医学0000细胞生物学资料整理

本文格式为Word版，下载可任意编辑——医学0000细胞生物学资料整理第四节、细胞膜与细胞识别

★一、受体、配体的概念、类型

受体(receptor)

是一类存在于细胞膜或细胞内的特别蛋白质，能特异性识别并结合胞外信号分子，进而激活胞内一系列生化反应，使细胞对外界刺激产生相应的效应。

多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域类型根据存在位置，受体可分为

膜受体(membranereceptor)膜表面受体，位于细胞质膜上的受体胞内受体（intracellularreceptor）位于胞质、核基质中的受体

配体（ligand）

细胞外信号分子：由细胞分泌的调理靶细胞生命活动的化学物质，又称为配体、第一信使(firstmessenger)。根据配体的溶解性，可分为：

水溶性配体：在细胞膜上和膜受体结合，进行信号的转换。

脂溶性配体：穿过细胞膜和核膜，和胞内受体结合，直接调理基因转录活性。

★二、细胞膜受体的类型和特点

膜表面受体主要有三类：①离子通道型受体

Ⅱ.微丝的结合蛋白

■结合蛋白的种类：原肌球蛋白

肌球蛋白(myosin)∶肌动蛋白纤维的分子发动机，是一种特别的ATP酶。肌钙蛋白等

■结合蛋白的功能：封端、交联、膜结合

Ⅲ.微丝的组装

G-肌动蛋白能够聚合成F-肌动蛋白

F-肌动蛋白也可以解聚成G-肌动蛋白成核需要一种蛋白复合体ARP2/3催化

Ⅳ.微丝的动态性质●极性

●踏车现象(treadmilling)●微丝的动态平衡

Ⅴ.微丝的功能

1.细胞支架，维持形态：应力纤维（微丝+肌球蛋白II）2.细胞运动

3.参与细胞分裂：收缩环：类似肌肉样的结构（微丝+肌球蛋白II）4.胞内物质运输5.肌肉收缩6.信号传导

7.肌动蛋白的新功能

三、中间丝（纤维）（intermediatefilament,IF）

平均直径介于微管和微丝之间,故称为中间纤维。由于其直径约为10nm,故又称10nm纤维。Ⅰ.中间纤维结构：由长的、杆状的蛋白装配而成。Ⅱ.中间纤维装配：

单体2二聚体2四聚体2原纤维2亚丝410nm中间纤维

IF装配与MF,MT装配相比，有以下几个特点：

1、IF装配的单体是纤维状蛋白(MF,MT的单体呈球形)；2、反向平行的四聚体导致IF不具有极性；

3、IF在体外装配时不需要核苷酸或结合蛋白的辅助，在体内装配后，细胞中几乎不存在IF单体。

Ⅲ.中间纤维的成分与分布

※IF成分比MF,MT繁杂，较稳定，具有组织特异性。IF在形态上相像，而化学组成有明显的区别。※中间纤维的6种类型，不同种细胞不一致，同一种细胞也会出现不同，分布整个细胞。

Ⅳ.中间纤维功能

1、加强细胞抗机械压力能力2、完整的网状骨架系统

3、神经元纤维在神经细胞轴突运输中起作用4、中间纤维与mRNA的运输有关

5、参与传递细胞内机械的或分子的信息

微管、微丝、中间丝的比较

形状组成蛋白极性

微管中空的管状纤维，最粗（外径24nm）微管蛋白(tubulin)正极、负极微丝实心丝状纤维，最细（直径7nm）肌动蛋白(actin)正极、负极中间丝实心线状，粗细居中（直径10nm）角蛋白等多种蛋白无第七章细胞核（Nucleus）

真核细胞eukaryoticcell

细胞核是细胞中由双层单位膜组成的最大、最重要的细胞器，是细胞遗传物质贮存、复制和转录的场所,也是细胞代谢、生长、分化及繁殖的控制中心，对细胞生命活动有重要的调控作用。

细胞核的形态、大小、位置和数目因细胞类型不同而异

★细胞核的结构（核膜，染色质，核仁，核基质）

第一节、核膜（nuclearmembrane）一、核膜的化学组成：蛋白质和脂质，其中蛋白质占65%--75%

★二、核膜的亚微结构：

（一）核膜的两层膜结构：

外核膜：与粗面内质网相连续，附有核糖体。

内核膜：表面光滑，无核糖体附着，含有核纤层蛋白B受体，内侧有一层致密纤维蛋白网络--核纤层

（二）核周间隙（perinuclearspace）：内外核膜之间的间隙。与RER腔相通，是细胞质与细胞核之间物质交流的重要通道之一。★（三）核孔（NuclearPore）：

核孔复合体（NuclearPoreComplex，NPC）：内、外核膜融合处,其数目与细胞的类型和生理状态有关，由多个蛋白质颗粒以特定方式排列形成的蛋白质分子复合物

捕鱼笼式模型：1.胞质环

2.核质环3.中央栓4.轮辐

★三、核膜的功能

?区域化作用：使基因转录和蛋白质合成在时间和空间上分开?合成生物大分子：外核膜上附着核糖体,可合成蛋白质?在细胞分裂中参与染色体的定位与分开?控制细胞核与细胞质的物质交换

被动运输:某些小分子物质和无机离子可自由通过核膜或核孔复合体。主动运输：大分子物质和颗粒物质通过核孔复合体介导。

被转运的核蛋白上一般要有供核孔复合体上的核转运受体识别的核定位信号。

其次节核纤层和核骨架

一、核纤层（nuclearlamina）紧贴内核膜的一层高电子密度纤维蛋白网,在细胞核内与核骨架相连,在细胞核外与中间纤维相连,形成贯穿于细胞核与细胞质之间的网架结构体系成分:LaminA、LaminB1、LaminB2、LaminC★功能：1）支持核膜，维持核孔的位置和核膜的形态2）核膜重建及染色体凝集相关；

二、核骨架（nuclearscaffold），又称核基质（nuclearmatrix）。

在真核细胞间期核内，除去染色质、核膜与核仁以外的由非组蛋白组成的纤维网架结构。构成:主要由纤维蛋白构成。①核基质蛋白；②核基质结合蛋白。

★功能：1）与DNA的复制密切相关

2）基因转录、RNA加工及其定向运输；3）与细胞分裂、分化有关；

第三节染色质和染色体

?同一物质的两种形态

染色质：间期细胞核中呈伸展、细网状的DNA蛋白质复合物。

染色体：细胞分裂期核中呈高度浓缩、折叠、盘曲成条状或棒状的DNA蛋白质复合物

一、化学组成：由DNA、组蛋白和非组蛋白及少量RNA组成

①真核细胞染色体的DNA序列

1、单一序列：单一拷贝序列，绝大部分结构基因属于此类。

45

2、中度重复序列：重复拷贝数在10~10，组蛋白基因、rRNA基因和tRNA基因属于此类

5

3、高度重复序列：重复拷贝数在10以上，分布于着丝粒区和端粒区，大多组成异染色质

②组蛋白（histone）

?富含精氨酸和赖氨酸、带正电荷，为碱性蛋白。?H2A、H2B、H3、H4形成核小体八聚体核心?H1在形成核小体中起连接作用

③非组蛋白：维持染色体结构、调控基因表达④RNA：含量少，多为新合成的RNA前体

二、染色质的种类

1、常染色质间期细胞核中结构松散、螺旋化程度较低、碱性染料着色较浅的染色质。转录功能活跃的染色质，分布于细胞中央或核仁中

2、异染色质间期细胞核中结构紧凑、螺旋化程度较高、碱性染料着色较深的染色质丧失转录活性或转录不活跃的染色质，分布于细胞核周边或形成核仁的相随染色质

（1）结构异染色质整个细胞周期中处于凝集状态的染色质,多处于着丝粒、端粒或染色体凹陷部位（2）兼性异染色质在某些细胞类型中，可以向常染色质转变，恢复转录活性的染色质

★三、染色质的结构与装配

1、染色质的一级结构——11nm染色质纤维（DNA被压缩7倍）

核小体(nucleosome)由约200dp长度的DNA区域和一个组蛋白组成的八聚体，呈圆盘型颗粒状核心部：组蛋白--2（H2A、H2B、H3、H4）DNA分子--146bp、1.75圈连接部：组蛋白H1DNA--60bp

2、染色质的二级结构——30nm染色质纤维，6个核小体缠绕一圈形成的中空性管，组蛋白H1位于螺旋管内

侧。DNA又被压缩6倍

3、三级结构——超螺线管由螺线管进一步盘曲而形成，进一步将螺线管长度压缩。DNA又被压缩40倍4、四级结构—--染色单体超螺线管进一步折叠又被压缩成为四级结构—染色单体。DNA又被压缩5倍人的一个细胞DNA由DNA到染色体其长度被压缩约8000—10000倍染色体支架-放射环模型一条染色单体约有106个微带

四、中期染色体

1.染色单体：每一中期染色体都有两条，由细胞分裂间期时组成染色体的DNA与组蛋白复制后组装形成，彼此以

着丝粒相连，又称姐妹染色单体。

2.着丝粒与着丝点（动粒）：是两个不同的概念，前者指中期染色单体相互联系在一起的特别部位，后者指主缢

痕两侧的一个附加的圆盘状结构

着丝粒位于两条染色单体相连处，染色体上凹陷的、浅染的缢痕，即主缢痕的中心部位。

着丝点（动粒）位于染色体主缢痕两侧、一个附加的特化圆盘状结构，由蛋白质组成，可与纺锤丝微管

接触，是微管蛋白聚合的中心之一。

着丝粒--动粒复合体是一种高度有序的、在结构和组成上都是非均一的整合结构①动粒结构域：内板：呈颗粒状，高电子密度。

中间间隙：呈半透明状，电子密度最低，无结构。外板：是动粒微管连接的位点。

纤维冠：没有动粒微管存在时，微管蛋白覆盖在外板表面形成的

②中心结构域：位于动粒结构域的内表面，是由富含重复序列的DNA、高度浓缩的异染色质组成。

③配对结构域：位于中心结构域的内表面，中期时两条染色单体在此处相互连结，该结构域有内部着丝粒蛋白和

染色单体连接蛋白两种蛋白。

这3种结构域在细胞分裂中相互协同、共同作用，可保证有丝分裂中染色体与纺锤体的整合及有序的配对和分开。

着丝粒是鉴别染色体的重要标志

根据着丝粒的位置将染色体分为：中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体、亚端着丝粒染色体、端着丝粒染色体

3.次缢痕：除主缢痕外，在染色体上的浅染缢缩部位。

核仁组织者区（nucleolarorganizingregionNOR)：染色体上含有rRNA基因（5SrRNA基因除外），与间期细

胞核仁形成有关的一种结构，对于核仁有缔合作用。

随体：位于染色体末端的球形或棒形结构，通过次缢痕区的染色体短臂相连，主要由异染色质组成，不具活性端粒：是染色体端部的特化结构，具有极性，由端粒DNA和端粒蛋白构成。

五、核型与带型核型：指一个物种中的全套染色体在有丝分裂中期的表型，包括染色体数目、大小、长度、着丝粒的位置、

随体的有无、次缢痕的数目等特征的总和

核型分析:对染色体进行测量计算，并加以分组、排队、配对以进行形态分析

带型分析:染色体经物理、化学因素处理后，再进行分化染色，使其沿纵轴方向显示出一系列带纹的方法

★第四节核仁

核仁见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般1-2个，有时多达3-5个。主要功能是转录rRNA和组装核糖体单位。

一、核仁的化学组成：蛋白质、RNA、DNA和少量的脂类。

★二、核仁的超微结构：

1、核仁相随染色质：核仁周边染色质:异染色质核仁内染色质：伸入核仁内的染色质，处于非螺旋状态，属常染色质，载有rRNA基因（rDNA）

此段DNA称核仁组织者区（NOR）它是形成核仁的部位。核仁组织者区的染色质在细胞分裂中期成为染色体的次缢痕。

2、纤维结构：高密度区，染色深，呈环形或半月形，RNA和蛋白质组成3、颗粒成分：密布于纤维结构的外侧，并延伸到核仁周边，RNA和蛋白质，核糖体亚基的前体物质4、核仁基质：含蛋白质和无定形的液体物质，电子密度低，和核基质相连

三、核仁组织者区和核仁周期1、核仁组织区（NOR）：人类有5对染色体上存在核仁组织区，它们都是短臂上带有随体的染色体，这些染色体

称核仁组织者染色体。其短臂末端与随体之间有染色质细丝相连（DNA细环），上含转录rRNA基因,它可指导rRNA的合成。

2、核仁周期：

间期（存在）分裂期（消失）分裂末期（重建）

1~2核染色质浓缩,rDNA核仁组织者染色体解

仁或细环逐渐缩回到旋,rDNA伸展成细环,在酶

更多染色体,rRNA合的作用下合成rRNA,经积

成中止,核仁缩小累和包装,rDNA细环周边

继而消失。又组建成新的核仁

★四、核仁的功能——合成核糖体的亚基1.rRNA的合成

2.rRNA的加工与成熟

20SRNA18SrRNA+核仁蛋白小亚基40S降解

45SRNA41SRNA28SrRNA32SRNA5.8SrRNA大亚基60S5SrRNA核仁蛋白3.核糖体大小亚基的装配P197图2-7-20

★第五节细胞核的功能

一、遗传信息的贮存

二、遗传信息的复制：半保存复制、双向性、多起点性、半不连续性、不同步性三、DNA的转录：1、RNA链的起始2、RNA链的延伸3、RNA链的终止

RNA转录后的加工：1.在5'端加帽子：封闭5’端使之不被核酸降解酶降解。2.在3'端加尾巴：促进mRNA通过核孔由细胞核进入细胞质，封闭3’端使之不被核酸降

解酶降解,保持mRNA的稳定性。3.剪接：剪去内含子，连接外显子

整个过程中细胞质膜始终保持完整，细胞内含物不泄漏，不引发炎症反应。受严作风控的细胞主动性自杀过程，消耗能量

生物化学特征：1、DNA片段化，形成梯状条带2、RNA和蛋白质合成增加

3、Ca2+离子浓度升高4、多种蛋白酶的参与

★细胞坏死与细胞凋亡的区别：

形态学细胞膜细胞器细胞核凋亡小体DNA机制炎症反应特征细胞坏死肿胀破碎肿胀，破碎NoNo降解非调控，被动Yes破坏性，病理性死亡细胞凋亡皱缩完好形态基本完整染色质凝集，断裂Yes梯状带多基因调控，主动No必需的，生理性死亡

细胞凋亡的生物学意义：

1、细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡是细胞生命活动中三个同等重要的事件;2、维持组织、器官细胞数目的相对平衡，保证个体正常发育

3、清除体内多余、受损或危险的细胞而不对周边细胞或组织产生损害08级17班龙嘉敏整理

第八章细胞增殖和细胞周期

细胞增殖（cellproliferation）是细胞生命活动的重要特征之一

概念：细胞通过生长和分裂，产生与母细胞具有一致遗传特性的子细胞，使细胞数目增加的过程。方式：无丝分裂amitosis有丝分裂mitosis减数分裂meiosis

第一节细胞分裂(Celldivision)

一、无丝分裂（amitosis）：指细胞核与细胞质的直接分裂，细胞核拉长呈哑铃形，中央变细断开，细胞分裂成

两个。鸡胚血细胞、低等生物常见。

二、有丝分裂（mitosis）：又称间接分裂，特点是细胞通过有丝分裂装置或纺锤体将遗传物质确切的等分到两个

细胞中，以保证细胞增殖过程中的遗传稳定性。

1、前期prophase：①染色质凝集成染色体②核膜破碎和核仁消失

③确定分裂极，形成早期纺锤体有丝分裂器(mitoticapparatus)：由两端星体、星体微管、极间微管和动粒微管组合形成

的临时性纺锤形结构，能确保将已复制好的两套遗传物质平均分派给两个子细胞。

2、中期metaphase：染色体排列在赤道面，形成完整的纺锤体

3、后期anaphase：着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开,并移向两极4、末期telophase：形成两个子核，胞质分裂（cytokinesis）

有丝分裂过程中染色体的动力机制：1、染色体整列（排队）：指染色体整齐的排列到赤道板上的过程，是启动染色体分开并向两个子细

胞中平均分派的先决条件。

解释染色体向赤道板排列的两种假说：牵拉假说、外推假说

2、染色体分开：后期染色单体分开和向两极移动的运动机制，后期A和后期B两个阶段假说P217

三、减数分裂（meiosis）：减数分裂是特别的有丝分裂，仅发生于有性生殖细胞形成过程中的某个阶段，细胞仅

进行一次DNA复制，随后进行两次细胞分裂

1、减数分裂前间期：G1期、S期（特别长）、G2期2、第一次分裂：

（1）前期I（prophaseI）：①细线期：染色质凝集和同源染色体开始配对

②偶线期：同源染色体配对和联会，形成二价体（配对后，两条同源染

色体紧凑结合在一起形成的复合结构）和联会复合体（同源染色体在联会的部位形成的特别复合结构）。

③粗线期：染色体缩短变粗,出现四分体；在联会复合体（SC）中部出现球状椭圆形重组结；非姐妹染色单体发生重组和交换；合成一小部分P-DNA，编码一些与DNA点切和修复有关的酶；合成减数分裂期专有的组蛋白。

④双线期：重组终止，同源染色体开始分开，同源染色体间的联会复合

体消失，大部分片断分开，仅留一些连接点，称交织。RNA合成活跃，持续时间一般较长，其长短变化很大

⑤终变期：染色体继续缩短变粗,同源染色体重组完成；核仁、核膜消失，纺锤体形成；四分体较均匀的分布在细胞核中。

（2）中期I（metaphaseI）：同源染色体没有完全分开，仍有交织；

成对的同源染色体排列于赤道面上

（3）后期I（anaphaseI）：同源染色体分开并向两极移动，染色体数目减半（4）末期I（telophaseI）：①子细胞核重建，胞质分裂，形成两个间期子细胞；②马上准备减数其次次分裂

3、减数分裂间期：短暂，没有DNA复制，只有中心体的复制

4、其次次分裂：

（1）前期II：形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失（2）中期II：各染色体排列在赤道面上

（3）后期II：姐妹染色单体分开，并向两极移动（4）末期II：形成四个子细胞（遗传物质减半）

减数分裂的意义:是生物有性生殖的基础.

确保世代间遗传的稳定性.

增加变异机遇,确保生物的多样性并加强生物适应环境变化的能力.是生物遗传、进化和多样性的重要基础保证.

有丝分裂与减数分裂的区别：

所发生的细胞DNA复制次数细胞分裂次数分裂过程中染色体行为变化是否联会是否出现四分体同源染色体变化着丝点何时分裂子细胞染色体数子细胞个数

减数分裂生殖细胞12是是同源染色体分开后期II减半4个有丝分裂体细胞11否否不分开后期与母细胞一样2个其次节细胞周（cellcycle）

一、概念：

从一次细胞分裂终止开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂终止为止，称为一个细胞周期(cellcycle)又称细胞生活周期或细胞增殖周期G1期（gap1phase）：DNA合成前期间期（interphase）S期（synthesisphase）：DNA合成期G2期（gap2phase）：DNA合成后期细胞周期前期（prophase）有丝分裂期--M期中期(metaphase)

（mitoticphase）后期(anaphase)末期(telophase)

细胞在体内的增殖特性：

G0期细胞：长期停留在G0期，暂不增殖终末分化细胞：失去了增殖能力周期性细胞：连续不断分裂

G1期(gap1phase):细胞周期中时间最长,变化最大G1早期:细胞的生长,主要是RNA、蛋白质、脂类和糖类的合成G1晚期:为DNA合成作准备存在检查点(checkpoint,R)

S期(synthesisphase):进行DNA复制，DNA含量增加一倍

合成组蛋白和非组蛋白,进行中心体的复制

G2期(gap2phase):合成新的RNA和蛋白质分子、成熟促进因子MPF，

合成微管蛋白，合成剩余的0.3%染色体DNA

M期(mitoticphase)：时间最短，但形态结构变化最大;包括核分裂和胞质分裂;

将遗传物质均等地分到两个子细胞中;分为前期、中期、后期、末期.

(难点，了解)细胞周期调控:细胞周期关键事件:DNA复制、细胞分裂细胞周期的运行是在严格的调控下进行的，这是一个精细而繁杂的过程

细胞周期调控蛋白成熟促进因子(maturationpromotingfactor,MPF)Cyclin细胞周期蛋白（调理亚基）

使CDK磷酸化和活化的蛋白

Cdk细胞周期蛋白依靠性蛋白激酶（催化亚基）以磷酸化的形式作用于细胞周期事件CKICDK抑制因子

抑制CDK活性,阻断或延迟细胞周期的进行MPF是控制细胞进入M期的关键因素

G1/S期的转化：G1早期:Cyclin-CDK保持灭活状态G1晚期:G1期Cyclin转录活性逐渐升高

进出S期的调控：S-CdK通过控制DNA复制的启动以防止重复复制在一个S期内，Pre-RC只行使一次功能

G2/M期的转化：M期cyclin的合成及活性升高并与M-CDK结合

M-CdK启动M期的开始：活化的M-CdK：1、核膜破碎核纤层蛋白磷酸化2、染色体凝集染色体凝集蛋白磷酸化3、纺锤体形成GM130磷酸化4、高尔基体内质网重排微管结合蛋白磷酸化M期开始

M中期向M后期的转化：APC（anaphasepromotingcomplex）促后期蛋白复合体通过泛素化途径使M期cyclin降解，促使染色体的两个单体分开

细胞周期检查点（checkpoint，R）：是细胞周期调控的一种机制，主要是确保细胞周期中每一事件都按严格的先

后顺序进行并与外界环境因素相联系。

细胞增殖异常疾病：细胞增殖抑制性疾病贫血、艾滋病等细胞增殖失控性疾病肿瘤

★第三章细胞分化

细胞分化（celldifferentiation）

从受精开始的个体发育过程中细胞之间逐渐产生稳定性差异的过程实质：基因选择性的表达特征：1、相对稳定，不可逆2、细胞决定早于细胞分化

细胞决定：个体发育过程中，细胞在发生可识别的分化特征之前，就已经决定了未来发育的命运，并

向特定的方向分化，细胞预先作出的分化决定。

3、细胞分化具有时空性

4、细胞分化过程中可产生转分化与去分化。

细胞分化的潜能：

1、在发育过程中细胞潜能逐渐变窄：

全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。多能性：失去发育成完整个体的能力，但仍具有发育成多种表型的能力。单能性：仅有分化成一种细胞的能力

2、分化细胞细胞核的全能性：分化的细胞DNA含量没有发生变化分化细胞中染色体数目没有发生变化分化细胞的基因数目没有发生变化

分化细胞具有同种全部基因的直接证据分子杂交试验细胞核移植试验

细胞分化基因：管家基因维持细胞生存所必需的基因，所有细胞中均表达，对细胞只起协助作用。奢靡基因存在于各种组织，具有不同选择表达的基因。

细胞分化调控的不同水平：转录水平、翻译水平、蛋白质形成后活性调理水平等

肿瘤细胞的基本特征：癌细胞核大、核仁数目多，核膜和核仁轮廓明白。1、细胞生长和分裂失去控制2、具有浸润性和扩散性3、细胞间相互作用改变4、蛋白表达谱系或蛋白活性改变5、mRNA转录谱系发生改变6、体外培养的恶性转化细胞（不具接触抑制）

第四节细胞衰弱与死亡

细胞衰弱是个体衰弱的基础

个体衰弱是细胞衰弱的表现形式

一、细胞衰弱（senescence；aging）

细胞在正常条件下发生的生理功能和增殖能力减弱、形态改变并趋向死亡的现象。

特征：1、形态结构的变化：细胞核的变化：核膜内陷、分叶，染色质凝集细胞膜和细胞器的变化：细胞膜变厚，滚动性降低，通透性下降；粗面内质网减少，

线粒体变大且数量减少，高尔基复合体和溶酶体体积增大、数量增加

色素沉积、细胞内水分减少

2、生物化学变化：DNA：复制与转录受阻，端粒DNA逐渐丢失。甲基化程度降低；DNA氧