微分光光度、流式分光光度、放射自顯影、分子原位雜交、免疫熒光光度計(jì)、免疫膠體金技術(shù)、激光共焦點(diǎn)掃描顯微鏡細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展

20世紀(jì)50年代以來，電子顯微鏡與超薄切片技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生了細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)學(xué)

50年代中期到60年代末，生化技術(shù)與細(xì)胞學(xué)相互滲透

20世紀(jì)70年代，分子生物學(xué)概念與技術(shù)的引入

80年代以來，細(xì)胞生物學(xué)主流為細(xì)胞的分子生物學(xué)90年代后期，納米生物學(xué)興起細(xì)胞生物學(xué)主要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書

學(xué)術(shù)組織

學(xué)術(shù)刊物

教科書學(xué)術(shù)組織

細(xì)胞生物學(xué)國際聯(lián)盟

1976開始，每4年1次細(xì)胞生物學(xué)大會(huì)

1980我國成立細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)

1990我國舉辦首先亞太地區(qū)細(xì)胞生物學(xué)大會(huì)

編寫10多種細(xì)胞生物學(xué)教學(xué)用書，一大批細(xì)胞生物學(xué)專門人才學(xué)術(shù)期刊CellScienceNatureEMBOJournalPNASJournalofCellBiologyNeuronAnnualReviewofCellBiologyTrendsinCellBiologyPlantCellMolecularandCellularBiologyMolecularBiologyoftheCellStructure國外學(xué)術(shù)期刊CurrentOpinionStructuralBiologyJournalofCellScienceCellDeathanddifferentiationCellgrowthanddifferentiationDNAandCellBiologyCellMotilityandtheCytoskeletonJournalofCellularBiochemistryJournalofCellularPhysiology國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊中國科學(xué)科學(xué)通報(bào)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)報(bào)細(xì)胞生物學(xué)雜志CellResearch植物學(xué)報(bào)動(dòng)物學(xué)報(bào)生物化學(xué)與生物物理學(xué)報(bào)微生物學(xué)報(bào)遺傳學(xué)報(bào)生物化學(xué)與生物物理學(xué)進(jìn)展生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)教科書鄭國锠細(xì)胞生物學(xué)郝水細(xì)胞生物學(xué)教程汪德耀細(xì)胞生物學(xué)韓貽仁 分子細(xì)胞生物學(xué)汪堃仁薛紹白柳慧圖細(xì)胞生物學(xué)鄭國锠翟中和細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)展翟中和細(xì)胞生物學(xué)翟中和細(xì)胞生物學(xué)動(dòng)態(tài)宋今丹醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)湯雪明醫(yī)學(xué)細(xì)胞與分子生物學(xué)

干細(xì)胞StemCell1999年，<<Science>>雜志將干細(xì)胞的研究評(píng)為世界十大科學(xué)成就之首,列在了人類基因組工程之前。引言1998年，美國人Thomson和Gearhat各自成功地從人類胚胎和胎兒細(xì)胞中分離出了人類胚胎干細(xì)胞。Thomson和Gearhart采用不同的途徑成功培養(yǎng)干細(xì)胞的過程。

2000年，西北農(nóng)林科技大學(xué)在國際上首次得到人類心臟跳動(dòng)樣細(xì)胞團(tuán)，標(biāo)志著我國干細(xì)胞研究擠身于世界先進(jìn)水平。2001年底，<<Science>>又將干細(xì)胞研究置于值得關(guān)注的六大熱門科技領(lǐng)域之首。2002年3月，美國麻省理工學(xué)院首次利用人體胚胎干細(xì)胞培育出毛細(xì)血管。國內(nèi)干細(xì)胞的研究先后得到了國家自然科學(xué)基金，國家“九五”攻關(guān)、“973”項(xiàng)目等的大力資助。本次課介紹的三個(gè)方面

一、干細(xì)胞生物學(xué)二、胚胎干細(xì)胞與成體干細(xì)胞三、干細(xì)胞的醫(yī)學(xué)應(yīng)用和研究狀況

一、干細(xì)胞的概念及分類

（一）干細(xì)胞概念指細(xì)胞分化過程中出現(xiàn)的具有分裂增殖能力，能保持不分化狀態(tài)，并能分化產(chǎn)生一種以上“專業(yè)細(xì)胞”的原始細(xì)胞。第一節(jié)干細(xì)胞生物學(xué)（二）干細(xì)胞的分類胚胎干細(xì)胞（embryonicstemcell,ES細(xì)胞）：指從著床前的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或原始生殖細(xì)胞獲得的一種具有多潛能性、可發(fā)育成為各種細(xì)胞、同時(shí)可保持不分化狀態(tài)而持續(xù)生長的克隆細(xì)胞系。成體干細(xì)胞：在成體組織內(nèi)具有自我更新能力及能分化成一種或一種以上子細(xì)胞的未成熟細(xì)胞。二、干細(xì)胞的特點(diǎn)

（一）干細(xì)胞的形態(tài)和生化特點(diǎn)形態(tài)特點(diǎn)：圓形或橢圓形，體積較小，核質(zhì)比較大，核中多為常染色質(zhì)。生化特點(diǎn)：a.具有較高端粒酶活性;b.具有不同的生化標(biāo)志：角蛋白15、nestin（巢素蛋白）。（二）干細(xì)胞的增殖特點(diǎn)1.緩慢性干細(xì)胞若干次分裂過渡放大細(xì)胞

是介于干細(xì)胞和分化細(xì)胞之間的中間態(tài)細(xì)胞。它可以起到通過較少的干細(xì)胞產(chǎn)生較多的分化細(xì)胞的作用。問：干細(xì)胞增殖的緩慢性有何生物學(xué)意義？分化細(xì)胞過渡放大細(xì)胞2.自穩(wěn)性（self-maintenance）指干細(xì)胞在生物個(gè)體的生命歷程中自我更新，并維持其自身數(shù)目恒定的特性。干細(xì)胞分化程度突變產(chǎn)生腫瘤的惡性程度低高高低干細(xì)胞的分化與其突變后產(chǎn)生腫瘤惡性程度的關(guān)系干細(xì)胞維持自穩(wěn)性的機(jī)制：對(duì)稱分裂和不對(duì)稱分裂干細(xì)胞的對(duì)稱分裂和不對(duì)稱分裂對(duì)稱分裂（symmetrydivision）不對(duì)稱分裂（asymmetrydivision）干細(xì)胞

分化細(xì)胞

干細(xì)胞

分化細(xì)胞（三）干細(xì)胞的分化特點(diǎn)1.多潛能性（內(nèi)胚層）

胃上皮（中胚層）

骨、軟骨、平滑肌、橫紋?。ㄍ馀邔樱?/p>

神經(jīng)表皮、神經(jīng)節(jié)、復(fù)層鱗狀上皮人胚胎干細(xì)胞具分化的多潛能性小鼠皮下注射

混合組織瘤人胚胎干細(xì)胞例：將成年雄性小鼠的造血干細(xì)胞移植到雌鼠體內(nèi)，3天后在雌鼠的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中檢測到Y(jié)

染色體的存在，證明成體動(dòng)物的造血干細(xì)胞可轉(zhuǎn)分化成為神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。2.去分化和轉(zhuǎn)分化的能力例二：造血干細(xì)胞向骨骼肌細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化（四）干細(xì)胞的分離與純化1.通過干細(xì)胞表面的標(biāo)記分子進(jìn)行造血干細(xì)胞標(biāo)記物為CD34＋等；神經(jīng)干細(xì)胞的巢素蛋白。2.通過干細(xì)胞不同于一般分化細(xì)胞的物理特性進(jìn)行

干細(xì)胞不被Hoechst33324和Rhodamine123染色。第二節(jié)胚胎干細(xì)胞與成體干細(xì)胞

（一）胚胎干細(xì)胞的研究歷程1970年，MartinEvans從小鼠中分離出胚胎干細(xì)胞并在體外培養(yǎng)。1995年，美國從恒河猴囊胚中分離并建立了第一個(gè)靈長類動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞系。一、胚胎干細(xì)胞1998年，美國Thomson和Gearhat從體外受精形成的囊胚中及從5－9周齡流產(chǎn)胎兒的性腺脊和腸系膜中建立了人胚胎干細(xì)胞系。同年，我國中山醫(yī)科大學(xué)李樹濃教授的課題組成功地建立了人胚胎干細(xì)胞系。（二）人胚胎干細(xì)胞(hES)的特點(diǎn)形態(tài)：圓形或橢圓，體積較小，核質(zhì)比較大，體外抑制分化培養(yǎng)時(shí)成鳥巢狀，集落生長并緊密堆積，細(xì)胞界限不明顯。永生化,增殖速度：36h分裂增殖一次。hES必須在含有白血病抑止因子（LIF）的培養(yǎng)基及成纖維細(xì)胞飼養(yǎng)層(freedercell)條件下才能保持繁殖而不分化。hES體外培養(yǎng)要解決的關(guān)鍵問題是維持細(xì)胞的分裂增殖而抑止其分化。

可誘導(dǎo)分化為各種成體干細(xì)胞；能維持穩(wěn)定的正常的二倍體染色體結(jié)構(gòu)；不被Hoechst33342和Rhodamine123染色。細(xì)胞膜表面有特殊的標(biāo)記：SSEA-3，SSEA-4等。（三）人胚胎干細(xì)胞的來源與鑒定

1.來源

a.取自終止妊娠的胎兒的性器官組織。

Gearhart法b.取自體外受精胚胎囊胚期內(nèi)層細(xì)胞。

Thomson法c.通過體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)獲得胚胎干細(xì)胞系的建立過程分離囊胚的內(nèi)細(xì)胞群分離胚胎生殖腺脊細(xì)胞

與成纖維細(xì)胞共培養(yǎng)ES細(xì)胞非分化增殖

胚胎干細(xì)胞的鑒定

定向誘導(dǎo)分化成體干細(xì)胞功能細(xì)胞a.具有正常穩(wěn)定的二倍體核型和帶型。b.

具有較高的端粒酶及堿性磷酸酶活性。人胚胎干細(xì)胞系端粒酶活性都很高，說明其可在體外未分化狀態(tài)進(jìn)行長期培養(yǎng)。C.不被Hoechst33342和Rhodamine123染色2.鑒定d.

人胚胎干細(xì)胞有特異性表面抗原的表達(dá)胚胎階段特異性抗原SSEA-1SSEA-3SSEA-4Thmoson等分離的hES陰性弱陽性強(qiáng)陽性Gearhart等分離的hES陽性弱陽性陽性小鼠ES陽性陰性陰性鼠和人胚胎干細(xì)胞表達(dá)的表面抗原有種屬差異。Gearhart等認(rèn)為SSEA-1陽性可能是源于原始生殖細(xì)胞的多能干細(xì)胞分化的標(biāo)志。e.能分化成三個(gè)胚層的細(xì)胞，可誘導(dǎo)分化為各種成體干細(xì)胞。成體動(dòng)物的許多組織和器官具有修復(fù)和再生能力，成體干細(xì)胞在其中起著關(guān)鍵的作用。在特定條件下，成體干細(xì)胞按一定的程序分化，形成新的功能細(xì)胞，從而使組織和器官保持生長和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。二、成體干細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)：集落呈非貼壁生長，細(xì)胞形態(tài)較小，類似小淋巴細(xì)胞，約75％處于G0期。主要存在于骨髓、外周血、臍帶血中。人造血干細(xì)胞表面標(biāo)志：CD34＋（表達(dá)KDR血管內(nèi)皮生長因子受體）、CDw90。“時(shí)間”上有HSC（呈KDR＋）,祖細(xì)胞（呈KDR-）、前體細(xì)胞、功能血細(xì)胞的分化階段。我國已能用異體外周血干細(xì)胞移植代替骨髓移植來治療白血病。造血干細(xì)胞(hematopoiticstemcell，HSC)神經(jīng)干細(xì)胞(nuralstemcell，NSC)細(xì)胞形態(tài)：胞體很小，從胞體伸出許多長的神經(jīng)突。NSC可增殖分化出中樞神經(jīng)系統(tǒng)的三種基本細(xì)胞：神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞的生化標(biāo)記－巢素蛋白及波形蛋白。成體中樞神經(jīng)系統(tǒng)的下腦室區(qū)、嗅球、海馬中存在NSC。NSC的發(fā)現(xiàn)，為帕金森病等神經(jīng)退形性疾病、脊髓損傷的治療及組織工程中的細(xì)胞來源帶來新的契機(jī)。第三節(jié)干細(xì)胞的醫(yī)學(xué)應(yīng)用及研究狀況一、干細(xì)胞的醫(yī)學(xué)應(yīng)用（一）干細(xì)胞治療的途徑

1.一次性介入，永久性治療；2.不需要完全了解疾病發(fā)生的確切機(jī)理；3.可應(yīng)用于自身干細(xì)胞移植，避免產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。（二）干細(xì)胞治療的特點(diǎn)最適合于治療組織壞死性疾病、退行性病變、自體免疫性疾病等。美國科學(xué)家已從脂肪組織中成功提取出干細(xì)胞，使人們看到了用干細(xì)胞臨床治療疾病的曙光。干細(xì)胞可以進(jìn)行橫向分化，多家實(shí)驗(yàn)室證明了人的骨髓干細(xì)胞可以橫向分化為肝臟細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等。（三）應(yīng)用前景胚胎干細(xì)胞及其向神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞等的誘導(dǎo)分化研究，為發(fā)育中基因表達(dá)和調(diào)控、人體生物工程、藥物毒性的研究等方面開辟了廣闊的應(yīng)用前景。干細(xì)胞的橫向分化

二、我國和世界其他國家干細(xì)胞研究狀況（一）我國的干細(xì)胞研究進(jìn)展

1998年，我國先后將人胚胎干細(xì)胞誘導(dǎo)成了漿細(xì)胞、造血干細(xì)胞。1999年，小鼠胚胎干細(xì)胞系在上海建立。2000年，西北農(nóng)大在國際上首次得到人類心臟跳動(dòng)樣細(xì)胞團(tuán)。2002年8月，西北農(nóng)林科技大學(xué)細(xì)胞工程技術(shù)研究中心主持的國家重大科技項(xiàng)目“牛和人類胚胎干細(xì)胞的研究”成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其中部分成果在國際上屬于開創(chuàng)性研究成果。美國

1998年人胚胎干細(xì)胞系在體外的建立，帶動(dòng)了全世界的干細(xì)胞研究熱潮。大批美國公立私立機(jī)構(gòu)已經(jīng)可以從骨髓、胚胎、脂肪、胎盤和臍帶等渠道獲得干細(xì)胞。（二）世界各國干細(xì)胞的研究狀況英國第一個(gè)將克隆研究合法化，允許克隆胚胎進(jìn)行干細(xì)胞研究，也可培養(yǎng)研究用胚胎，定性為“治療性克隆”。但研究中使用過的所有胚胎必須在14天后銷毀。以色列允許破壞胚胎以進(jìn)行干細(xì)胞研究，首次成功用人類胚胎干細(xì)胞培育出了能自然跳動(dòng)的心臟細(xì)胞。小結(jié)干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化潛能的細(xì)胞，按其生存和發(fā)育階段，干細(xì)胞可以大致分為兩類：胚胎干細(xì)胞和成體干細(xì)胞。其具有緩慢性與自穩(wěn)性的增殖特點(diǎn)；干細(xì)胞的分化特點(diǎn)為具有多潛能性和具有轉(zhuǎn)分化和去分化的能力，正是它的這兩個(gè)特點(diǎn)使其在細(xì)胞替代療法和組織器官移植上具有無比巨大的應(yīng)用潛力。

思考題什么是干細(xì)胞，它可以分為幾類？干細(xì)胞的增殖特點(diǎn)是什么，有何生物學(xué)意義？什么是胚胎干細(xì)胞，其研究有何意義？胚胎干細(xì)胞的獲得有哪幾種途徑？

核糖體(ribosome)

核糖體的類型與結(jié)構(gòu)

多聚核糖體與蛋白質(zhì)的合成

第一節(jié)核糖體的類型與結(jié)構(gòu)

核糖體是合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精確地合成多肽鏈。

核糖體的基本類型與成分

核糖體的結(jié)構(gòu)

核糖體蛋白質(zhì)與rRNA的功能分析

一、核糖體的基本類型與成分

核糖核蛋白體，簡稱核糖體(ribosome)

基本類型

附著核糖體

游離核糖體

70S的核糖體

80S的核糖體

主要成分

r蛋白質(zhì)：40%，核糖體表面

rRNA:60%,，核糖體內(nèi)部二、核糖體的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)與功能的分析方法

蛋白質(zhì)合成過程中很多重要步驟與50S核糖體大亞基單位相關(guān)結(jié)構(gòu)與功能的分析方法

離子交換樹脂分離純化各r蛋白

純化的r蛋白與純化的rRNA進(jìn)行核糖體重組裝,示r蛋白與rRNA的結(jié)構(gòu)關(guān)系

雙向電泳技術(shù)示E.coli核糖體在裝配各階段與rRNA結(jié)合蛋白質(zhì)的類型

雙功能交聯(lián)劑和雙向電泳研究r蛋白在結(jié)構(gòu)上的相互關(guān)系

電鏡負(fù)染色與免疫標(biāo)記技術(shù)結(jié)合，對(duì)r蛋白定位

對(duì)rRNA,特別16SrRNA結(jié)構(gòu)的研究

70S核糖體小亞單位rRNA與r蛋白空間關(guān)系

同一生物中不同種類的r蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)均不相同，在免疫學(xué)上幾乎沒有同源性。

不同生物同一種類r蛋白之間具有很高的同源性，并在進(jìn)化上非常保守。

蛋白質(zhì)結(jié)合到rRNA上具有先后層次性

核糖體的重組裝是自我裝配過程

16SrRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是非常保守的

16SrRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)具有更高的保守性：臂環(huán)結(jié)構(gòu)(stem-loopstructure)

rRNA臂環(huán)結(jié)構(gòu)的三級(jí)結(jié)構(gòu)模型蛋白質(zhì)合成中很多重要步驟與50S核糖體大亞單位相關(guān)

涉及的多數(shù)因子為G蛋白(具有GTPase活性)，核糖體上與之相關(guān)位點(diǎn)稱為GTPase相關(guān)位點(diǎn)

成功地制備L11-rRNA復(fù)合物的晶體，獲得了其空間結(jié)構(gòu)高分辨率的三維圖象

證實(shí)了前人用各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)所獲得的結(jié)論

提出直觀、可靠且比人們的預(yù)料更為精巧復(fù)雜和可能的作用機(jī)制，為揭開核糖體這一具有30多億年歷史的古老的高度復(fù)雜的分子機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)奧秘邁出了極重要的一步三、核糖體蛋白質(zhì)與rRNA的功能分析

核糖體上具有一系列與蛋白質(zhì)合成有關(guān)結(jié)合位點(diǎn)與催化位點(diǎn)

在蛋白質(zhì)合成中肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性研究

核糖體上具有一系列與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的

結(jié)合位點(diǎn)與催化位點(diǎn)

與mRNA的結(jié)合位點(diǎn)：

新?lián)饺氲陌滨?tRNA的結(jié)合位點(diǎn)——氨?；稽c(diǎn)，又稱A位點(diǎn)

延伸中的肽酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)——肽酰基位點(diǎn)，又稱P位點(diǎn)

肽酰轉(zhuǎn)移后與即將釋放的tRNA的結(jié)合位點(diǎn)E位點(diǎn)(exitsite)

肽酰tRNA從A位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到P位點(diǎn)(延伸因子EF-G結(jié)合位點(diǎn))有關(guān)的轉(zhuǎn)移酶：

肽酰轉(zhuǎn)移酶的催化位點(diǎn)

與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的其它起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)合位點(diǎn)在蛋白質(zhì)合成中肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性研究

核糖體蛋白

在核糖體中rRNA是起主要作用的結(jié)構(gòu)成分r蛋白質(zhì)的主要功能

核糖體蛋白

很難確定哪一種蛋白具有催化功能：在E.coli中核糖體蛋白突變甚至缺失對(duì)蛋白質(zhì)合成并沒有表現(xiàn)出“全”或“無”的影響。

多數(shù)抗蛋白質(zhì)合成抑制劑的突變株，并非由于r蛋白的基因突變而往往是rRNA基因突變。

在整個(gè)進(jìn)化過程中rRNA的結(jié)構(gòu)比核糖體蛋白的結(jié)構(gòu)具有更高的保守性。在核糖體中rRNA是起主要作用的結(jié)構(gòu)成分

具有肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性；

為tRNA提供結(jié)合位點(diǎn)(A位點(diǎn)、P位點(diǎn)和E位點(diǎn))；

為多種蛋白質(zhì)合成因子提供結(jié)合位點(diǎn)；

在蛋白質(zhì)合成起始時(shí)參與同mRNA選擇性地結(jié)合以及在肽鏈的延伸中與mRNA結(jié)合；

核糖體大小亞單位的結(jié)合、校正閱讀(proofreading)、無意義鏈或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都與rRNA有關(guān)。r蛋白質(zhì)的主要功能

對(duì)rRNA折疊成有功能的三維結(jié)構(gòu)是十分重要的；

在蛋白質(zhì)合成中,某些r蛋白可能對(duì)核糖體的構(gòu)象起“微調(diào)”作用；

在核糖體的結(jié)合位點(diǎn)上甚至可能在催化作用中,核糖體蛋白與rRNA共同行使功能。第二節(jié)聚核糖體與蛋白質(zhì)的合成

多聚核糖體(polyribosome或polysome)

蛋白質(zhì)的合成

RNA在生命起源中的地位及其演化過程

一、多聚核糖體

(polyribosomeorpolysome)

概念：核糖體在細(xì)胞內(nèi)并不是單個(gè)獨(dú)立地執(zhí)行功能，而是由多個(gè)甚至幾十個(gè)核糖體串連在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鏈的合成，這種具有特殊功能與形態(tài)結(jié)構(gòu)的核糖體與mRNA的聚合體稱為多聚核糖體

多聚核糖體的生物學(xué)意義

細(xì)胞內(nèi)各種多肽的合成，不論其分子量的大小或是mRNA的長短如何，單位時(shí)間內(nèi)所合成的多肽分子數(shù)目都大體相等

以多聚核糖體的形式進(jìn)行多肽合成，對(duì)mRNA的利用及對(duì)其濃度的調(diào)控更為經(jīng)濟(jì)和有效三、RNA在生命起源中的地位及其演化過程

生命是自我復(fù)制的體系

DNA代替了RNA的遺傳信息功能

蛋白質(zhì)取代了絕大部分RNA酶的功能RNA在生命起源中的地位

早期簡單生命生物大分子：遺傳信息載體,又具酶的催化功能RNA

核酶：具催化作用的RNA(核酸水解、連接、mRNA剪接、聚合、磷酸化、氨酰基化、烷基化)，核糖體rRNA具肽酰轉(zhuǎn)移酶活性

核糖：甲烷合成

RNA催化效率低

催化產(chǎn)生蛋白質(zhì)DNA

DNA較RNA穩(wěn)定、易修復(fù)、貯存大量信息，但mRNA拼接和蛋白質(zhì)合成仍需RNA催化生命是自我復(fù)制的體系

三種生物大分子，只有RNA既具有信息載體功能又具有酶的催化功能。因此，推測RNA

可能是生命起源中最早的生物大分子。

核酶(ribosome)：具有催化作用的RNA。

由RNA催化產(chǎn)生了蛋白質(zhì)DNA代替了RNA的遺傳信息功能

DNA雙鏈比RNA單鏈穩(wěn)定；

DNA鏈中胸腺嘧啶代替了RNA鏈中的尿嘧啶，使之易于修復(fù)。蛋白質(zhì)取代了絕大部分RNA酶的功能

蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性與構(gòu)象的多變性；

與RNA相比，蛋白質(zhì)能更為有效地催化多種生化反應(yīng)，并提供更為復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分，逐漸演化成今天的細(xì)胞。

核糖體1955年——Palade——電鏡——腺細(xì)胞1958年——Roberts——命名——ribosome核糖體一.核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)非膜性細(xì)胞器；電鏡：高電子密度的圓形或橢圓形致密小顆粒。15-30nm核糖體原核細(xì)胞:長:20nm；寬：17nm真核細(xì)胞：長:30nm；寬：25nm第一節(jié)核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和類型

電鏡下核糖體為直徑15—25nm致密小顆粒，由大、小亞基以特定形式組成，常以單體，或多聚體形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核膜上。60S結(jié)構(gòu)大亞基小亞基柄中心突嵴平臺(tái)頭部裂溝基部50S30SmRNA40SmRNAtRNA多肽中央管5，3，mRNA

A部位

P部位G因子T因子核糖體的四個(gè)活性部位供體受體多肽鏈轉(zhuǎn)移酶ＧＴＰ酶二、核糖體的聚合和解離++Mg++—Mg++單體80S60S40S+Mg++—Mg++二聚體120S多聚核糖體三、核糖體的分類種類和沉降系數(shù)原核細(xì)胞核糖體真核細(xì)胞質(zhì)核糖體真核細(xì)胞器核糖體葉綠體核糖體線粒體核糖體核糖體的種類和沉降系數(shù)核糖體的類型單體大亞基小亞基原核細(xì)胞核糖體70S50S30S真核細(xì)胞核糖體80S60S40S真核細(xì)胞器核糖體葉綠體核糖體70S50S30S線粒體核糖體55-80S(因種類而異）50S30S與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的關(guān)系游離核糖體：游離在細(xì)胞質(zhì)中。附著核糖體（膜旁核糖體）：附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面。rRNA蛋白質(zhì)原核細(xì)胞核糖體(70S)：1.5:1真核細(xì)胞核糖體(80S):1:1化學(xué)組成70S核糖體50S30S80S核糖體60S40S23SRNA16SRNA5SRNA28SRNA5.8SRNA5SRNA18SRNA~34種蛋白質(zhì)~21種蛋白質(zhì)~45種蛋白質(zhì)~33種蛋白質(zhì)第二節(jié)核糖體的化學(xué)組成TheStructureofthe16SRibosomalRNA功能：參與蛋白質(zhì)的生物合成。翻譯：由mRNA分子中的核苷酸順序轉(zhuǎn)變?yōu)槎嚯逆溨邪被犴樞虻倪^程。一.遺傳密碼遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)1961年——Nirenberg——實(shí)驗(yàn)三聯(lián)體密碼（密碼子）：mRNA分子中每三個(gè)相鄰的堿基決定了合成的肽鏈中的一種氨基酸。1966年——20種氨基酸——64種密碼子所有64種密碼子總稱遺傳密碼第三節(jié)核糖體的功能TheroutefromtheDNAcodetotheprotein.Beforecelldivision,theDNAinourchromosomesreplicatessoeachdaughtercellhasanidenticalsetofchromosome.

Inaddition,theDNAisresponsibleforcodingforallproteins.

Eachaminoacidisdesignatedbyoneormoresetoftripletnucleotides.ThecodeisproducedfromonestrandoftheDNAbyaprocesscalled"transcription".ThisproducesmRNAwhichthenissentoutofthenucleuswherethemessageistranslatedintoproteins.

Thiscanbedoneinthecytoplasmonclustersofribosomes,called"polyribosomes".

Oritcanbedoneonthemembranesoftheroughendoplasmicreticulum.

Thecartoontotheleftshowsthebasicsequenceoftranscriptionandtranslationalevents.遺傳密碼的特征特征方向性：5，3，5，-UUG-3，亮氨酸5，-GUU-3，纈氨酸簡并性和兼職簡并性：同義密碼兼職通用性不重疊無標(biāo)點(diǎn)5，GTTTATGGTACGCTG3，D基因的閱讀方式

纈酪甘蘇亮

5，GTTTATGGTACGCTG3，E基因的閱讀方式苯丙甲硫纈精

二、核糖體與多肽鏈的合成氨基?！猼RNA的合成氨基酸的活化：氨基酸（aa)+ATP+酶氨基酰-腺苷酸[酶·aa·AMP]+PP氨基酰-tRNA的生成:[酶·aa·AMP]+tRNA氨基酰-tRNA(aa·tRNA)+AMP+酶蛋+蛋蛋蛋+UAC+UAC三元復(fù)合物的生成：起始因子(IF3)30S前起始復(fù)合物的形成：起始因子(IF2)70S起始復(fù)合物的形成：GTP——GDP+Pi30S小亞基+mRNA（起始信號(hào)部位）+IF3—

IF3-mRNA-30S三元復(fù)合物IF3-mRNA-30S三元復(fù)合物+IF2+fMet-tRNAf—

IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf+IF3IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf+50S大亞基—

30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf+IF2肽鏈合成的起始TransferRNA(tRNA)isbasicallycloverleaf-shaped.tRNAcarriestheproperaminoacidtotheribosomewhenthecodonscallforthem.Atthetopofthelargelooparethreebases,theanticodon,whichisthecomplementofthecodon.Thereare61differenttRNAs,eachhavingadifferentbindingsitefortheaminoacidandadifferentanticodon.ForthecodonUUU,thecomplementaryanticodonisAAA.AminoacidlinkagetothepropertRNAiscontrolledbytheaminoacyl-tRNAsynthetases.EnergyforbindingtheaminoacidtotRNAcomesfromATPconversiontoadenosinemonophosphate(AMP).

Whathappensatthesiteoftheribosome?Thecodeisactuallytranslatedonstructuresthatarealsomadeinthenucleus,calledRibosomes.

TheseribosomesprovidethestructuralsitewherethemRNAsits.

Theaminoacidsfortheproteinsarecarriedtothesiteby"transferRNAs,".

Inthecartoontotheleft,theseareshownasbluemolecules.

EachtransferRNA(tRNA)hasanucleotidetripletwhichbindstothecomplementarysequenceonthemRNA(seethethreelettersatthebottomofeachmolecule).ThetRNAcarriestheaminoacidatitsoppositeend.OnecantraceanddetectbindingofaparticulartRNA-aminoacidcomplextothemRNAbylabelingthataminoacid.

ItwillbindtoitstRNA.

Inthecasetotheleft,PhenylalanineisboundtothetRNAwhichcarriesthecomplementarybasecodeAAA(adenine-adenine-adenine).

ThistripletcodewouldbindtothecomplementarysequenceonmRNAUUU(uracilX3).

ThemRNAisshownasagreenarrow.

ThiscartoonshowstheselectivebindingsiteonthemRNAwhichisattachedintheribosome.

ItalsoshowsthetRNAcarryingthePhenylalanineboundatthesite

InthisparticularassaywhichusesapolyuracilmRNA,onlyphenylalanine-bearingtRNAisboundanddetectedonthefilter.

IF3IF2IF3-mRNA-30S三元復(fù)合物IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf大亞基IF2GTPUACfMet大亞基小亞基IF3IF2IF3小亞基5,3,AUGA位UACfMet5,3,AUG小亞基小亞基5,3,AUGIF3IF3IF3-mRNA-30S三元復(fù)合物IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf30S-mRNA-50S-fMet-tRNAfIF2IF3UACfMet大亞基小亞基5,3,AUGUACfMetIF2GTPGDP+PiIF2大亞基小亞基5,3,AUGUACfMetA位GTPGDP+Pi肽鏈合成的起始1.氨?；?tRNA進(jìn)入A位肽鏈的延長2.肽鍵的形成3.移位循環(huán)重復(fù)過程參與的因子延長因子（EF)EF-T(EF-1):與氨基酰-tRNA和GTP結(jié)合形成一種復(fù)合物，并將其帶到核糖體上。EF-G(EF-2):幫助肽?；?tRNA由核糖體A位移向P位。GTP:提供能量肽鏈的延長P位A位P位A位fMetCGG丙UACfMetP位A位3,AUGGCCUCUGGAACG5,CGG丙1.氨?；?tRNA進(jìn)入A位2.肽鍵的形成UAC肽基轉(zhuǎn)移酶形成肽鍵P位A位CGG丙3,AUGGCCUCUGGAACG5,UACfMet3.移位(由A位轉(zhuǎn)移至P位）CGG丙fMet3,AUGGCCUCUGGAACG5,EF-G易位酶G因子GTPGDP+PiUACfMetP位A位3,AUGGCCUCUGGAACG5,ACUUAGACUUAGACUUAGACUUAGEF-TGTP肽鏈的延長P位A位CGG丙EF-TGTPUACfMetCGG丙fMetUAC肽基轉(zhuǎn)移酶形成肽鍵P位A位CGG丙3,AUGGCCUCUGGAACG5,ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,EF-G易位酶G因子GTPGDP+PiP位A位fMetCGG丙ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,AGA絲CGGP位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,P位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,AGA絲fMet丙P位A位RF釋放因子UGA絲fMet丙甘蘇ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,RFUGA30S50S肽鏈的延長肽鏈合成的終止與釋放IF3IF2IF3-mRNA-30S三元復(fù)合物IF2-30S-mRNA-fMet-tRNAf30S-mRNA-50S-fMet-tRNAf大亞基IF2GTPUACfMet大亞基小亞基IF3IF2IF3小亞基A位UACfMetGTPGDP+PiACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,CGG丙CGG丙肽基轉(zhuǎn)移酶形成肽鍵fMetP位A位CGG丙3,AUGGCCUCUGGAACG5,EF-G易位酶G因子GTPGDP+PiP位A位fMetCGG丙ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,AGA絲EF-TGTP氨?；?tRNA進(jìn)入A位肽鍵的形成移位(由A位轉(zhuǎn)移至P位）P位A位ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,AGA絲fMet丙P位A位UGA釋放因子RF絲fMet丙甘蘇RF30S50SCGGUAC肽鏈合成的終止與釋放ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,UACfMetCGG丙UGAIF3A位A位P位A位UGA絲fMet丙甘蘇ACUUAG3,AUGGCCUCUGGAACG5,RFUACfMetCGG丙UGC蘇絲fMet丙甘核糖體合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白：外輸?shù)鞍祝ǚ置诘鞍祝河捎坞x核糖體合成，多分布細(xì)胞基質(zhì)中。某些結(jié)構(gòu)蛋白（膜鑲嵌蛋白、溶酶體酶蛋白、等）是由附著核糖體合成的。由附著核糖體合成，大多從細(xì)胞分泌出去。絲fMet丙甘蘇多肽鏈的合成

蛋白質(zhì)合成以后，有的蛋白質(zhì)需要穿越內(nèi)膜系統(tǒng)的疏水屏障到達(dá)細(xì)胞內(nèi)外的作用點(diǎn)，才能進(jìn)行其功能活動(dòng)，也有許多膜蛋白不對(duì)稱地并入膜系統(tǒng)，形成液態(tài)鑲嵌的膜結(jié)構(gòu)。

第四節(jié)蛋白質(zhì)穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的移位機(jī)制要保證這些蛋白質(zhì)能準(zhǔn)確地選中細(xì)胞內(nèi)膜系并越過它，而膜本身溶質(zhì)仍然保持不透性，細(xì)胞中必然存在一種有關(guān)蛋白質(zhì)穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的機(jī)制。一、蛋白質(zhì)移位裝置的必需組分(一)信號(hào)識(shí)別顆粒

是一類游離在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的核蛋白顆粒，由1條單一的7SRNA分子和6條多肽鏈組成，每條多肽鏈具有豐富的堿性氨基酸。SRP由1個(gè)蛋白質(zhì)分子與RNA的連接啟動(dòng)了與其他5個(gè)蛋白質(zhì)分子的相互結(jié)合。SRP的作用是識(shí)別新生肽鏈上的信號(hào)順序并與之結(jié)合。

(二)SRP受體

SRP受體(SRP-receptor，SRP-R)，也稱對(duì)接蛋白(dockingprotein)。SRP-R是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜整合蛋白，分子量為72kDa，為一個(gè)異二聚體，兩條鏈均具有GTP酶活性區(qū)域。這樣，涉及蛋白質(zhì)定位的GTP酶活性區(qū)域共有3個(gè)。Signalrecognitionparticle(SRP)BringsproteintoERBindssignalsequenceonproteinBindsSRPreceptoronERRNA-proteincomplexSignalrecognitionparticle(SRP)binds signalsequence-->blockstranslationSRPbindsSRPreceptorRibosomebindsribosomereceptorPolypeptidemovesintoporeEndomembraneandsecretedproteinsEndomembraneandsecretedproteinsGTPhydrolysed-->SRPreleasedTranslationcontinues;polypeptidetransportedthroughporeproteinEndomembraneandsecretedproteinsSignalsequenceremainsboundtoporeproteinSignalsequencecleavedbysignalpeptidasePolypeptidereleasedinERlumen二、蛋白質(zhì)跨膜移位的機(jī)制

(一)翻譯復(fù)合體的形成

首先40S小亞基與mRNA的5，區(qū)結(jié)合，隨之大亞基又與小亞基結(jié)合，形成具有翻譯功能的核糖體，也稱翻譯復(fù)合體。在60S亞基上存在一個(gè)狹小的通道，可容納多肽鏈上的30個(gè)氨基酸殘基。細(xì)長的肽鏈即穿行于該通道中。

首個(gè)核糖體形成并沿mRNA移動(dòng)6個(gè)核苷酸后，第二個(gè)翻譯復(fù)合體隨之形成。隨著第二個(gè)核糖體閱讀至第6個(gè)核苷酸，第三個(gè)翻譯復(fù)合體即形成。這種核糖體的加載過程一直持續(xù)到mRNA上滿載為止。

(二)SRP對(duì)信號(hào)序列的識(shí)別

翻譯開始之后，新生肽鏈最初形成的即為信號(hào)肽順序。信號(hào)肽(signalpep—tide)即信號(hào)順序，它不是一條獨(dú)立的多肽鏈，只是新生蛋白質(zhì)(多肽鏈)上一段特殊的氨基酸順序，位于氨基端的末端，含有較大比例的疏水性氨基酸。

不同蛋白質(zhì)中信號(hào)肽的長度和氨基酸種類并非固定不變。一旦信號(hào)肽順序從核糖體大亞基的狹小通道中浮現(xiàn)出來，細(xì)胞質(zhì)中的信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)能迅速識(shí)別信號(hào)肽并與之結(jié)合，形成新的復(fù)合體(翻譯復(fù)合體+SRP)。

新復(fù)合體形成之后，會(huì)引起肽鏈延長的暫時(shí)中止，即SRP對(duì)蛋白質(zhì)的延長有阻遏作用。(三)SRP與SRP-R的識(shí)別

新復(fù)合體(翻譯復(fù)合體+SRP)上的SRP能特異性地被位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的SRP-R所識(shí)別，并迅速結(jié)合。一旦核糖體準(zhǔn)確地選中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的目標(biāo)，SRP和SRP-R都游離出來，參加重循環(huán)(SRP循環(huán))。(四)蛋白質(zhì)通道的形成

SRP與SRP-R結(jié)合之后，引起SRP-54的GTP酶活性區(qū)域和SRP-R的2個(gè)亞基上的GTP酶活性區(qū)域被激活，進(jìn)而引起SRP從核糖體上釋放出來，SRP-R將核糖體轉(zhuǎn)附在通道蛋白——移位子(translocon)上。移位子是嵌附在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的一種蛋白復(fù)合體，它與形成蛋白質(zhì)穿越內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的管道直接相關(guān)。(五)蛋白質(zhì)進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)管腔

在翻譯復(fù)合體向移位子轉(zhuǎn)移的同時(shí)，信號(hào)肽從與SRP的結(jié)合狀態(tài)中釋放出來，并與鑲嵌在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號(hào)順序結(jié)合蛋白結(jié)合，SRP顆粒重新游離到細(xì)胞質(zhì)中，翻譯又重新開始。隨著多肽鏈的延長，信號(hào)肽被信號(hào)肽酶水解，新生肽鏈直接進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)管腔。當(dāng)翻譯到達(dá)終止密碼時(shí)，核糖體從mRNA上脫落，并且蛋白質(zhì)的最后一個(gè)氨基酸殘基穿過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，整條多肽鏈完全進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)管腔中。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔細(xì)胞質(zhì)SRP受體信號(hào)識(shí)別顆粒

(SRP)核糖體結(jié)合蛋白tRNAAP核糖體mRNA信號(hào)肽A移位機(jī)制UCAG遺傳密碼表第一堿基(5,)UCAG第二堿基第三堿基（3，）UCAGUCAGUCAGUCAG苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸亮氨酸絲氨酸終止密碼終止密碼亮氨酸絲氨酸終止密碼色氨酸亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸亮氨酸脯氨酸谷氨酰胺精氨酸異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸異亮氨酸蘇氨酸天冬酰胺絲氨酸異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸甲硫氨酸*+合成起步信號(hào)

蘇氨酸賴氨酸精氨酸纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸天冬氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸纈氨酸丙氨酸谷氨酸甘氨酸

基本知識(shí)概要第一節(jié)基本概念一、生命活動(dòng)的基本單位1，有機(jī)體的組成和結(jié)構(gòu)單位2，代謝和功能的單位3，生長和發(fā)育的基礎(chǔ)4，具有遺傳的全能性二、細(xì)胞概念的一些新思考多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系；物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體；高度有序的，具有自裝配與自組織能力的體系。三、細(xì)胞的基本共性1，具有生物膜結(jié)構(gòu)2，具有DNA和RNA兩種核酸3，具有蛋白質(zhì)合成的機(jī)器4，以一分為二的方式進(jìn)行增殖第二節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體一、病毒的基本知識(shí)二、病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖

1，病毒侵入細(xì)胞（呑飲或膜融合）

2，病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)合成

3，病毒的裝配、成熟與釋放（膜融合或裂解）三、病毒與細(xì)胞在起源和進(jìn)化中的關(guān)系核酸－蛋白質(zhì)復(fù)合體。病毒（virus），類病毒（viroid），盶病毒（prion）動(dòng)物病毒，植物病毒，細(xì)菌病毒DNA病毒（單、雙鏈），RNA（單、雙鏈）生物大分子－病毒－細(xì)胞皰疹病毒腺病毒人類天花病毒骨髓灰質(zhì)炎病毒病毒衣殼的排列第三節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞一、支原體(mycoplast)（最小、最簡單的細(xì)胞）二、細(xì)菌和藍(lán)藻（原核細(xì)胞的代表）三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞比較膜，環(huán)狀雙螺旋DNA，多聚合糖體，700多種蛋白；細(xì)菌的1/10，在培養(yǎng)基上生長。細(xì)菌：環(huán)狀DNA，細(xì)胞膜，中膜體，細(xì)胞壁，莢膜，鞭毛，核外DNA，內(nèi)生孢子藍(lán)藻：環(huán)狀DNA，中心質(zhì)，光合片層，內(nèi)含物，細(xì)胞分裂肺炎支原體衣原體立克次氏體大腸桿菌弧形霍亂菌淋病球菌

古核細(xì)胞（古細(xì)菌）古核生物（archaeon），古細(xì)菌(archaebacteria)，或原細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌、鹽細(xì)菌、硫氧化菌等100余種。生于極端環(huán)境。古核生物介于原核生物與真核生物之間，更近于真核生物細(xì)胞壁組成和結(jié)構(gòu)DNA與基因結(jié)構(gòu)核小體結(jié)構(gòu)核糖體（60種蛋白質(zhì)）5SrRNA和16SrRNA序列第四節(jié)真核細(xì)胞基本知識(shí)概要一、基本結(jié)構(gòu)體系

1，生物膜系統(tǒng)

2，遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)體系

3，細(xì)胞骨架體系二、細(xì)胞大小三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系四、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞比較病毒、支原體、細(xì)菌、動(dòng)植物細(xì)胞、原生動(dòng)物細(xì)胞中心體、細(xì)胞壁、液泡、色素體、胞間連系

膜抗原與免疫細(xì)胞膜抗原血型抗原組織相容性抗原淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用抗原與抗體分子結(jié)構(gòu)膜表面免疫球蛋白—抗原受體T、B淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用膜抗原第一節(jié)細(xì)胞膜抗原細(xì)胞表面有各種各樣表示其“社會(huì)屬性”的標(biāo)志種族抗原（表明它屬于哪一個(gè)種族），組織相容性抗原（個(gè)體），組織分化抗原（器官組織），胚胎抗原（發(fā)育階段）。意義：診治、輸血、器官移植、腫瘤。抗原(antigen):凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)(脾.骨髓.胸腺和淋巴細(xì)胞等)發(fā)生各種生理和病理過程的異物分子,統(tǒng)稱抗原。細(xì)胞膜抗原(membraneantigen,cellsurfaceantigen)：細(xì)胞膜表面具有抗原性質(zhì)的大分子，多為鑲嵌在細(xì)胞膜上的糖蛋白和糖脂。血型抗原:組織相容性抗原一、血型抗原

血型抗原（bloodgroupantigen）：是存在于人類紅細(xì)胞膜上的主要抗原(在人類有20多種血型系統(tǒng))，是一種跨膜糖蛋白，在紅細(xì)胞膜中的結(jié)構(gòu)方式如下圖：ABO血型抗原:人類紅細(xì)胞表面的主要抗原，其化學(xué)成份是一類糖脂，決定抗原性質(zhì)的是其寡糖鏈部分。半乳糖.乙酰氨基葡萄糖.半乳糖.葡萄糖半乳糖.乙酰氨基葡萄糖.半乳糖.葡萄糖(前體物)巖藻糖(H抗原)半乳糖.乙酰氨基葡萄糖.半乳糖.葡萄糖半乳糖.乙酰氨基葡萄糖.半乳糖.葡萄糖巖藻糖乙酰氨基半乳糖巖藻糖半乳糖（A抗原）（B抗原)（AB抗原）

一條多肽鏈,氨基端為親水性,伸向細(xì)胞外表面;

多肽鏈中段的α螺旋節(jié)端橫跨非極性的脂質(zhì)雙層;

羧基端也為親水性,位于膜的內(nèi)表面,伸入細(xì)胞質(zhì)中。血型糖蛋白的氨基端多肽鏈片段連接有許多條寡糖鏈分支,其糖殘基具有特定的結(jié)構(gòu)序列。GlycoproteinsandglycolipidsCarbohydratescovalentlyattachedFoundonoutsideofcellInvolvedincellidentity(bloodgroupantigens)MN血型抗原血型糖蛋白：糖占60％；唾液酸酶可使之喪失血型特性；M型的第一及第五位氨基酸分別是絲氨酸和甘氨酸，N型的是亮氨酸和谷氨酸；共顯性遺傳。凡能引起個(gè)體間組織器官移植排斥反應(yīng)的抗原稱組織相容性抗原（histocompatibilityantigen），是廣泛存在于各種組織細(xì)胞膜上的抗原。

二、組織相容性抗原HLA抗原：主要存在于白細(xì)胞中，故稱人白細(xì)胞抗原（humanleucocyticantigen，HLA）。

HLA是白細(xì)胞表面的跨膜糖蛋白，由大小兩條肽鏈構(gòu)成。已知HLA抗原有數(shù)百種（550）（高度多態(tài)性、連鎖不平衡、單元型遺傳），可組成不同的組織型，是個(gè)體特異性的標(biāo)志?！吧矸葑C”與親子鑒定及個(gè)體識(shí)別，器官移植等。第二節(jié)淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用抗原與抗體分子結(jié)構(gòu)膜表面免疫球蛋白—抗原受體T、B淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用一、抗原與抗體分子結(jié)構(gòu)抗原(antigen):凡能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)(脾.骨髓.胸腺和淋巴細(xì)胞等)發(fā)生各種生理和病理過程的異物分子,統(tǒng)稱抗原。抗原決定簇（antigenicdeterminant）:抗原被免疫系統(tǒng)所特異識(shí)別和作用（結(jié)合）部位的結(jié)構(gòu)基團(tuán)（抗原分子的“臉譜”）?？贵w（antibody)TypicalantibodystructureProteinswithhighlyspecificbindingsitesalsocalledimmunoglobins,Igs2heavy(H)chains2light(L)chains2variableregions-whichattachtospecificantigen1constantregion>>designationofclass

ImmunoglobulinClasses二、膜表面免疫球蛋白—抗原抗體淋巴細(xì)胞膜上具有能識(shí)別抗原的受體，它是一類鑲嵌在膜脂質(zhì)雙層中的免疫球蛋白，也稱為膜抗體，與免疫細(xì)胞分泌的游離抗體相似而非完全相同。B淋巴細(xì)胞表面主要由免疫球蛋白M（SIgM）TheBCellReceptor(BCR)Expressedoncellmembrane.Uponbindingtoantigen-ittransducessignalintothecell(throughIga,bmolecules).Signalfurtheramplifiedbyco-receptors.BindingleadstointernalizationoftheBCR+antigen,antigenprocessing,andpresentationbyMHCclass-IImolecules.HelperTcellsrecognizingthespecificantigenpresentedbytheBcell,willactivatethecellB細(xì)胞抗原受體T細(xì)胞受體結(jié)構(gòu)圖三、T、B淋巴細(xì)胞與特異性免疫作用B淋巴細(xì)胞是體液介導(dǎo)免疫反應(yīng)的主角ClonalSelectionofBCellsisCausedbyAntigenicStimulationHelperT-cellsT-cellshaveTcellreceptors(TCR)specifictoaparticularantigenTCRgenesrearrangeAntigenrecognizedincombinationwith

majorhistocompatibility(MHC)complex.RecognitionleadstohelperT-cell

activation,proliferation(mitosis)T細(xì)胞是細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)的主角HelperT-cellsActivatedHelperT-cellssecretecytokineswhenboundtoB-cell-thereforeactivatingit.B-celldifferentiatesintoplasmacellsandmemorycellspostgolgivesicles/compartments內(nèi)膜系統(tǒng)真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)是指細(xì)胞內(nèi)除細(xì)胞核外的所有成分。細(xì)胞質(zhì)中除去有形成分（細(xì)胞器）以外的可溶性成分，成為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，也稱為細(xì)胞液（cellsap）、細(xì)胞溶膠（cytosol）或透明質(zhì)（hyaloplasm）。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一般占真核細(xì)胞整個(gè)體積的50％—60％，是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)合成、物質(zhì)運(yùn)輸、能量代謝和信息傳遞等的重要場所。第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的化學(xué)組成及某些物理特性按分子質(zhì)量的大小，大致可分為以下三類。1.小分子類：水、無機(jī)離子。2.中分子類：脂類、糖、氨基酸、核苷酸及衍生物。3.大分子類：蛋白質(zhì)、多糖、脂蛋白及RNA等。包括的酶涉及①蛋白質(zhì)合成；②核酸合成；③脂肪合成代謝（大部分）；④糖酵解及戊糖磷酸途徑；⑤糖原代謝。一、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的化學(xué)組成二、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的某些物理特性

液晶態(tài),生理狀況不同,黏性和液體性隨之變化,有彈性。第二節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的生物學(xué)特性可有以下幾個(gè)方面。1.在生長時(shí)期,同化作用大,體積增加,到一定程度就進(jìn)行分裂。2.是物質(zhì)反應(yīng)的場所。3.應(yīng)激性(對(duì)外界環(huán)境的反應(yīng),運(yùn)動(dòng)與收縮)。4.本身具有外部運(yùn)動(dòng)和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的特性。第三節(jié)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的