细胞复习2012课件

1、 细胞生物学简史一、显微镜的发明与细胞的发现二、细胞学说三、细胞学的发展第一章 绪论 第二章 细胞基本知识概述 -细胞的统一性与多样性 第一节 细胞的基本概念 第二节 原核细胞与古核细胞 第三节 真核细胞 第四节 非细胞形态的生命体 -病毒及其与细胞的关系细胞的基本特征细胞的大小、形状细胞的基本共性第三章 细胞生物学研究方法细胞形态结构的观察方法光学显微镜技术电子显微镜技术 扫描遂道显微镜细胞组分的分析方法细胞培养、细胞工程与显微操作技术第四章 细胞质膜细胞质膜的结构模型生物膜的基本特征和功能膜骨架生物膜基本特征膜的流动性：是生物膜的基本特征之一, 是细胞进行生命活动的必要条件。膜的不对称性蛋

2、白分子以不同方式镶嵌在脂双层分子中或结合在其表面,膜蛋白是赋予生物膜功能的主要决定者；生物膜功能跨膜连接蛋白细胞外配体结合细胞骨架类型形状粘合带钙粘素/蛋白另一细胞的钙粘素肌动蛋白连续带状粘合斑整联蛋白胞外基质ECM肌动蛋白局部斑状/盘状桥粒钙粘素另一细胞的钙粘素中间纤维局部纽扣半桥粒整联蛋白胞外基质ECM中间纤维局部半纽扣几种锚定连接对比封闭连接紧密连接上皮组织间壁连接只存在于无脊椎动物中锚定连接连接肌动蛋白粘合带上皮组织粘合斑上皮细胞基部连接中间纤维桥粒心肌、表皮半桥粒上皮细胞基部通讯连接间隙连接大多数动物组织中化学突触神经细胞间和神经肌肉间胞间连丝植物细胞间各种连接的比较 第五章 物质的

3、跨膜运输第一节 膜转运蛋白与物质的跨膜运输第二节 离子泵和协同转运第三节 胞吞作用与胞吐作用物质的跨膜运输是细胞维持正常生命活动的基础之一 胞内体：由膜包围的细胞器胆固醇的运输 低密度脂蛋白(LDL)运输传输由胞吞作用新摄入的物质到溶酶体被降解内部酸性环境pH偏低,对内吞泡内的配体、受体有分解作用。第六章 细胞的能量转换线粒体和叶绿体线粒体叶绿体线粒体和叶绿体是半自主性细胞器线粒体和叶绿体的增殖和起源形态结构功能蛋白合成 翻译后转运与蛋白质寻靶 游离核糖体上合成的蛋白质释放到胞质溶胶后被运送到不同的部位， 即先合成，后运输，又称翻译后运输。 由于在游离核糖体上合成的蛋白质在合成释放之后需要自己

4、寻找目的地，因此又称蛋白质寻靶 共翻译转运与蛋白质分选 膜结合核糖体上合成的蛋白质通过定位信号，一边翻译，一边进入内质网，由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的，故称为共翻译转运。在膜结合核糖体上合成的蛋白质通过信号肽，经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地，这一过程又称为蛋白质分选。 P160图6-20 (1)线粒体基质蛋白转运 前体蛋白在线粒体外解折叠解折叠的前体蛋白与受体结合并穿过两层膜多肽链在线粒体基质内重新折叠/装配切除转运肽成熟的蛋白质ATPADPHsp70ATPADPHsp70质子动力势ATPADPHsp60+ 真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输第七章 细胞质基质

5、内 质 网 高尔基体 溶酶体与过氧化物酶体 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的组装 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、糖原的合成与分解、蛋白质的合成等.参与蛋白质的分选与运输与细胞质骨架相关的功能提供锚定位点、维持细胞形态、运动、胞内物质运输能量传递等. 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 蛋白质的修饰 控制蛋白质的寿命 降解变性和错误折叠的蛋白质疏水集团暴露在外面 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠细胞质基质的功能二、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。ER的功能其它功能蛋白质的合成蛋白质的修饰与加工新生肽

6、的折叠与组装脂类的合成蛋白质糖基化类型糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种：O连接糖基化与Ser、Thr和Hypro/Hylys的OH连接，连接的糖类 为半乳糖或N-乙酰半乳糖.在高尔基体上进行O连接的糖基化.N连接糖基化与Asn的NH2连接，连接的糖类为核苷糖在内质网上进行的为N-连接的糖基化 特 征 N-连接 O-连接1. 合成部位 粗面内质网粗面内质网或高尔基体2. 合成方式 来自同一个寡糖前体一个个单糖加上去3. 与之结合的 氨基酸残基 Asn Ser、Ther、HyPro、HyLys4 最终长度 至少5个 糖残基一般14个糖残基，但ABO血型抗原较长5.第一个糖残基N乙酰半乳糖胺等N

7、乙酰葡萄糖胺N-连接与O-连接的寡糖比较 P188表7-2二、 高尔基体的功能 高尔基体与细胞的分泌活动 蛋白质的糖基化及其修饰 蛋白酶的水解和其它加工过程 膜的转变功能膜流 参与植物细胞壁的形成 参与溶酶体的形成P186-190三、溶酶体的发生 发生途径分选途径多样化1、溶酶体酶蛋白的M6P标记 糖基化 进入内质网后进行N-连接糖基化, 经加工后形成带有8个甘露糖残基和2个N-乙酰葡萄糖胺残基的糖蛋白转运到高尔基体。 信号斑(signal patch) 溶酶体酶蛋白多肽形成的一个特殊的三维结构，它是由三段信号序列构成的，可被磷酸转移酶特异性识别。 甘露糖磷酸化的酶-磷酸化反应2、溶酶体酶的M

8、6P分选途径溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER） 高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化发生途径 M6PN-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶磷酸葡萄糖苷酶磷酸化识别信号：信号斑高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）溶酶体酶分选与局部浓缩以出芽的方式转运到前溶酶体一、分泌蛋白合成的模型-信号假说 信号假说 (Signal hypothesis) GBlobel et al： 1975 信号肽（Signal peptide）与共转移（Cotranslocation） 导肽（Leader peptide）与 后转移（Post translocation） 蛋白质跨膜转移过程需要ATP

9、使多肽去折叠，还需要如热休克蛋白Hsp70的帮助使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。 蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中细胞通讯与细胞识别信号分子与受体细胞内受体介导的信号传递细胞表面受体介导的信号跨膜传递由细胞表面整合蛋白介导的信号传递细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息第八章 细胞信号转导p218-220p228-230p255-259p252-254 一个细胞发出的信息通过介质(又称配体)传递到另一个细胞,并与靶细胞相应的受体相互作用，通过细胞信号转导产生细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。 细胞通讯（cell communication

10、）细胞识别（cell recognition ） 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，而导致胞内一系列生理生化变化的生物学效应的过程。 细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建，协调细胞功能，控制细胞生长和分裂是必须的p218NO的作用机理：乙酰胆碱血管内皮Ca2+浓度升高一氧化氮合酶NOS Arg NO平滑肌细胞鸟苷酸环化酶cGMP（一系列蛋白激酶活化靶蛋白Pi化）血管平滑肌细胞的Ca2+离子浓度下降平滑肌舒张血管扩张、血流通畅。硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌需氧量。 细胞内受体介导的信号传递通

11、过细胞表面受体介导的信号跨膜传递G-蛋白偶联的受体介导的信号跨膜传递离子通道偶联的受体介导的信号跨膜传递与酶连接的受体：受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路细胞表面其它与酶偶联的受体cAMP信号通路 反应链：激素G-蛋白偶联受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPcAMP依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白磷酸化基因转录 cAMP的浓度在细胞内的迅速调节是细胞快速应答胞外信号的重要分子基础。 cAMP的浓度很大时， cAMP将被快速分解，使得cAMP浓度保持在一个较低的水平。腺苷酸环化酶可以催化产生新的cAMP，cAMP初始浓度越低，通过腺苷酸环化酶而获得的信号放大传递的增幅就越大。磷脂酰肌醇信号通路

12、“双信使系统”反应链：胞外信号分子G-蛋白偶联受体G-蛋白 IP3胞内Ca2+ Ca2+结合蛋白(CaM)细胞反应 磷脂酶C(PLC) DG激活PKC蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pH 反应的终止 钙调蛋白（calmodulin, CaM)PIP2 组成：受体 、G蛋白、效应物IP3胞内Ca2+浓度升高Ca2+结合蛋白(CaM)构象变化结合靶蛋白 变构激活 细胞反应 第三信使哑铃型酶蛋白CaM激酶蛋白质的Ser、Thr磷酸化而活化细胞反应膜运输蛋白Ca泵磷酸化Ca运输Ca2+浓度升高 激活PKCDAG蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pH核中缓慢应答反应穿核孔运输引起特定基因转录（生长

13、分裂等）蛋白激酶C（PKC） 位于细胞质，Ca2+浓度升高时，PKC转位到质膜内表面，被DAG活化，PKC属蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。 它能激活胞质中的酶,参与生化反应的调控, 同时也能作用于细胞核中的转录因子, 参与基因表达的调控, 是一种多功能的酶。P241图8-21第九章 细胞骨架 细胞质骨架细胞核骨架（THE CYTOSKELETON）细胞骨架胶原氨基聚糖和蛋白聚糖弹性蛋白黏着蛋白细胞外基质细胞膜骨架细胞核骨架细胞质骨架微丝微管中间纤维核基质核纤层染色体骨架、核孔复合体血影蛋白肌动蛋白锚定蛋白带4.1蛋白 微丝 微管 中间纤维 单体 肌动蛋白 徕球蛋白 杆状蛋白 结合核苷酸 ATP-G-

14、actin 2GTP/异二聚体 无 纤维直径 7nm 24nm 10nm 结构 双链螺旋 13根原纤丝组成空心管状纤维 8个4聚体或4个8聚体组成的空心管状纤维 极性 有 有 无 组织特异性 无 无 有 蛋白库 有 有 无 踏车形为 有 有 无 动力结合蛋白 肌球蛋白 动力蛋白，驱动蛋白 无 特异性药物 细胞松驰素 鬼笔环肽 秋水仙素，长春花碱，紫杉醇 细胞质骨架三种组分的比较3、微丝特异性药物 细胞松弛素(cytochalasins)切断微丝,并结合在微丝末端, 阻抑肌动蛋白聚合,特异性的抑制微丝功能。 鬼笔环肽（phalloidin）只与聚合的微丝结合，抑制微丝的解体，破坏微丝的聚合和解聚

15、的动态平衡。5、微丝的功能维持细胞形态，赋予质膜机械强度细胞运动微绒毛(microvillus)应力纤维(stress fiber)参与胞质分裂肌肉收缩(muscle contraction)3、微管特异性药物 秋水仙素(colchicine) : 阻断微管蛋白组装成微管， 可破坏纺锤体结构。紫杉醇(taxol): 能促进微管的装配, 并使已形成的微管稳定。4、微管组织中心(microtubule organizing center ，MTOC)概念：常见微管组织中心中心体(centrosome)基体(basal body)6、微管功能支架作用，维持细胞形态细胞内物质的运输鞭毛(flagell

16、a)运动和纤毛(cilia)运动纺锤体与染色体运动第十章 细胞核与染色体 核被膜与核孔复合体 染色质 染色体 核仁 核基质与核体一、核被膜 Nuclear envelope 位于间期细胞核最外层的两层膜结构（一）结构组成外核膜内核膜 光滑，有特有的蛋白成份（如核纤层蛋白B受体, LBR）核纤层（nuclear lamina）核周间隙（perinuclear space）核孔（nuclear pore） 核孔复合体（ nuclear pore complex,NPC ）染色质的概念及化学组成 染色质的基本结构单位核小体(nucleosome) 染色质包装的结构模型 常染色质和异染色质 第二节 染

17、色质四、常染色质和异染色质（一）常染色质(euchromatin)（二）异染色质(heterochromatin)P332（1）结构异染色质（或组成型异染色质）（2）兼性异染色质 在某些细胞类型或一定的发育阶段, 原来的常染色质聚缩, 并丧失基因转录活性, 变为异染色质. 染色质通过紧密折叠压缩可能是关闭基因活性的一种途径. X染色体随机失活bar/巴氏小体中期染色体的形态结构 核型与染色体显带 巨大染色体第三节 染色体p3431. 多线染色体： 由Balbiani(1881)发现于双翅目摇蚊幼虫唾腺细胞，植物细胞 来源：核内有丝分裂，DNA多次复制而细胞不分裂 特点：体积巨大，多线性；体细胞

18、联会；横带纹-带及间带：染色后呈现出明暗相间的带纹。带和间带都含有基因.膨突和环。在幼虫发育的某个阶段，多线染色体的某些带区疏松膨大，形成膨突（puff），或巴氏环（Balbiani ring）。用H3-UdR处理细胞，发现膨突被标记，说明膨突是基因活跃转录的区域。几类的特殊的染色体灯刷染色体普遍存在于动物界的卵母细胞， 两栖类卵母细胞的灯刷染色体最典型。来源：卵母细胞进行减数第一次分裂时(无第二次)停留在双线期的染色体。双线期是卵黄合成的旺盛期。由于染色体主轴两侧有侧环，状如灯刷，故名灯刷染色体。侧环是RNA活跃转录的区域。灯刷染色体的超微结构灯刷染色体的转录功能 2、灯刷染色体（lampb

19、rush chromosome）第十一章 细胞增殖及其调控细胞周期与细胞分裂细胞周期调控细胞周期概念、时相、时间不同种细胞间的细胞周期时间差异很大S+G2+M 的时间变化较小，细胞周期时间长短主要差别在G1期M期时间长短最恒定，在半小时左右有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2期(四）细胞的分类（从增殖角度）连续分裂细胞(cycling cell) 休眠细胞(Go细胞)终末分化细胞成熟促进因子(maturation promoting factor， MPF)。MPF组成：周期蛋白依赖性蛋白激酶CDK + 周期蛋白(cyclin)细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子CDK inhibitor, CDKI

20、(wee1)G1期，G1-S期，P429-437细胞周期运转调控在G2-M期，cyclinA、cyclinB与CDK1结合，CDK1使底物蛋白磷酸化、如将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化使核膜解体。P429-430CDK抑制化激酶(wee1)将CDK1的Thr14和Tyr15磷酸化，抑制其活性；CDK活化激酶（CAK）将CDK1的Thr161磷酸化，这种磷酸化能最大激活其活性。但只要抑制位点Tyr15处于磷酸化状态，其活性就被抑制。此时，这种没有活性的CDK1-CyclinB复合物即为 pre-MPF。磷酸酶Cdc25使pre-MPF 的CDK1去磷酸化，复合物激活。活化的MP

21、F可使更多的MPF活化。保证了DNA的充分复制以及CDK-cyclin不断积累，在需要的时候突然释放。G2/M期的转换在中期，当MPF活性达到最高时，激活后期促进因子APC，将泛素连接在cyclinB上，cyclinB被蛋白酶体(proteasome)降解，完成一个细胞周期。P431-433 在中期当MPF活性达到最高时，MPF使底物蛋白磷酸化, 如核纤层蛋白磷酸化使核膜解体, 将组蛋白H1磷酸化导致染色体凝缩；p60磷酸化，使细胞骨架重排（纺锤体装配）；核仁蛋白磷酸化，核仁解体。从而启动细胞从G2期进入M期的相关事件，促使G2期进入M期； 同时MPF激活后期促进因子APC，促使M期由中期向后期转化。（四） M期CDK的激活M期CDK的激活起始于分裂期cyclin的积累。结合cyclin B的CDK1被Wee1将Thr14和Tyr1