细胞生物学复习2008

1、细胞生物学(2008)第一至五章一、1.什么是细胞？细胞是生命活动的基本单位。2.为什么说生命的关键问题都要到细胞中寻找？由于细胞是一切生命活动的基本单位，因此对细胞的认识与理解就成为一切生命科学的基础:Ø 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位；Ø 细胞是独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位；Ø 细胞是有机体生长与发育的基础；Ø 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性；Ø 没有细胞就没有完整的生命；Ø 病毒虽是非细胞形态的生命体，但它们必须在细胞内才能表现出基本的生命特征。3.细胞的共性：Ø

2、; 所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。Ø 所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。 Ø 作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。 Ø 所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。4. 什么是细胞生物学？Ø 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学。Ø 细胞生物学是从细胞的整体、亚细胞水平和分子水平来研究细胞结构与功能，研究细胞增殖、分化、凋亡与衰老，研究细胞信号传导和基因表达与调控，研究细胞起源与进化的科学。二、1、原核细胞与真核细胞的比较：a. 原核细胞：主要特

3、征：遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜主要代表：支原体（mycoplast）目前发现的最小最简单的细胞；细菌；蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）b. 真核细胞：主要特征：三大基本结构体系 以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜系统；以核酸与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统；由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统主要代表：原生生物；动物细胞；植物细胞；真菌三、1、分辨率：指分辨物体最小间隔的能力。2、观察培养的活细胞通常用倒置的相差显微镜。3、细胞培养：动物细胞培养类型：原代培养细胞（primary cultu

4、re cell） 代培养细胞（sub-culture cell） 细胞株（cell strain） 细胞系（cell line）四、1、液态镶嵌模型：Ø 细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成。Ø 磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相组成生物膜骨架；Ø 蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。2、膜脂是两亲性分子，主要包括磷脂、胆固醇和糖脂三类。3、磷脂特征：Ø 一个极性头、两个非极性尾（脂肪酸链），两亲性分子。Ø 脂肪酸碳链碳原子为偶数，16，18或20个碳原子。Ø 饱和脂肪酸(如软脂

5、酸)及不饱和脂肪酸(如油酸) 。4、脂质体是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜。Ø 水溶液中的磷脂分子团；Ø 球形脂质体；Ø 平面脂质体膜；Ø 用于疾病治疗的脂质体的示意图5、脂质体的应用：Ø 研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质；Ø 脂质体中裹入DNA可用于转基因；Ø 在临床治疗中,脂质体作为药物或酶等载体6、膜蛋白膜功能的主要体现者a) 根据与脂分子的结合方式分为：Ø 内在（整合）膜蛋白 (intrinsic/ integral membrane proteins)Ø 外在(外周)

6、蛋白(extrinsic/peripheral proteins）Ø 脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）b) 膜蛋白的功能：Ø 转运分子进出细胞（转运蛋白）；Ø 接受周围环境中激素或其他化学物质的信号，传递到细胞内（受体）；Ø 支撑连接细胞骨架成分和细胞间质成分（连接体）；Ø 与细胞分化及细胞连接有关；Ø 结合于膜的各种酶能催化细胞各种化学反应。7、生物膜的特性：膜脂分布的不对称Ø 糖脂不对称分布是绝对的，仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础；Ø 大多数磷脂不对称分布是相对的，仅

7、为含量比例上的差异膜蛋白分布的不对称Ø 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性，膜外在蛋白分布在膜内外表面的定位也是不对称的；Ø 糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；Ø 膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。8、质膜的特化结构如：微绒毛、褶皱、纤毛、鞭毛，结构细微，只能在电镜下观察到。第六、七章 细胞连接与细胞粘连一、细胞连接的功能分类a) 封闭连接(occluding junctions)既紧密连接(tight junction)b) 锚定连接(anchoring junctions)1. 桥粒(desm

8、osome)与半桥粒(hemidesmosome)2. 粘合带(adhesion belt)与粘合斑(focal contact)c) 通讯连接(communicating junctions)1. 间隙连接(gap junction)2. 神经细胞间的化学突触(chemical synapse)3. 植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata)二、封闭连接a) 紧密连接是封闭连接的主要形式，存在于上皮细胞之间b) 紧密连接的结构 c) 紧密连接的功能：1. 形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；2. 隔离作用，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能；3. 支持功能紧密连接嵴线中的

9、蛋白：封闭蛋白（occludin）三、锚定连接：在上皮组织,心肌和子宫颈等组织中含量尤为丰富。锚定连接的类型、结构与功能（重点）1.间纤维相连的锚定连接：桥粒: 铆接相邻细胞，提供细胞内中间纤维的锚定位点，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。半桥粒: 半桥粒与桥粒形态类似,但功能和化学组成不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白整合素将上皮细胞固着在基底膜上, 在半桥粒中，中间纤维不是穿过而是终止于半桥粒的致密斑内。2.肌动蛋白纤维相连的锚定连接粘合带： 位于紧密连接下方,相邻细胞间形成一个连续的带状结构。 间隙约1520nm,也称带状桥粒(belt desmosome)。粘合斑: 细胞通过

10、肌动蛋白纤维和整连蛋白与细胞外基质之间的连接方式。 四、通讯连接结构连接子(connexon) 是间隙连接的基本单位。每个连接子由6个连接小体（connexin）分子组成，连接子中心形成一个直径约1.5nm的孔道，连接单位由两个连接子对接构成。五、细胞表面的粘连分子 a) 钙粘素（Cadherins）b) 选择素（Selectin）c) 免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF)d) 整合素（Integrins）第八章 细胞质基质与细胞内膜系统第一节 细胞质基质（cytoplasmic matrix or cytomatrix）一、概念：指真核细胞的细胞质中，除去可分辨

11、的细胞器以外的胶状物质。主要成分：中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。主要特点：细胞质基质是一个高度有序的体系。二、细胞质基质的功能：（后面举例不作要求）a) 完成各种中间代谢过程，如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。b) 蛋白质的分选与运输c) 与细胞质骨架相关的功能：维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等。 d) 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解：1. 蛋白质的修饰。2. 控制蛋白质的寿命。3. 降解变性和错误折叠的蛋白质。4. 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象。三、细胞内膜系统概述：细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的

12、细胞器或细胞结构。第二节 内质网(endoplasmic reticulum, ER)一、 内质网的形态结构内质网的两种基本类型：粗面内质网（ rough endoplasmic reticulum，rER）滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum，sER）二、ER的功能ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地，几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。三、rER的功能a) 蛋白质合成b) 蛋白质的修饰与加工c) 新生肽的折叠与组装d) 脂类的合成四、sER的功能a) 类固醇激素的合成b) 肝的解毒作用c) 肝细胞葡萄糖的释放d) 储存Ca2+第三节 高尔基体一、概念

13、：高尔基体结构是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成，是有极性的细胞器，由互相联系的4个部分组成：a) 顺面网状结构（cis-Golgi network， CGN ）b) 中间膜囊（medial Golgi）c) 反面网状结构（trans Golgi network，TGN）d) 周围大小不等的囊泡二、高尔基体的功能：a) 高尔基体与细胞的分泌活动b) 蛋白质的糖基化及其修饰c) 蛋白酶的水解和其它加工过程第四节 溶酶体一、概念：溶酶体是单层膜围绕的，内含有多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内的消化作用。二、溶酶体结构类型：a) 初级溶酶体（primary lysosome） b)

14、 次级溶酶体（secondary lysosome）：自噬溶酶体（autophagolysosome）、异噬溶酶体（phagolysosome）c) 残余小体（residual body）溶酶体膜的特征：a) 嵌有质子泵，形成和维持溶酶体中酸性的内环境；b) 具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运；c) 膜蛋白高度糖基化，可能有利于防止自身膜蛋白的降解。溶酶体的标志酶：酸性磷酸酶（acid phosphatase）三、溶酶体的功能：a) 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞b) 防御功能（病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化）四、溶酶体的发生：分泌蛋白合成的模型

15、-信号假说：分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成，在蛋白合成结束之前信号肽被切除。蛋白质合成从细胞质中游离的核糖体开始，合成初期，信号识别颗粒SRP与合成出的信号肽结合，引导核糖体到内质网上定位。信号识别颗粒SRP与内质网上的SRP受体结合，正在合成的多肽通过内质网上的蛋白质转运器转移到内质网腔。蛋白质一边转移一边合成，信号肽被水解，蛋白质进入内质网腔。分子“伴侣”：细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，并与多肽的某些部分结合，从而帮助这些多肽转运、叠或装配，这类分子本身并不参与最终产物的形成，因此称为分子“伴侣”。第九章 细胞骨架(Cytosk

16、eleton)概念：细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系。有狭义和广义两种概念（主要是狭义概念）：在细胞质基质中包括微丝、微管和中间纤维。第一节 细胞质骨架一、微丝(microfilament, MF)a) 概念：又称肌动蛋白纤维(actin filament),指由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维。b) 成分：肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分, 外观呈哑铃状, 这种actin又叫G-actin，将G-actin形成的微丝又称为F-actin。c) 装配：i. MF正极与负极都能生长，生长快的一端为正极，慢的一端为负极；去装配时，负极比正极快。由于G-acti

17、n在正极端装配，负极去装配，从而表现为踏车行为。ii. 体内装配时，MF呈现出动态不稳定性。d) 微丝特异性药物iii. 细胞松弛素(cytochalasins)：导致微丝解聚。iv. 鬼笔环肽(philloidin)：防止MF解聚。e) 微丝结合蛋白（不要求）f) 微丝功能v. 维持细胞形态，赋予质膜机械强度vi. 细胞运动vii. 微绒毛(microvillus)viii. 应力纤维(stress fiber)ix. 参与胞质分裂x. 肌肉收缩(muscle contraction)g) 肌肉收缩：肌肉由肌纤维组成的，肌纤维中含有肌元纤维，肌元纤维由很多平行的微丝及蛋白构成，肌元纤维是由细

18、丝、粗丝、结合蛋白，细丝包括微丝及结合蛋白，结合蛋白主要有原肌球蛋白（Tm）、肌钙蛋白（Tn）两种；粗丝即肌球蛋白。三类蛋白：xi. 原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)：由两条平行的多肽链形成-螺旋构型,位于肌动蛋白螺旋沟内,结合于细丝, 调节肌动蛋白与肌球蛋白头部的结合。xii. 肌钙蛋白 (Troponin, Tn)：为复合物，包括三个亚基：TnC(Ca2+敏感性蛋白), 能特异与Ca2+结合; TnT(与原肌球蛋白结合); TnI(抑制肌球蛋白ATPase活性)。xiii. 肌球蛋白(myosin)：其头部具ATP酶活力,沿微丝从负极到正极进行运动。h) 由神经冲动诱发的肌肉收

19、缩基本过程:动作电位的产生，Ca2+的释放，与TnC(Ca2+敏感性蛋白)结合导致TnT发生移动，TnI抑制肌球蛋白ATPase活性的消失，Tm发生位移，暴露出粗丝与细丝的结合位点，肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP，沿着微丝从负极到正极运动。二、微 管（microtubules）a) 微管结构与组成：微管可装配成单管, 二联管(纤毛和鞭毛), 三联管(中心粒和基体)。b) 装配：1、所有的微管都有确定的极性。2、微管装配是一个动态不稳定过程。c) 微管特异性药物：xiv. 长春花碱（vincristine）阻碍二聚体的聚合。xv. 秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋白组装成微管，可破

20、坏纺锤体结构。xvi. 紫杉酚(taxol)能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。（为行使正常的微管功能,微管动力学不稳定性是其功能正常发挥的基础。）d) 微管组织中心(MTOC)概念：微管在生理状态或实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心(microtubule organizing center, MTOC)。e) 常见的MTOC：xvii. 间期细胞MTOC：中心体(动态微管)xviii. 分裂细胞MTOC：有丝分裂纺锤体极(动态微管)（不作要求）xix. 鞭毛纤毛细胞MTOC：基体(永久性结构) f) 微管功能xx. 维持细胞形态xxi. 细胞内物质的运输xxii. 细胞器的

21、定位xxiii. 鞭毛(flagella)运动和纤毛(cilia)运动xxiv. 纺锤体与染色体运动三、中间纤维（intermediate filament,IF)（基本上不作要求）四、细胞骨架结构与功能总结（基本上不作要求）微管、微丝和中间纤维的主要特性比较（表）内容微管微丝中间纤维蛋白质的组成微管蛋白异二聚体球形肌动蛋白6类中间纤维蛋白分子量/Da50×10343×10340×103200×103细胞内分布靠近细胞核细胞质膜内侧整个细胞纤维直径/nm24710纤维结构特点13根原纤维组成空心管状纤维两条愿纤维组成双股螺旋32条原纤维组成非空心的多级螺

22、旋极性有有无单体蛋白库有有无踏车现象有有无特异性药物秋水仙素、紫杉醇、长春花碱细胞松弛素B鬼笔环肽无结合蛋白有有无主要功能轴丝；细胞游动细胞质；动物细胞形态的组织与保持；染色体分离；细胞器的分布与转移肌收缩；变形运动；胞质环流；细胞爬行；细胞分裂；保持动物细胞的形态支持结构；保持动物细胞的形态；形成核纤层和核骨架；提高神经细胞轴突的强度；保持肌纤维的稳定（结蛋白）第二节 细胞核骨架（不作要求）第十章 细胞核概念：细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控信息中心。细胞核的结构组成：a) 核被膜(nuclear envelope)与核孔复合体(NPC）b) 染色质（chrom

23、atin）与染色体（chromosome)c) 核仁(nucleolus)第一节 核被膜与核孔复合体一、核被膜1.结构组成： a) 外核膜（outer nuclear membrane），附有核糖体颗粒b) 内核膜（inner nuclear membrane），有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体）c) 核纤层（nuclear lamina）d) 核周间隙（perinuclear space）e) 核孔（nuclear pore） 2.核被膜的功能：b) 构成核、质之间的天然选择性屏障：i. 避免生命活动的彼此干扰：使DNA的复制和RNA的翻译表达在时空上分隔开来。ii. 保护DNA不受细胞

24、骨架运动所产生的机械力的损伤。c) 为染色体定位提供支架：i. 有利于解旋、复制、凝缩、平均分配到子核。d) 核质之间的物质交换与信息交流：二、核孔复合体（nuclear pore complex,NPC）1.结构模型： a) 胞质环（cytoplasmic ring），外环b) 核质环（nuclear ring），内环c) 辐（spoke）d) 中央栓（central plug）：transporter2.核孔复合体的功能：（不作要求，但要了解） a) 核质交换的双向性亲水通道 b) 通过核孔复合体的主动运输 c) 亲核蛋白与核定位信号 d) 亲核蛋白入核转运的步骤 e) 转录产物RNA的核

25、输出（核孔复合体的主动运输具有高度的选择性）第二节 染色质和染色体 一、染色质的概念及化学组成1.染色质（chromatin）:指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。2.染色体(chromosome):指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。a) 染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的的形态结构b) 染色质与染色体具有基本相同的化学组成，但包装程度不同，构象不同。3.基因组概念：一个生物贮存在单倍染色体组中的总遗传信息，称为该生物的基因组。4.DNA分子一级结构具有多样性a) 非重复序列DNA

26、b) 中度重复DNA序列 c) 高度重复DNA序列 5.染色质蛋白质组蛋白(histone) 非组蛋白(nonhistone)：组蛋白：a) 核小体组蛋白(nucleosomal histone)：H2B、H2A、H3和H4b) H1组蛋白：在构成核小体时H1起连接作用 二、染色质的基本结构单位核小体(nucleosome) a) 每个核小体单位包括约200bp的DNA，一个组蛋白核心和一个H1。b) 由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒。c) DNA分子左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合。d) 相邻核心颗粒之间为一段6

27、0bp的连接线 DNA。三、染色体的骨架-放射环结构模型（问答题形式考核）一级结构为核小体；二级结构是螺线管，是6个核小体围城一圈形成直径为30nm的螺线管；三级结构是螺线管进一步折叠，沿着染色体纵轴由中央向四周伸出构成放射环；四级结构为每18个放射环形成一个微带，微带是染色体高级结构的单位，大约106个微带沿纵轴构成子染色体。四、常染色质和异染色质a) 常染色质(euchromatin)概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。（并非所有基因都具有转录活性,常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充分条件。）b) 异染色质(heteroch

28、romatin)概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度高, 处于聚缩状态的染色体, 用碱性染料染色时着色深的那些染色质。c) 兼性异染色质（不要求）五、染色体的形态和结构（了解）a) 染色单体（Chromatid）：中期染色体由两条染色单体组成，两者在着丝粒的部位相互结合，每一条染色单体是由一条DNA双链经过螺旋和折叠而形成的，到后期，着丝粒分裂，两条染色单体分离。b) 主缢痕（primary constriction）：中期染色体上一个染色较浅而缢缩的部位，主缢痕处有着丝粒，所以亦称着丝粒区，由于这一区域染色线的螺旋化程序低，DNA含量少，所以染色很浅或不着色。c) 次缢痕（secondar

29、y constriction）：除主缢痕外，染色体上第二个呈浅缢缩的部分称次缢痕，次缢痕的位置相对稳定，是鉴定染色体个别性的一个显著特征。d) 核仁组织区（nucleolar organizing regions, NORs）：位于染色体的次缢痕区e) 随体（satellite）f) 端粒（telomere）六、着丝粒结构域着丝粒含3个结构域，即：动力结构域（着丝点结构域（kinetochore domain）、中心结构域（central domain）和配对结构域（paring domain）。七、特殊染色体：多线染色体；灯刷染色体。 第三节 核 仁(nucleolus) 一、核仁的超微结构

30、a) 纤维中心(fibrillar centers,FC)：主要成分为RNA聚合酶和rDNA，这些rDNA是裸露的分子。b) 致密纤维组分(dense fibrillar component,DFC)：呈环形或半月形包围FC，由致密的纤维构成，是新合成的RNP（指结合蛋白质的rRNA），转录主要发生在FC与DFC的交界处。 c) 颗粒组分(granular component,GC) ：由直径15-20nm的颗粒构成，是不同加工阶段的RNP。 （三种基本核仁组分和rRNA的转录与加工形成RNP的不同事件有关）a) FCs是rRNA基因的储存位点；b) 转录主要发生在FC与 DFC的交界处，并加

31、工初始转录本；c) 颗粒组分区（GC）负责装配核糖体亚单位，是核糖体亚单位成熟和储存的位点。 二、核仁的功能rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配。三、核仁周期（不要求）第三节 核基质（不要求）第十一章 细胞信号转导第一节 细胞通讯与细胞识别一、细胞通讯（cell communication）细胞通讯方式：1. 分泌化学信号进行通讯 2. 内分泌（endocrine）3. 旁分泌（paracrine）4. 自分泌（autocrine）5. 化学突触（chemical synapse）二、化学通讯细胞分泌一些化学物质（如激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能，可分为4类：l 内分

32、泌：内分泌激素随血液循环输至全身，作用于靶细胞。特点：低浓度（10-8-10-12M ），全身性，长时效。l 旁分泌：信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括：各类细胞因子；气体信号分子。l 突触信号发放：神经递质经突触作用于靶细胞。l 自分泌：信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞，常见于癌变细胞。三、细胞识别（cell recognition） 1. 概念： 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，进而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 2. 信号通路（signaling pathway）概念：细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的。细胞

33、接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。四、细胞信号分子（分为脂溶性、水溶性信号分子。）n 第一信使（primary messenger） ：水溶性信号分子（如神经递质）不能穿过靶细胞膜，只能经膜上的信号转换机制实现信号传递，称第一信使。n 第二信使（secondary messenger）：起信号转换和放大的作用，如cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+。（答第二信使概念时要分别答第一和第二信使的概念）五、受体（receptor）1. 概念：能够识别和选择性结合某种配体（信号分子），多为糖蛋

34、白，分子上具有配体结合区域和产生效应的区域。具有特异性；饱和性；高度的亲和力。等特点。分为：细胞内受体和细胞表面受体两种。2. 细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活，分属三大家族： a. 离子通道偶联的受体（ion-channel-linked receptor）（次要）b. G-蛋白偶联的受体（G-protein-linked receptor）（重要）c. 酶偶连的受体（enzyme-linked receptor）（重要）3. 受体的功能：a.介导物质跨膜运输(受体介导的内吞作用) b.信号转导.4. 相同信号可产生不同效应；不同信号可产生相同效应。六、蛋白激酶（使蛋白磷酸化的酶）

35、第二节 膜表面受体介导的信号转导离子通道型受体；G蛋白耦联型受体；酶耦联的受体。（第一类存在于可兴奋细胞，后两类存在于大多数细胞。）一、离子通道型受体（神经递质）二、G蛋白耦联型受体n 概念：7次跨膜蛋白，胞外结构域识别信号分子，胞内结构域与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在胞内产生第二信使。（考名词解释）。n 相关信号途径：cAMP途径、磷脂酰肌醇途径（PIP2途径）。n G蛋白概念：三聚体GTP结合蛋白，由亚基组成，可与G蛋白耦联受体结合。亚基与GDP结合时失活，与GTP结合时活化。n 作用：分子开关。亚基结合GDP失活，结合GTP活化。 也是GTP酶，催化结合的ATP水解，恢复无活性状态，其

36、GTP酶活性可被GAP增强。 三.两种途径：（重要）（一）cAMP信号途径：信号分子与活化型G耦联蛋白（Rs）结合，导致Rs构象改变，活化的Rs与Gs结合，Gs的亚基结合GTP而被活化，而后Gs的亚基游离出来，使亚基具有GTP酶的活性，可以激活腺苷酸环化酶（Ac），催化ATP生成cAMP。cAMP作为细胞内的第二信使，激活了PKA（蛋白激酶A），活化的PKA释放出两个催化亚基，使细胞内某些蛋白磷酸化，改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达。cAMP信号通路的失活可通过降解cAMP终止信号。（二）磷脂酰肌醇途径（PIP2）:信号分子与G蛋白耦联受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-）使

37、4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成IP3和DAG。后IP3作用于内质网上的钙离子通道蛋白，使细胞内的钙离子浓度升高，钙离子活化钙离子结合蛋白（CAM）形成复合物激活靶蛋白，从而影响细胞的反应。钙离子浓度的升高使PKC转位到质膜内表面，被DG活化，PKC使它的靶蛋白磷酸化，从而产生如：细胞分泌，肌肉收缩，细胞增殖和细胞分化等生理现象。（以问答题的形式考）四、信号的终止：l IP3信号：去磷酸化为IP2；磷酸化为IP4 。 l Ca2+信号：被钙泵和Na+-Ca2+交换器抽出细胞，或被泵回内质网。l DAG信号：被DAG激酶磷酸化为磷脂酸；或被DAG酯酶水解成单酯酰甘油。五、小G蛋白（Sm

38、all G Protein）六、酶耦联型受体（enzyme linked receptor）1. 定义：本身具有激酶活性；或者可以连接非受体酪氨酸激酶。2. 类别：受体酪氨酸激酶、受体丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷脂酶苏氨酸、 酪氨酸激酶连接的受体、 受体鸟苷酸环化酶。【酪氨酸（Tyr）; 丝氨酸(Ser) ; 苏氨酸(Thr)】3. 特点：单次跨膜蛋白；接受配体后发生二聚化和自磷酸化，起动下游信号转导。七、一种途径（重要）RPTK-Ras信号通路概括：配体一般为生长因子，它与酪氨酸（Tyr）激酶受体结合，使酪氨酸（Tyr）激酶受体二聚化，且自身磷酸化，在接头蛋白的参与下，接头蛋白通过SH2

39、结构域与受体酪氨酸（Tyr）激酶结合，再通过SH3结构域与GEF结合，活化的GEF（鸟苷酸交换因子）再与膜上的Ras接触，从而活化Ras，Ras激活Raf(MAPKKK), 活化的Raf(MAPKKK)激活MAPKK，活化的MAPKK激活MAPK,活化的MAPK进入细胞核使许多转录因子活化,从而促进基因表达。第十二章：细胞增殖一、细胞周期概述：1.细胞周期的概念：连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程，在这一过程中，遗传物质复制，其它细胞组分加倍，平均分配到两个子细胞中。细胞周期分为四个阶段： G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到DNA复制之前的间隙时间； S期

40、(synthesis phase)，指DNA复制的时期，只有在这一时期H3-TDR才能掺入新合成的DNA中； G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间； M期 (mitosis)，细胞分裂开始到结束。 细胞沿着G1SG2MG1周期性运转，在间期细胞体积增大(生长)；在 M 期，细胞先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。2、细胞周期的时间：不同细胞的周期不同；S+G2+M期的时间变化小；G1期的差异可能很大。例：小鼠的食管上皮细胞115小时（G1,103hr）；小鼠的十二指肠上皮细胞15小时（G1，6hr）3、不同增殖能力的三类细胞：周期细胞：在细胞周期中连续运转不

41、断进行分裂的细胞，如，表皮基底层细胞，部分骨髓细胞等；G0期细胞：暂时脱离细胞周期，不进行增殖的细胞，但在适当刺激下重新进入细胞周期，如，肝、肾细胞等；终端分化细胞：永久失去增殖能力，通过分化而具备了某种特定生理功能的细胞，如，神经、肌肉细胞等。二、细胞的有丝分裂：1、有丝分裂过程：前期：细胞从间期进入有丝分裂期时，核膜消失，染色质凝集成染色体，纺锤体形成的时期（a、染色质凝集成染色体b、核膜破裂核仁消失c、分裂极的确定和纺锤体的形成）中期：染色体排列在细胞的赤道面上后期：姐妹染色单体分开并向细胞两极迁移末期：两个子细胞核的形成和胞质分裂（a、染色体的解聚和细胞核的重新形成b、胞质分裂将细胞分

42、成两个子细胞）2、有丝分裂器及染色体分离机理： 中心粒复制与移动 纺锤体 动粒/着丝粒复合体 染色体分离：微管动力蛋白是染色体运动的动力；染色体运动的方向是纺锤体内各 种作用力综合作用的结果三、减数分裂：l 有性繁殖生物为了形成单倍体配子而进行的分裂，包括一次染色体复制，两次细胞分裂，分裂后染色体数减半。l 意义：确保世代间遗传的稳定性；增加变异机会，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；减数分裂是生物有性生殖的基础，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。l 特点：Ø 遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半Ø 同源染色体在减数分裂期I(M

43、eiosisI)配对联会形成联会复合体、基因重组产生新的基因组合Ø 减数分裂同源染色体配对排列在中期板上,第一次分列时,同源染色体分开1、过程：（1）减数分裂 前期 ：细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期 中期 后期 末期（2）减数分裂2、联会复合体： 在同源染色体配对时形成的结构，在某些区段两个染色体臂紧紧连在一起，形成中央组分、侧生组分和重组节等组分。有丝分裂和减数分裂的比较：有丝分裂减数分裂进行细胞增殖形成单配体进行有性繁殖一次分裂，染色体复制一次两次分裂，染色体复制一次发生在生长组织只发生在有性繁殖组织的生殖细胞形成期同源染色体不配对前期同源染色体配对一般无染色体交换现象配

44、对时同源染色体间有交换现象后期着丝粒分离，结合力弱后期着丝粒不分离，结合力强每次分裂产生2个子细胞每次分裂产生4个子细胞染色体数不变染色体数减半细胞不同步很多细胞同步四、细胞周期的调控：（重要）1、研究初期的重要发现： MPF（成熟促进因子）的发现 CdC2的发现 Cyclin（周期蛋白）的发现 早熟染色体凝集（PCC） 1970s Rao等发现与M期细胞(Hela)融合的间期细胞染色体发生凝缩，称为早熟凝集染色体。 G1期PCC为单线状，因DNA未复制。 S期PCC为粉末状，因DNA由多个部位开始复制。 G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。 不同类的M期细胞也可诱导PCC产生，说

45、明M期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子( MPF)。（MPF=CdC2+Cychin）2、Cyclin和Cdk在细胞周期调控中的作用Cdk：周期蛋白依赖激酶，与细胞周期蛋白结合才具有激酶活性，在细胞中Cdk相对稳定；Cyclin：周期蛋白，在细胞周期中呈周期性变化。含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导与Cdk的结合。作用：激活和引导Cdk作用于不同底物。Cdk与Cyclin结合形成异源二聚体复合物，在一些蛋白激酶和磷酸酶参与下，经过磷酸化和去磷酸化作用， Cdk表现出激酶活性，在二聚体中Cyclin是调节亚基， Cdk是催化亚基，只有二者形成复合体时才有活

46、性。（1）种类与基本性质：（重要知识点）激酶复合体脊椎动物CyclinCDKG1-CDKCyclin D CDK4 、6G1/S-CDKCyclin ECDK2S-CDKCyclin ACDK2M-CDKCyclin BCDK1(CDC2)（2）Cyclin/Cdk复合体的底物：Rb蛋白：最初在视网膜母细胞瘤中发现，具有抑癌基因的作用Rb蛋白在低磷酸化时有活性，可与基因转录因子相结合而抑制转录活性， Cyclin/Cdk复合体能将Rb蛋白磷酸化使基因转录因子释放，结合到DNA上启动基因的转录。（3）MPF的精细调控：MPF：CyclinB/Cdc2 CyclinB在S期开始合成，达到一定阈值时

47、开始与Cdc2结合，将Cdc2的Thr14，Thr15两位点磷酸化，使得它俩的结合不具活性，若要有活性必须去磷酸化。在G2晚期，Thr161磷酸化，这是复合体表现活性所必需的，同时在磷酸酶参与下完成去磷酸化，MPF表现出活性。3、CKI（Cdk抑制因子）的种类与作用CKI，在特定的时期特定的情况下将细胞周期阻断。如当细胞的DNA受损伤时CKI通过与Cyclin/Cdk复合物相结合而抑制其活性。CKI有两家族： Cip/Kip家族和Ink4家族。Cip/Kip家族作用对象广泛，包括p21,p27,p57.等Ink4家族作用专一，只作用于Cdk4与Cyclin形成的复合体，包括p15,p16等4、

48、蛋白质水解在周期调控中的作用UPP（泛素蛋白酶体）途径：1、泛素：分子量小的球形蛋白，由76个氨基酸组成，高度保守，普遍存在于真核细胞。2、泛素连接酶：主要包括E1、E2、E3三个成员，只识别通过UPP途径降解的蛋白，将泛素连到靶蛋白上。3、蛋白酶体：含很多亚基的复合体，分子量很大，包括一个核心结构和一个帽状结构，可将带有泛素的靶蛋白降解成小肽或氨基酸，泛素可再循环使用。5、细胞周期的主要调控点细胞要分裂，必须正确复制DNA和达到一定的体积，在获得足够物质支持分裂以前，细胞不可能进行分裂。细胞周期的运行，是在一系列称为检验点（check point）的严格检控下进行的，当DNA发生损伤，复制不

49、完全或纺锤体形成不正常，周期将被阻断。（重要知识点）G1期的限制点：CyclinD/Cdk4, 在哺乳动物中称R点(restriction point)，控制一个细胞是否进入细胞周期。G1/S转换点：CyclinE/Cdk2，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期 。S期检验点： CyclinA/Cdk2，其活性保证S期的完成。G2/M期转换点：CyclinB/Cdc2，即MPF,决定细胞一分为二的控制点 。中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC（后期促进因子）的活性，引起细胞周期中断。五、细胞的同步化：通过一定的方法得到一群具有分裂能力且周期时相一致的细胞。两大类方法：1、选择同步化：有丝分裂选择法。细胞沉降分离2、诱导同步化：DNA合成阻断法：TDR双阻断。中期阻断法：秋水仙素第十三章 细胞凋亡一、细胞凋亡与细胞坏死的比较凋亡：细胞主动发生的自然死亡的过程，由细胞中特定的基因所控制，是生物体调节细胞数目或清除某些细胞的方式。坏死：各种致病因子（包括物理、化学、生物等）干扰中断细胞正常代谢，造成细胞意外死亡。特性凋亡坏死细胞核染色质边缘化，核凝集断裂，出现凋亡小体核浓缩，核破碎，核溶解细胞质浓缩，胞质气泡产生，细胞器结构保留显著肿胀，细胞器破坏细胞膜完整破裂DNA电泳阶