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医学细胞生物学资料整理0000000第三章细胞的分子基础生物小分子
1、无机化合物水(游离水、结合水)无机盐离子状态
2、有机化合物单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸细胞大分子细胞的蛋白质、核酸、多糖(由小分子亚基装配而成)蛋白质一级结构多肽链仲氨基酸的种类、数目和排列顺序形成的线性结构,化学键主要是肽键蛋白质功能
①细胞的结构成分
②运输和传导
③收缩运动
④免疫保护
⑤催化作用—酶核酸:DNA:双螺旋结构RNA信使RNAMrna、转运RNAtRNA、核糖体RNArRNA功能
1、携带和传递遗传信息
2、复制
3、转录第四章细胞生物学的研究技术第一节细胞形态结构的观察光学显微镜技术------显微结构的观察
一、普通光学显微镜---染色标本
二、荧光显微镜---(紫外线)细胞结构观察、细胞化学成分研究、DNA&RNA含量变化
三、相差显微镜---(光的衍射和干涉效应)活细胞结构、活动观察
四、微分干涉差显微镜---(平面偏振光的干涉)活细胞结构观察、细胞工程显微操作(三维立体投影)
五、暗视野显微镜---(特殊的聚光器)观察活细胞外形
六、激光共聚焦扫描显微境---(激光作光源)立体图像,组织光学切片;三维图像重建电子显微镜技术------亚微结构的观察分透射、扫描、高压透射电子显微镜电子束穿透样品而成像,观察细胞超显微结构,荧光屏上成像亚微结构观察---电子显微镜技术、扫描隧道显微镜光镜与电镜的区别第二节细胞的分离与培养
一、细胞培养是指在体外适宜条件下使细胞继续生长、增殖的过程优点
1、容易在较短的时间内获得大量的细胞
2、有利于研究单一类型的细胞
3、通过人为控制培养条件,可以减少一些未知的因素影响细胞培养的条件培养基:氨基酸+糖+维生素血清支持物环境:无菌环境、适宜温度,pH值特性:贴壁生长接触抑制肿瘤细胞没有分类原代培养:直接来自于有机体的细胞培养称原代培养但常常也将第1代与传10代以内的细胞培养统称原代细胞培养传代培养:将适应了体外条件的原代培养细胞进行传代和扩大培养细胞系有限:指能顺利传40-50代,仍保持正常细胞特点的传代细胞永生:50代后,具有了癌细胞的特点细胞株从某一细胞系中,用单细胞克隆培养而形成的,具有基本相同的遗传性状的细胞群体
二、细胞融合指自发或人工诱导下,两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程方法自然方法人工诱导灭活的病毒或化学物质介导、电融合技术第五章细胞膜及其表面★第一节细胞膜的分子结构和特性细胞是除病毒virus以外一切生物体形态结构和功能的基本单位细胞膜(cellmembrane)又称质膜(plasmamembrane),是包围在细胞外表面的一层界膜,使得细胞质与外界环境相隔开细胞内膜(endo-membrane)是在真核细胞内除了质膜以外的膜结构生物膜(biomembrane)细胞质膜和细胞内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性,故总称为生物膜单位膜unitmembrane:生物膜在透射电镜下有共同的形态结构特征,均为“两暗夹一明”的三层结构,这三层结构又称为单位膜第一部分细胞膜的化学组成Membranelipids膜脂基本成分phospholipids磷脂形成脂双层构成细胞膜的基本成分cholesterols胆固醇具备调节膜流动性和稳定膜的作用glycolipids糖脂作为受体参与细胞识别及信号转导的过程特性
1.双亲性分子
2.构成生物膜的基本结构,各有其作用Membraneproteins膜蛋白功能体现intrinsicprotein内在蛋白整合蛋白,以不同程度嵌入脂双层的内部与膜结合非常紧密,只有用去垢剂才能从膜上洗脱extrinsicprotein外在蛋白周边蛋白,水溶性,分布在细胞膜的表面,比较容易洗脱特点
1、是膜功能的主要体现者
2、具有双亲性Membranecarbohydrates膜糖类:保护细胞表面细胞识别和黏着、信息传递glycolipids糖脂以寡糖或多糖链共价结合于膜脂分子上glycoproteins糖蛋白:以寡糖或多糖链共价结合于膜蛋白分子上第二部分细胞膜的分子结构模型流动镶嵌模型
1.由流动的脂质双分子层构成膜的连续主体
2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌或附在脂质双分子层中
3.糖分子分布于膜外表面强调了膜的动态性和球形蛋白质与脂双层的镶嵌关系第三部分膜的理化特征不对称性膜蛋白分布的不对称、膜脂的不对称流动性:膜脂的流动性
1、侧向扩散运动同一平面上相邻的脂分子交换位置
2、翻转运动膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层
3、旋转运动围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转
4、弯曲运动
5、伸缩震荡运动膜蛋白的运动性
1、侧向扩散膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面扩散
2、旋转扩散膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件物质运输、信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关细胞膜的功能物质运输、信息传递、免疫相关★第三节、细胞膜的物质运输形式小分子和离子物质——穿膜运输大分子和颗粒物质——膜泡运输
一、穿膜运输细胞膜是选择性半透膜细胞膜上存在膜转运蛋白membranetransportprotein膜转运蛋白
1、载体蛋白(CarrierProtein)细胞膜上的一类跨膜蛋白与转运的物质特异性结合而改变自身的构象,使物质跨越细胞膜
2、通道蛋白(ChannelProtein)一类能形成孔道供某些离子或分子进出细胞的跨膜蛋白分类被动转运----物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运转运的动力来自物质的浓度梯度,不需要细胞提供代谢能量
1、简单扩散--物质顺浓度梯度自由穿越脂双层的运输方式适合简单扩散的物质:脂溶性疏水小分子:苯、氧气、氮气不带电极性小分子:水.尿素.二氧化碳不适合简单扩散的物质:带电荷的、水溶性的分子,分子量大
2、离子通道扩散----依靠通道蛋白离子等物质顺浓度梯度的跨膜运输的方式通道蛋白跨膜蛋白水通道持续开放闸门通道配体闸门通道 、电压闸门通道
3、易化扩散---依靠载体蛋白一些非脂溶性物质等物质顺浓度梯度的跨膜运输的方式主动转运钠钾泵(Na+-K+ATP酶)实质:泵为Na-K-ATP酶具有载体和酶的双重作用大亚基:为跨膜蛋白是该酶的催化部位小亚基:为膜外侧半嵌合糖蛋白伴随运输---离子梯度驱动的主动运输或间接的主动运输一种物质的主动运输依赖于另一种离子的被动运输能量来源存在膜上的离子浓度梯度载体蛋白介导的物质运输单运输运输一种物质协同运输运输两种物质----同向运输、对向运输
二、膜泡运输(批量运输)----大分子或颗粒物质进出细胞通过一系列膜泡的形成和融合来完成转运的过程Endocytosis胞吞作用andexocytosis胞吐作用发生膜的融合和断裂消耗代谢能,属主动运输Endocytosis胞吞作用:-----胞外的大分子或颗粒物质靠近并结合于细胞表面后,膜逐渐内陷将其包围,形成吞噬(饮)小泡进入细胞的过程吞噬作用cellulareating大颗粒细菌、细胞碎片---形成吞噬体巨噬细胞、中性粒细胞------偶尔发生胞饮作用cellulardrinking溶液---形成吞饮小泡,发生在大多数真核细胞---连续发生的过程受体介导的胞吞作用---细胞特异地摄取细胞外蛋白或其它化合物的胞吞方式---形成有被小泡具高度的特异性和高效性Exocytosis胞吐作用:-----胞内的大分子或颗粒物质由膜包被形成小泡,小泡再移至质膜并与细胞膜融合将内容物排出胞外的过程第四节、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殊蛋白质,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节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,直接调节基因转录活性★
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
②受体酪氨酸激酶
③G蛋白耦联型受体
(一)离子通道型受体概念既为受体,又为离子通道,其跨膜信号转导无需中间步骤作用机理受体和配体结合后,通道蛋白改变构象,导致通道开放或关闭,直接引起细胞反应如配体闸门通道
(二)受体酪氨酸激酶receptortrk概念这类受体由一条多肽链构成的跨膜的糖蛋白组成,N端位于质膜外,是配体结合的部位C端位于胞质内,是具有酪氨酸激酶功能区.作用机理受体和配体结合后,导致受体二聚化,二聚体内发生自磷酸化从而激活受体的激酶活性,引发生物学效应
(三)G蛋白耦联型受体概念七次跨膜蛋白,胞外结构域识别信号分子(配体)胞内结构域与G蛋白耦联机理当此受体和配体结合后,激活偶联的G蛋白,调节相关酶活性,在细胞内产生第二信使膜受体的特点
1、特异性及非决定性立体构象互补,分子的立体特异性
2、可饱和性有限的结合能力,受体数目和浓度恒定
3、高亲和度结合能力强
4、可逆性非共价结合
5、特定的组织定位
三、细胞识别的概念和现象细胞识别cellrecognition---指细胞能认识同种、异种细胞,自己、异己物质的一种现象★四细胞膜信息传递的概念、过程和构成细胞膜信息传递细胞表面受体介导的信号转导---指细胞外信号分子与细胞表面受体结合,使细胞产生胞内信号分子,进而引起细胞发生一系列反应的过程细胞膜信息传递过程细胞内信号分子-----胞内信号由第一信使经转导刺激在细胞内产生,在细胞内传递细胞调控信号的化学物质例如第二信使(受体和配体结合后,由效应酶催化产生的最早的胞内信号分子)第二信使的类型cAMP、cGMP、二酯酰甘油DG、三磷酸肌醇IP3G蛋白鸟苷酸结合蛋白Gprotein---属于膜蛋白,位于质膜的胞质面的外周蛋白,由α、β、γ三个不同亚基组成,具有结合GDP和GTP的能力并具有GTP酶活性
1、两种构象非活化型(三个亚基结合,且α亚基与GDP结合,此时为非活化状态)活化型(与βγ亚基分离,且α与GTP结合,此时为活化状态)
2、细胞存在不同类型的G蛋白,不同G蛋白对应不同的效应酶G蛋白的作用机理构象变化,即从非活化型变为活化型,调节对应的效应酶的活性G蛋白耦联型受体的信息传递途径配体受体G蛋白效应酶第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白生物学效应-----最为重要的信息传递途径★cAMP环化腺苷酸信号体系概念以cAMP为第二信使的G蛋白耦联型受体介导信号传递途径路线一激活型配体激活型受体Rs(G蛋白)活化型调节蛋白Gs+腺苷酸环化酶cAMP路线二抑制型配体抑制型受体Ri(G蛋白)抑制型调节蛋白Gi-
五、膜抗原的概念和类型细胞表面抗原CellSurfaceAntigen---高等动物细胞表面的各种各样表示其属性的标志抗原antigen能在机体内引起免疫反应的异物分子膜抗原(MembraneAntigen)细胞表面具有抗原性质的大分子多为镶嵌在细胞膜上的糖蛋白和糖脂第六章细胞质和细胞器第一节细胞质基质细胞质基质cytoplasmicmatrixorcytomatrix----真核细胞质中除可分辨(有形)结构外的无定形胶状物质体系化学组成无机小分子水和各种离子中分子类脂类、糖类、氨基酸、核苷酸大分子类蛋白质、脂蛋白、RNA、多糖等功能提供离子环境、提供底物,多种代谢过程的场所(糖酵解、糖原代谢等)物质运输通路细胞增殖、分化中起重要作用细胞器organelle----在细胞质基质中,具有一定化学组成和形态结构,执行特定生理功能,并为细胞所固有的有形结构小体膜性结构内质网、高尔基复合体、溶酶体、线粒体、过氧化物酶体等非膜性结构核糖体、中心体、微管、微丝等第二节核糖体(ribosome简称RI)核糖体的形态结构大、小亚基结合部之间形成特殊的间隙结构——mRNA结合、穿越的部位大亚基中央有一管状结构(中央管)——新生多肽链穿过释放的部位几个功能活性部位(了解)
1.氨酰基位点aminoacylsiteA位受位:与氨酰-tRNA的结合位点
2.肽酰基位点peptigylsiteP位给位与肽酰-tRNA的结合位点
3.肽酰基转移酶位点催化氨基酸之间形成肽键
4.GTP酶位点水解GTP,为肽酰tRNA从A位转移到P位供能
5.E位点exitsite(原核细胞)肽酰转移后,与即将释放的tRNA的结合位点
6.与其他起始因子、延伸因子和终止因子的结合位点核糖体的理化特性(化学组成)※r蛋白质约占40%,分布于表面※rRNA约占60%,分布于内部核糖体的形成与装配——自组装
1、染色体的核仁组织者区是rRNA基因(rDNA)所在部位5SrRNA基因除外
2、r蛋白质在细胞质中合成
3、核仁是合成rRNA和组装核糖体亚基的场所----核糖体是一种动态结构,大小亚基常游离存在于细胞基质中,进行蛋白质合成时,当小亚基结合mRNA后,大亚基才与其结合,形成完整的核糖体核糖体与蛋白质合成参与的成分核糖体——合成蛋白质的场所mRNA——合成蛋白质的模板(密码子)tRNA——转运特定的氨基酸许多与蛋白质合成有关的因子蛋白质合成过程的三个阶段多肽链合成的起始---始动因子多肽链合成的延伸---延长因子多肽链合成终止---释放因子核糖体的存在形式游离核糖体游离于细胞质中,合成细胞所需要的结构蛋白附着核糖体附着于内质网膜表面,合成跨膜蛋白、驻留蛋白、溶酶体酶蛋白、分泌蛋白多聚核糖体(polyribosome核糖体常几个或几十个串联在一条mRNA分子上高效地进行肽链合成,形成多聚核糖体第三节内膜系统EndomembraneSystem----真核细胞内在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称Endoplasmicreticulum内质网Golgicomplex高尔基复合体lysosome溶酶体peroxisome过氧化物酶体(线粒体不属于内膜系统)★一内质网EndoplasmicReticulumER
(一)ER的形态结构特点及化学组成遍布胞质的连续网状膜系统占细胞总膜的一半)由扁囊、小管、小泡组成,基本结构包括ER膜和ER腔标志酶葡萄糖-6-磷酸酶,分布在腔面,参与糖代谢细胞色素P450,分布于胞质面和腔面,参与电子传递
(二)ER的类型滑面内质网SER特点:膜表面无核糖体形态:多为分支小管或小泡分布:肌细胞、合成类固醇激素的细胞中较丰富粗面内质网RER特点:膜表面附着核糖体形态:多为板层状排列的扁囊分布:多在分泌活动旺盛的细胞内
(三)内质网的功能
1、RER与蛋白质的合成、加工、运输有关
①蛋白质合成合成蛋白质的种类膜整合蛋白(跨膜蛋白)膜抗原、膜受体、通道蛋白等分泌蛋白(外输性蛋白)抗体、肽类激素、消化酶、细胞因子等溶酶体酶蛋白驻留蛋白定位于ER、Gi等细胞器内的可溶性蛋白信号肽假说信号肽引导的蛋白质合成过程
1、信号肽-SRP-核糖体复合物形成
2、信号肽-SRP-核糖体-SRP受体复合物形成
3、核糖体锚着到RER上
4、新合成的多肽链进入内质网腔
5、肽链合成完成,Ri大、小亚基解离,移位子通道关闭指导因子多肽链N端的信号肽信号识别颗粒(signalrecognitionparticle,SRP)信号识别颗粒受体(SRP-receptor)通道蛋白移位子
②新生多肽链的折叠和装配蛋白二硫键异构酶——二硫键形成结合蛋白(Bindingprotein,Bip)——促进肽链折叠
③蛋白质的加工修饰蛋白质的糖基化N-连接的糖基化始于ER腔完成于GC寡糖连接到肽链的天冬酰胺残基侧链的氨基—NH2上O-连接的糖基化全部或主要于GC完成寡糖连接到蛋白质多肽链的丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基侧链的羟基—OH上
④蛋白质的运输RER出芽运输小泡靶细胞器或高尔基体
2、SER多功能的细胞器
①脂质的合成
②类固醇激素的合成
③参与糖原分解代谢(肝细胞)
④具有解毒作用(肝细胞)
⑤参与骨骼肌的收缩
⑥胃酸、胆汁的合成与分泌内质网的病理性改变ER是一个敏感的细胞器形态结构改变肿胀——水样变性肥大——药物中毒、病毒感染等囊池塌陷——膜损伤致合成障碍癌细胞低分化——ER少高分化——ER多低侵袭力——ER少高侵袭力——ER多★二高尔基复合体GolgicomplexGC一.形态结构----一层单位膜围成的有极性的细胞器光镜下一般为不规则网状、颗粒状或线状电镜下由扁平囊和大小不等的囊泡组成常分布于内质网和细胞膜之间,有极性;扁平囊是最具特征的主体部分,凸面称顺面或形成面,朝向ER或细胞核;凹面称反面或成熟面,朝向细胞膜扁平膜囊功能区隔
1、顺面高尔基网(cisGolginetwork,CGN)是高尔基体的入口区域接受ER合成的物质并分选
2.膜囊包括顺面、中间和反面蛋白质的加工和修饰,糖脂的形成
3.反面高尔基网(transGolginetwork,TGN)是高尔基体的出口区域,参与蛋白质的分选与包装,最后输出
二、高尔基复合体的化学组成蛋白质和脂类(介于细胞膜和ER间)标志酶糖基转移酶三.高尔基复合体的功能---蛋白质的分类加工、运输,膜的转变等
(一)加工和修饰作用
1.蛋白质糖基化(同RER)
2.蛋白质的水解加工
(二)对蛋白质进行分选运输蛋白质分选新合成的蛋白质被特异地分送到需要它的靶部位GC是胞内膜泡运输的中心Endocytosis胞吞作用ER运输小泡GC分泌泡细胞膜CellmembraneExocytosis胞吐作用膜流细胞的各种膜性结构之间相互联系和转移的现象
(三)参与细胞的分泌活动
四、高尔基复合体与疾病
1.癌细胞中的高尔基复合体结构不发达
2.中毒细胞中的高尔基复合体的变化形态萎缩、结构破坏、甚至消失
3.功能亢进时的高尔基复合体结构肥大★三溶酶体LysosomeLy----(细胞内的消化器)
一、结构特征
1、具有多型性和异质性,即形态及内含的水解酶种类不完全相同
2、内含60多种酸性水解酶,标志酶是酸性磷酸酶
3、膜有质子泵H+维持内环境酸性pH=
54、膜蛋白高度糖基化,防止溶酶体膜被降解
5、膜上有多种载体蛋白,可将消化产物运出二.Ly的分类根据形成过程和功能状态类型成分内体性溶酶体(初级)GC的运输小泡+内吞体内体吞噬性溶酶体(次级)自噬性溶酶体内体性溶酶体+内源性物质异噬性溶酶体内体性溶酶体+外源性物质残余体(三级)残留物
三、溶酶体的形成融合
四、溶酶体的功能
(一)对细胞内吞物质的消化---溶酶体对外源性物质的消化过程(胞吞作用)
(二)对自身物质的分解(衰老细胞器、分泌颗粒)
(三)细胞营养作用
(四)防御保护功能
(五)参与激素的形成
(六)在个体发生发育过程中的作用----溶酶体膜破裂,酶释放入胞质中引起细胞本身被消化自溶
五、溶酶体与疾病
(一)先天性溶酶体病(缺乏某种水解酶)
(二)溶酶体膜的稳定性失常所致疾病
(三)溶酶体与休克四过氧化物酶体peroxisomePs溶酶体Ly过氧化物酶体Ps形态特征多型、异质性异质性,中央常有类核体酶酸性水解酶氧化酶和过氧化物酶、H2O2酶标志酶酸性磷酸酶H2O2酶功能细胞消化氧化脂肪酸、解毒形成ER\GCRER/自体分裂内膜系统的总括内膜系统结构上的统一性内膜系统功能上的统一性是细胞内蛋白质的加工、分选和运输系统细胞表面ERGCLy通过小泡运输分泌小泡核糖体线粒体细胞质基质细胞核直接穿膜运输Ps第四节线粒体(mitochondrion复数-ria)线粒体的形态特征形状类似细菌,分布于能量需求多的细胞,线粒体数量也多★超微结构外膜脂类与蛋白质比例1:1,富含转运蛋白(孔蛋白porin),允许分子量在10000以下的物质自由通过,包括小的蛋白质内膜和内部空间内膜Ⅰ.不含胆固醇,富含心磷脂Ⅱ.蛋白约占80%脂质约占20%Ⅲ.高度特化,通透性小分子量大于150的物质不能自由通过Ⅳ.折叠成嵴cristae提高ATP生产能力嵴(板层状多、管状)基粒(ATP合酶复合体),附在嵴上,是将呼吸链电子传递过程中释放的能量用于使ADP磷酸化生成ATP的关键装置头部偶联因子F1书P147解释柄部OSCP,能与寡酶素特异结合,解偶联作用,抑制ATP合成基片偶联因子F0膜间腔内外膜之间空间基质腔内膜直接包围的空间基质可溶性蛋白质、脂肪、双链环状DNA、核糖体线粒体的化学组成蛋白质(酶)干重的70%左右脂类干重30%左右水、DNARNA、三羧酸循环的中间产物、辅酶★线粒体的功能Ⅰ.是细胞有氧呼吸的基地和供能的场所----供应细胞生命活动95%的能量Ⅱ.主要功能细胞氧化/细胞呼吸----把氧化各种底物产生的自由能转化为可被细胞直接利用的形式——ATP无氧酵解1分子葡萄糖→2ATP有氧呼吸1分子葡萄糖→36~38ATP一)糖酵解(细胞质)---2ATP二)乙酰CoA产生(线粒体基质)---(代谢枢纽)三)三羧酸循环(线粒体基质)---2ATP四)氧化磷酸化(内膜)---34ATP电子传递链/呼吸链:电子在线粒体内膜上的酶体系上逐级传递,最后给O,同时伴随质子泵出内膜ATP的形成:H质子电化学梯度驱使ATP合酶形成ATP电化学梯度:内膜两侧[H]浓度差,膜电位差----推动ATPase合成ATP化学渗透假说质子电化学梯度推动ATPase合成ATP线粒体的基因组线粒体基因组组成(与原核DNA类似)Ⅰ.缺乏组蛋白,突变率较高Ⅱ.基因37个,与原核基因结构性质一样2种rRNA;22种tRNA;13种蛋白质Ⅲ.部分密码子不同于核基因组密码子线粒体DNA的复制转录Ⅰ.不依赖核染色体而将复制后的DNA分配到子线粒体中去(这个过程称为复制分离)Ⅱ.半保留复制方式线粒体蛋白质的合成(与原核生物类似)Ⅰ.自身合成的蛋白(13个)都是细胞呼吸中的关键酶Ⅱ.有自身专用tRNAmRNA核糖体Ⅲ.线粒体自身蛋白合成与转录同时进行,与细菌类似线粒体半自主性Ⅰ.两套遗传体系所控制mtDNA和核DNA;Ⅱ.多数蛋白来自核DNA,少数来自mtDNA;Ⅲ.线粒体的形成,生长,增值都需要核DNA参与;Ⅳ.mtDNA复制表达也必须依赖核DNA提供的酶蛋白线粒体蛋白的转运导肽leadersquence定位线粒体的核编码蛋白的N端具有的一段氨基酸序列,20-80个氨基酸残基,富含带正电的碱性氨基酸Arg,具有识别、牵引和定位线粒体的信号作用分子伴侣molecularchaperone一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,它与酶的作用方式类似,通过非特异性结合,催化介导蛋白质特定构象的形成,参与体内蛋白质的折叠、装配和转运,但又不构成其结构的一部分迄今为止发现的大多数分子伴侣属于热休克蛋白HSP解折叠重折叠前体蛋白导肽引导穿膜导肽水解成熟蛋白分子伴娘mt分子伴娘第五节细胞骨架(cytoskeleton)真核细胞质中特有的蛋白质纤维网络骨架体系,由微丝、微管、中间纤维三类骨架成分组成对细胞形态,运动,胞内物质运输,细胞增值,信号转导等等起重要作用具有弥散性、整体性和变动性广义上的细胞骨架还包括:核骨架、核纤层、细胞外基质★
一、微管microtubules细胞骨架成分之一,由微管蛋白和微管结合蛋白组成的管状纤维结构具有极性靠近核向四周呈放射状排布Ⅰ.微管的结构组成微管蛋白二聚体tubulin占微管总蛋白的80%,酸性蛋白两个亚单位:α-微管蛋白和β-微管蛋白微管结合蛋白MAP微管相关蛋白MAP1MAP2MAP
4、微管聚合蛋白tauMAP的主要功能是
①促进微管聚集成束;
②增加微管稳定性或强度;
③促进微管组装;
④连接其他蛋白纤维.Ⅱ.微管存在形式单管(13条原纤维)、二联管(13+10)----纤毛和鞭毛的杆状、三联管(13+10+10)----中心粒和纤毛、鞭毛的基体Ⅲ.微管的动态平衡动态微管存在时间很短,发生快速组装和去组装,如纺锤体稳定微管存在时间较长,如纤毛微管的组装与去组装---踏车现象微管体外组装条件---微管蛋白和GTPMg2+,无Ca2+Ph温度等以“首尾相接”(-αβ-αβ-αβ-…)的方式形成原纤维,因而具有极性成核期微管蛋白二聚体原纤维13根原纤维合拢成管延伸期微管蛋白二聚体加在两端微管体内组装微管组织中心(microtubuleorganizingcenterMTOC)---是微管进行组装的区域包括中心体、基体、着丝粒、成膜体,都具有γ微管蛋白成核期环状的γ球蛋白复合体为模板成核先组装出短的微管延伸期二聚体加入末端稳定期影响微管体组装与组装的因素
1、微管蛋白浓度
2、微管正端β微管蛋白结合GTP或GDP
3、pH温度压力钙、镁离子浓度
4、药物:紫杉醇秋水仙素和长春花碱Ⅳ.微管的功能支架维持形态形成纺锤体参与染色体移动细胞内运输分子马达
①动力蛋白,向“-”运输
②驱动蛋白,向“+”运输中心粒、鞭毛、纤毛细胞器的定位和分布参与胞内信号传导★
二、微丝(microfilament,MF)--又称肌动蛋白丝actinfilament------由肌动蛋白actin组成的直径约7nm的骨架纤维两条肌动蛋白丝以螺旋的形式组成的纤维,有极性不稳定,能形成稳定的结构,常成束分布靠近细胞膜内侧Ⅰ.微丝的结构----结构单位:肌动蛋白球形单体的肌动蛋白又称球状肌动蛋白(G肌动蛋白)纤维状多聚体形成肌动蛋白丝称为纤维状肌动蛋白(F肌动蛋白)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,是一种特殊的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)(intermediatefilamentIF)-----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4-----10nm中间纤维IF装配与MFMT装配相比,有以下几个特点
1、IF装配的单体是纤维状蛋白MFMT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MFMT复杂,较稳定,具有组织特异性IF在形态上相似,而化学组成有明显的差别※中间纤维的6种类型,不同种细胞不相同,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、增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、中间丝的比较微管微丝中间丝形状中空的管状纤维,最粗(外径24nm)实心丝状纤维,最细(直径7nm)实心线状,粗细居中(直径10nm)组成蛋白微管蛋白tubulin肌动蛋白actin角蛋白等多种蛋白极性正极、负极正极、负极无第七章细胞核(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离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第二节核纤层和核骨架
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、LaminB
1、LaminB
2、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
2、中度重复序列重复拷贝数在104~105,组蛋白基因、rRNA基因和tRNA基因属于此类
3、高度重复序列重复拷贝数在105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、H
3、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密、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,分布于细胞核周围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、H
3、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殊部位,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配合、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离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围染色质: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)★
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45SRNA41SRNA28SrRNA32SRNA
5.8SrRNA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留复制、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,产生与母细胞具有相同遗传特性的子细胞,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精确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核膜破裂和核仁消失
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配给两个子细胞
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,姐妹染色单体分离并移向两极
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,是启动染色体分离并向两个子细胞中平均分配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、染色体分离后期染色单体分离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)减数分裂是特殊的有丝分裂,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,两条同源染色体紧密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殊复合结构)
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双线期重组结束,同源染色体开始分离,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,称交叉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,仍有交叉;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立即准备减数第二次分裂
3、减数分裂间期短暂,没有DNA复制,只有中心体的复制
4、第二次分裂
(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.增加变异机会确保生物的多样性并增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减数分裂有丝分裂所发生的细胞生殖细胞体细胞DNA复制次数11细胞分裂次数21分裂过程中染色体行为变化是否联会是否是否出现四分体是否同源染色体变化同源染色体分离不分离着丝点何时分裂后期II后期子细胞染色体数减半与母细胞一样子细胞个数4个2个第二节细胞周(cellcycle)
一、概念从一次细胞分裂结束开始,经过物质积累过程,直到下一次细胞分裂结束为止,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checkpointRS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DNAM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,这是一个精细而复杂的过程细胞周期调控蛋白----成熟促进因子maturationpromotingfactorMPFCyclin细胞周期蛋白(调节亚基)---使CDK磷酸化和活化的蛋白Cdk细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶(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、核膜破裂---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---分子杂交实验细胞核移植实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侈基因---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节水平等肿瘤细胞的基本特征癌细胞核大、核仁数目多,核膜和核仁轮廓清楚
1、细胞生长和分裂失去控制
2、具有浸润性和扩散性
3、细胞间互相作用改变
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)第四节细胞衰老与死亡细胞衰老是个体衰老的基础个体衰老是细胞衰老的表现形式
一、细胞衰老(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,流动性降低,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氧化、断裂、缺失和交联RNA含量降低蛋白质含成下降,发生修饰、交联酶分子活性中心被氧化,金属离子丢失,酶分子的二级结构,溶解度,等电点发生改变,酶失活脂类不饱和脂肪酸被氧化细胞衰老的机制
1、遗传学说---由遗传因素决定的主动有序过程,在一定阶段,由一些基因依次启动表达所致(早老症、Werner综合症)
2、染色体端粒学说---端粒是染色体末端特殊的结构,由重复上千次的TTAGGG序列所组成
3、自由基学说---自由基是具有不成对电子或原子基团的高度活化的分子(引起核酸、蛋白质、脂类等物质氧化受损)
4、代谢废物积累学说---细胞内代谢物的累积至一定量后,会引起细胞衰老
二、细胞死亡(celldeath)----是细胞衰老的结果,是细胞生命现象不可逆的终止及细胞生命的结束
(一)细胞坏死cellnecrosis---被动的,病理性死亡---外界因素影响造成细胞的急速死亡,意外性或病理性死亡细胞坏死常表现为成群细胞的丢失或破坏形态学特征通透性增加,细胞胀大细胞核与线粒体肿胀,溶酶体破裂释放酶,细胞器被破坏细胞膜和细胞器破裂溶解,细胞内容物释放,引起周围组织出现炎症反应
(二)细胞凋亡cellapoptosis---主动的,生理性死亡(程序性细胞死亡)---体内细胞发生的主动的、由基因控制的自我消亡方式涉及一系列基因的激活、表达以及调控作用,是机体为适应环境而主动采取的生理性死亡主要发生在胚胎发育中过程中形态学特征分为3个阶段
1、凋亡的起始
①细胞表面特化结构消失;
②细胞间接触消失;
③细胞质膜依然完整;
2、凋亡小体的形成被反折的细胞质膜包围,形成凋亡小体(apoptoticbodies);
3、凋亡小体被临近吞噬细胞吞噬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格调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细胞坏死细胞凋亡形态学肿胀皱缩细胞膜破裂完好细胞器肿胀,破裂形态基本完整细胞核No染色质凝集,断裂凋亡小体NoYesDNA降解梯状带机制非调控,被动多基因调控,主动炎症反应YesNo特征破坏性,病理性死亡必须的,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围细胞或组织产生损害★为掌握内容特点
1、速度快,109个离子/秒
2、高度选择性
3、开放的间断性判断关键运输方向、跨膜动力、能量消耗、转运蛋白高度专一性的载体蛋白介导消耗代谢能量物质从低浓度处向高浓度关键词概念、作用机理胞内第二信使引发细胞的一系列生物学反应受体和配体的结合使细胞外信号转化为胞内第二信使受体和配体相互识别结合(信息转导的基础)细胞质基质中由6个多肽亚基和1个RNA分子组成的核糖核蛋白,其上有信号肽、Ri及RER上SPR受体的结合位点内体性Ly出芽形成特异性运输小泡+内吞体与反面膜囊上的M6P受体结合寡糖链上甘露糖残基磷酸化,形成6-磷酸-甘露糖M6P进入GC顺面膜囊ER上核糖体合成溶酶体酶蛋白进入ER腔进行N-连接糖基化核仁组织者染色体解旋rDNA伸展成细环在酶的作用下合成rRNA经积累和包装rDNA细环周围又组建成新的核仁染色质浓缩rDNA细环逐渐缩回到染色体rRNA合成停止核仁缩小继而消失1~2核仁或更多08级17班龙嘉敏整理。