醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座

細胞元素組成常量元素（主要元素）：C、H、O、N占90%S、P、CI、Ca、Na、K、Mg、Fe占9.9%微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、I……占0.1%醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第1頁

生物大分子：蛋白質(zhì)和核酸因為其分子量巨大、分子結(jié)構(gòu)復雜而且含有復雜生物活性，故稱生物大分子。水、無機鹽有機小分子物質(zhì)：單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸有機大分子物質(zhì)：多糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸細胞物質(zhì)組成：無機物：有機物醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第2頁細胞生物化學反應良好溶劑調(diào)整并維持細胞內(nèi)外酸堿平衡是細胞內(nèi)物質(zhì)運輸介質(zhì)吸收或散發(fā)燒量、預防胞內(nèi)溫度劇變、保護細胞水：醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第3頁無機鹽維持細胞內(nèi)滲透壓與酸堿平衡。如鈉、氯、鉀、維持細胞內(nèi)滲透壓，碳酸根離子、磷酸根離子等作為緩沖液，維持酸堿平衡。作為酶輔助因子，如鎂離子等。作為第二信使，調(diào)整代謝，如鈣離子等。作為細胞物質(zhì)結(jié)組成份，如血紅蛋白中鐵、磷脂中磷、骨中鈣和磷、甲狀腺素中碘等。維持細胞內(nèi)外電位差，保持可興奮性，如鈉、鉀、氯離子等在神經(jīng)細胞和肌細胞中改變。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第4頁單糖：如葡萄糖是細胞能源物質(zhì)；五碳糖中核糖和脫氧核糖是核酸組成成份；多形成糖蛋白和糖酯。脂肪酸：主要營養(yǎng)物質(zhì)、組成細胞膜主要成份核苷酸：核酸組成單位氨基酸：蛋白質(zhì)組成單位有機小分子醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第5頁蛋白質(zhì)組成單位：氨基酸H|H2N—C—COOH|R細胞內(nèi)有20種氨基酸，主要是R側(cè)鏈不一樣。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第6頁圖核酸組成單位：核苷酸核苷酸=堿基+戊糖+磷酸核糖脫氧核糖嘌呤：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)嘧啶：胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶(T)醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第7頁堿基有五種：腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）尿嘧啶（U）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第8頁OHH戊糖有兩種：

核糖脫氧核糖醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第9頁ATP（三磷酸腺苷酸）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第10頁cAMP（環(huán)化腺苷酸）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第11頁cGMP（環(huán)化鳥苷酸）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第12頁有機大分子物質(zhì)多糖類：寡糖（蔗糖、麥芽糖和乳糖）多糖（淀粉、糖元）脂類：脂肪類脂（磷脂、糖脂和類固醇）核酸蛋白質(zhì)醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第13頁核酸－遺傳信息載體細胞內(nèi)貯存、復制和傳遞遺傳信息大分子物質(zhì)，又稱遺傳物質(zhì)。細胞中核酸分兩大類：

核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（DNA）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第14頁DNA與RNA組成上比較:DNARNA堿基A、G、C、TA、G、C、U核糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸磷酸DNA和RNA組成單位是核苷酸，分別為脫氧核糖核苷酸（4種）和核糖核苷酸（4種）。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第15頁脫氧核糖核苷酸(dNMP)dAMPdTMPdGMPdCMP醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第16頁核糖核苷酸(NMP)AMPGMPTMPCMP醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第17頁

核苷酸與核苷酸之間經(jīng)過磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈.（核酸基本結(jié)構(gòu)）||－糖苷鍵磷酸二酯鍵－磷酸二酯鍵：核苷酸與核苷酸之間連接兩個磷酸酯鍵醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第18頁圖2-11DNA雙鏈形成兩條多核苷酸鏈反向平行排列，脫氧核糖與磷酸殘基排列在長鏈外側(cè)，堿基位于長鏈內(nèi)側(cè)，堿基之間以氫鍵相連接，連接規(guī)律是A與T互補，形成兩個氫鍵即A=T；G與C互補，形成三個氫鍵即G三C。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第19頁3.4nm0.34nmDNA雙鏈圍繞個“中心軸”向右盤旋形成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)分子。螺旋上每隔0.34nm有一個堿基對，每螺旋一圈有10個堿基對，故螺距為3.4nm醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第20頁由兩條走向相反互補核苷酸鏈圍繞一個“中心軸”向右盤旋形成雙螺旋狀。脫氧核糖與磷酸殘基排列在長鏈外側(cè)，組成DNA分子骨架，不攜帶遺傳信息。堿基位于長鏈內(nèi)側(cè)，相對應堿基之間以氫鍵相連接，連接規(guī)律是A與T互補，即A=T；G與C互補，即G三C，這種有規(guī)律對應排列，稱為“堿基互補標準”。四種堿基（A、T、C、G）排列次序稱堿基序列，攜帶遺傳信息。螺旋上每隔0.34nm有一個堿基對，每螺旋一圈有10個堿基對，故螺距為3.4nm。DNA分子結(jié)構(gòu)－Watson和Crick模型醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第21頁慣用堿基序列代表DNA鏈它代表遺傳信息，書寫、識讀方便。堿基序列多樣性即是DNA多樣性。如：5`-AGCTAATGGCC-3`

3`-TCGATTACCGG-5`醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第22頁DNA分子主要功效：

儲存遺傳信息；

復制遺傳信息;

傳遞遺傳信息；轉(zhuǎn)錄翻譯DNAmRNA蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄（中心法則）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第23頁DNA分子結(jié)構(gòu)特點穩(wěn)定性--DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，是遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性基礎(chǔ)。高溫達90度時堿基間氫鍵斷裂（變性），低溫時又互補配對（復性）－PCR反應分子基礎(chǔ)。多樣性－-遺傳信息多樣分子基礎(chǔ)。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第24頁DNA分子變性與復性醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第25頁單鏈結(jié)構(gòu)或假雙鏈結(jié)構(gòu)（部分區(qū)域鏈內(nèi)堿基配對形成）。如rRNA和tRNA和結(jié)構(gòu)RNA分子結(jié)構(gòu)醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第26頁醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第27頁tRNA三葉草形反密碼子環(huán)氨基酸臂D環(huán)T

CG環(huán)tRNA醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第28頁醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第29頁細胞中RNA種類主要有三大類作為信息載體即翻譯模板――mRNA作為翻譯工具，攜帶氨基酸――tRNA作為翻譯機器，組成核糖體――rRNA注：m:messengert:transferr:ribosomal醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第30頁

mRNAtRNArRNA

含量5-10%5-10%80-90%分子量1

105-2＊1063

1040.36

108沉降系數(shù)6-25S4S5.8S、18S、28S結(jié)構(gòu)線形三葉草形線形、假雙鏈功效信息模板攜帶氨基酸工具形成核糖體rRNA、tRNA、mRNA比較以下醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第31頁

DNARNA組成脫氧核糖核糖A、G、C、TA、G、C、U分布細胞核細胞質(zhì)胞質(zhì)線粒體中少許胞核核仁中少許結(jié)構(gòu)雙鏈單鏈雙螺旋結(jié)構(gòu)三葉草形、線形、發(fā)夾形功效貯存遺傳信息表示遺傳信息傳遞遺傳信息兩類核酸比較醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第32頁蛋白質(zhì)－生命現(xiàn)象載體頭發(fā)是蛋白質(zhì)皮膚是蛋白質(zhì)肌肉是蛋白質(zhì)指甲是蛋白質(zhì)…...醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第33頁氨基酸之間脫水形成肽鍵

多個氨基酸經(jīng)過肽鍵連接為多肽鏈(蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu))醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第34頁

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第35頁一級結(jié)構(gòu)：FQHLCGSVNFQRLCGSTNFQRLCGSVNHELFQTLCGSRN…...…...…...…...氨基酸之間經(jīng)過肽鍵連接形成多肽鏈。氨基酸種類氨基酸數(shù)目氨基酸排列次序

多肽鏈數(shù)目鏈內(nèi)及鏈間二硫鍵數(shù)目和位置醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第36頁人胰島素分子特定一級結(jié)構(gòu)

氨基酸種類氨基酸數(shù)目氨基酸排列次序

多肽鏈數(shù)目二硫鍵數(shù)目和位置醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第37頁任何一個有活性蛋白質(zhì)分子，它多肽鏈都不是呈直線形伸展，而是經(jīng)過折疊和盤曲組成特定三維結(jié)構(gòu)。折疊和盤曲是在幾個級別上進行。二級結(jié)構(gòu)：在一級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成三級結(jié)構(gòu)：在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成四級結(jié)構(gòu)：在三級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成三維結(jié)構(gòu)醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第38頁多肽鏈借助氨基酸殘基間氫鍵相互吸引，按一定方式折疊、盤曲形成螺旋狀或片層狀結(jié)構(gòu)。如a-螺旋和B-折疊。

主要連接鍵是氫鍵二級結(jié)構(gòu)：醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第39頁蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu):螺旋折疊醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第40頁二級結(jié)構(gòu)深入折疊和盤旋，形成含有一定功效結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)；

主要維系鍵有氫鍵、離子鍵和疏水鍵。（只有一條多肽鏈組成蛋白質(zhì)，在三級結(jié)構(gòu)上即有生物活性，無四級結(jié)構(gòu)。）三級結(jié)構(gòu)醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第41頁醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第42頁四級結(jié)構(gòu)：亞基：一條多肽鏈形成經(jīng)過一、二、三級結(jié)形成一個結(jié)構(gòu)域稱為亞基（亞基間由非共價鍵連接）。如血紅蛋白由四條肽鏈組成，即由四個亞基聚結(jié)形成。注：人胰島素雖有現(xiàn)兩條多肽鏈組成，但因為肽鏈間由二硫鍵盤連接，所以無四級結(jié)構(gòu)。亞基聚結(jié)結(jié)構(gòu)，包含亞基數(shù)目，類型、結(jié)構(gòu)和布局。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第43頁醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第44頁醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第45頁

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)總結(jié)：一級結(jié)構(gòu)：多肽鏈數(shù)目、氨基酸種類和排列次序、二硫鍵數(shù)目和位置；（肽鍵）二級結(jié)構(gòu)：多肽鏈折疊、盤曲形成螺旋狀或片層狀結(jié)構(gòu)，如a-螺旋和B-折疊；（氫鍵）三級結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)深入折疊和盤旋，形成含有一定功效結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)；（氫鍵、離子鍵和疏水鍵）四級結(jié)構(gòu)：亞基聚結(jié)結(jié)構(gòu)，包含亞基數(shù)目，類型、結(jié)構(gòu)和布局。（一條多肽鏈形成一個亞基）。（非共價鍵）醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第46頁蛋白質(zhì)作用細胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；調(diào)整細胞生理活動。如結(jié)構(gòu)作用：生命是蛋白質(zhì)存在方式。催化作用：如酶。調(diào)整作用：如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細胞因子等。運動作用：如肌肉。防御作用：如免疫球蛋白。運輸作用：如細胞膜中載體蛋白、血液中載體蛋白。止血作用：如凝血因子。識別作用：如膜受體蛋白。支持作用：如彈性蛋白。其它作用：如粘液蛋白保護作用。醫(yī)學細胞生物學細胞的物質(zhì)組成多媒體專家講座第47頁蛋白質(zhì)和核酸比較：

蛋白質(zhì)核酸組成單位氨基酸核苷酸一級結(jié)