第一篇:细胞生物学
《细胞生物学》课程教学大纲
课程编号:231222
课程名称:细胞生物学 总学时数:64 实验学时:30
先修课及后续课:先修主要课程有:有机化学、生物化学、微生物学;后续课程有:基因工程、细胞工程、酶工程、生物制药工艺学、免疫学。
一、说明部分
1.课程性质
本课程属于生物技术专业必修专业课,授课对象为该专业本科学生。
细胞生物学是研究细胞基础生命活动规律的科学,它在不同层次上以研究细胞结构与功能,细胞增殖、分化、衰老与凋亡,细胞信息传递,真核细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等作为主要内容。它是现代生命科学的重要基础学科。
2.教学目标及意义
通过学习本课程,了解细胞的基本知识和细胞生物学的研究方法,以真核细胞结构、功能和生活史为主要内容,强调细胞是生命活动的基本单位,突出生物膜,细胞信号转导,细胞增殖调控,细胞分化、衰老与凋亡,肿瘤生物学等热点问题,使学生通过本课程的学习,了解和掌握真核细胞的结构与功能,并深入理解彼此之间的相关性和一致性,从显微水平、超微水平和分子水平等三个层次认识细胞生命活动的本质和基本规律。通过本课程学习,为今后专业课的学习打下良好的基础。
3.教学内容及教学要求
教学内容包括绪论、细胞的基本结构与生物大分子、细胞膜及其表面结构、细胞内膜系统、细胞骨架系统、核糖体、线粒体、细胞核、细胞增生周期和生殖细胞的发生与受精、细胞基因组的结构、复制与表达、细胞蛋白质组、细胞信号系统、细胞的整体性、细胞的分化、衰老与死亡、生物工程原理及其医学应用。
在教学工作中,采用多媒体课件和国内外最新的教学参考书、教案,灵活运用多种教学方法,因材施教,把发展学生“独立学习、独立思考、独立判断和独立工作”的能力放在首位,努力调动学生的兴趣和积极性,使学生在牢固掌握基础知识和基本概念的同时,得到科学研究、科学思维和科学方法的良好训练,为其他专业基础课和专业课的学习及日后的研究工作打下坚实的基础。要求学生通过学习本课程掌握细胞分子生物学基础内容与概念。
4.教学重点、难点
1)生物膜的结构功能:质膜的结构、物质跨膜运输、内膜系统构成的各类细胞器的结构功能、蛋白质的分选与定向转运。
2)细胞的纤维网络结构:包括细胞连接、细胞粘附分子、细胞骨架、细胞外基质的组成、功能、相互关系,在细胞分化、迁移、癌变等方面的意义。
3)细胞核、染色体、基因的结构、功能及调控机制:鉴于本系《分子生物学》课程中已经对基因调控有详细的讲解,本课程主要偏重于对细胞核结构和细胞通讯的分子机理的讲解。
4)细胞生活史:包括细胞周期及其调控机理、细胞的分化、衰老、程序化死亡及肿瘤细胞生物学。
5.教学方法及手段
采用多媒体双语和网络互动式教学为主,结合实验教学.6.教材及主要参考书 教材: 翟中和,《细胞生物学》(面向21世纪课程教材),高等教育出版社,2000 主要参考书:
th[1] Bruce Alberts et al.Molecular Biology of the Cell 4.Garland Science, 2002.th[2] Harvey Lodish et al.Molecular Cell Biology 4.W.H.Freeman and Company, 1999.rd[3] Gerald Karp.Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments 3.Wiley & Sons, 2002.[4] 陈诗书.医学细胞与分子生物学.上海医科大学出版社, 1999.[5] 高文和.医学细胞生物学.天津大学.社出版2000.[6] 郭葆玉.细胞分子生物学实验操作指南.安徽科学技术出版社, 1998.[7] 韩贻仁.分子细胞生物学.科学出版社, 2001.[8] 姜招峰等译.全美经典学习指导系列, 分子和细胞生物学.科学出版社, 2002.[9] 凌诒萍.细胞生物学.人民卫生出版社, 2001.[10] 刘鼎新.细胞生物学研究方法与技术(第二版).北医、协和医大联合出版社, 1997.[11] 罗深秋.医用细胞生物学.军事医学科学出版社, 1998.[12] 牛富文.医用分子细胞生物学.河南医科大学出版社, 1997.[13] 隋森芳.膜分子生物学.高等教育出版社, 2003.[14] 汪德耀.细胞生物学超微结构图谱.高等教育出版社, 1989.[15] 汪堃仁.细胞生物学(第二版).北京师范大学出版社, 1998.[16] 王金发.细胞生物学.科学出版社, 2003.[17] 辛华.细胞生物学实验.科学出版社, 2001.[18] 杨汉民.细胞生物学实验(第二版).高等教育出版社, 1997.[19] 印莉萍, 刘祥林.分子细胞生物学实验技术.首都师范大学出版社, 2001.[20] 余从年.医学细胞生物学导论.科学出版社, 2000.[21] 翟中和.细胞生物学.高等教育出版社, 1995.[22] 翟中和.细胞生物学.高等教育出版社, 2000.[23] 翟中和.细胞生物学动态.第二卷.北京师范大学出版社, 1998.[24] 翟中和.细胞生物学动态-第三卷.北京师范大学出版社, 1999.[25] 翟中和.细胞生物学动态-第一卷.北京师范大学出版社, 1997.[26] 赵刚,刘建中.医学细胞生物学实验与习题.科学出版社, 2002.[27] 郑国锠.细胞生物学(第二版).编著.高等教育出版社, 1992.[28] 周建明.医学细胞与分子生物学.上海医科大学出版社, 1997.[29] 章静波.细胞生物学实用方法与技术.北医、协和医大出版社, 1995.[30] 左及.医学细胞生物学.上海医科大学出版社, 1999.7.其它
二、正文部分
第一章 绪论
一、教学要求
掌握细胞学与细胞生物学发展的历史,细胞学说的建立及其所起的承前启后的重要作用。细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段:(1)细胞的发现;(2)细胞学说的建立;(3)细胞学的经典时期;(4)实验细胞学时期;(5)细胞生物学学科的形成与发展。分析了细胞生物学学科形成的基础与条件。当前细胞生物学主要发展方向是细胞分子生物学,它是以细胞作为一切有机体进行生命活动的基本单位这一概念为出发点,在各层次上(主要在分子水平上)研究细胞生命活动基本规律的学科。细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科,它是现代生命科学的基础学科之一。
热点问题:(1)细胞核、染色体以及基因表达的研究;(2)生物膜与细胞器的研究;(3)细胞骨架体系的研究;(4)细胞增殖及其调控;(5)细胞分化及其调控;(6)细胞的衰老与程序性死亡(凋亡);(7)细胞的起源与进化;(8)细胞工程。
二 教学内容
第一节 细胞生物学研究的内容与现状 知识要点:
1、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科
2、细胞生物学的重要研究内容
3、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 第二节 细胞学与细胞生物学发展简史 知识要点:
1、细胞的发现
2、细胞学说的建立及其意义
3、细胞学的经典时期
4、实验细胞学与细胞学的分支及其发展
5、细胞生物学学科的形成与发展
6、细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书
三、本章学时数 2学时
第二章 细胞基本知识概要
一、教学要求
掌握真核细胞、原核细胞的结构特征及进化上的关系;病毒与宿主细胞相互作用的分子机制;细胞生命活动的基本含义。原核细胞的两个重要代表:细菌与蓝藻。真核细胞的可能祖先:古细菌的结构和遗传学特征。动植物细胞在结构上的差异。真核细胞的结构可以概括为三大体系:(1)生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种独立的细胞器;(2)遗传信息表达的结构体系;(3)细胞骨架体系。
二 教学内容
第一节 细胞的基本概念 知识要点:
1、细胞是生命活动的基本单位
2、细胞概念的一些新思考
3、细胞的基本共性
第二节 非细胞形态的生命体——病毒及其与细胞的关系 知识要点:
1、病毒的基本知识
2、病毒在细胞内的增殖(复制)
3、病毒与细胞在起源和进化中的关系 第三节 原核细胞与古核细胞 知识要点:
1、最小、最简单的细胞——支原体
2、原核细胞的两个代表——细菌和蓝藻
3、原核细胞与真核细胞的比较
4、古核细胞(古细菌)
第四节 真核细胞基本知识概要 知识要点:
1、真核细胞的基本结构体系
2、细胞的大小及其分析
3、细胞形态结构与功能的关系
4、植物细胞与动物细胞的比较
三、本章学时数 4学时
第三章 细胞生物学研究方法(自学)
一、教学要求:
了解和掌握细胞生物学研究领域所使用的实验技术的基本原理和应用。
1.显微镜技术(1)光学显微镜技术:普通复式显微镜技术,荧光显微镜技术与现代图像处理技术,激光共焦点扫描显微镜技术,相差和微分干涉显微镜技术,录像增差显微镜技术。(2)电子显微镜技术:原理与基本知识,样品制备技术,扫描电镜技术,冷冻蚀刻技术。(3)扫描隧道显微镜技术:特点与优越性。2.细胞组分的分析方法。(1)超速离心技术。(2)细胞内大分子的显示方法。(3)细胞内特异蛋白抗原和核酸序列的定位与定性:免疫荧光技术,免疫电镜技术和原位杂交技术。(4)细胞内生物大分子的合成动态:同位素标记技术结合放射自显影。(5)定量细胞化学分析技术:显微分光光度测定技术,流式细胞仪技术。
3.细胞培养技术,细胞融合与细胞杂交技术,单克隆抗体技术,细胞拆合与显微操作技术。4.分子生物学技术。
二 教学内容
第一节 细胞形态结构的观察方法
1、掌握并理解光学显微镜技术
2、掌握并理解电子显微镜技术
3、了解扫描隧道显微镜
第二节 细胞组分的分析方法
1、理解用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物
2、了解细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质等的显示方法
3、理解并掌握特异蛋白抗原的定位与定性
4、了解细胞内特异核酸序列的定位与定性
5、理解并掌握利用放射性标记技术研究生物大分子在细胞内的合成动态
6、了解定量细胞化学分析技术
第三节 细胞培养、细胞工程与显微操作技术
1、掌握细胞培养类型和方法
2、掌握细胞工程的主要成就
三、本章学时数 自学
第四章 细胞膜与细胞表面
一、教学要求:
掌握生物膜的结构模型、组成与功能等基本知识。膜蛋白。
细胞膜与细胞表面特化结构:细胞质膜的结构模型,组成成分,生理生化基本特性,膜的主要生物功能,以及膜骨架的结构与功能。
细胞社会学。细胞间连接的基本概念:封闭连接、锚定连接和通讯连接的组织分布、结构特征及其功能机制。细胞表面粘着分子的类型及其细胞间的相互作用。细胞外被和胞外基质的生化组成及其参与的生命活动。植物细胞细胞壁的组成与生理功能。
二 教学内容
第一节 细胞膜与细胞表面特化结构 知识要点:
1、细胞膜的结构模型
2、膜脂的种类
3、膜蛋白种类及跨膜方式
4、膜的流动性
5、膜的不对称性
6、细胞膜的功能
7、骨架与细胞表面的特化结构 第二节 细胞连接 知识要点:
1、封闭连接功能与作用
2、锚定连接类型与作用
3、通讯连接种类与功能
4、细胞表面的粘着因子
第三节 细胞外被与细胞外基质 知识要点:
1、胶原合成动态与功能
2、糖胺聚糖与蛋白聚糖的功能
3、层粘连蛋白和纤连蛋白的功能
4、弹性蛋白的作用
5、植物细胞壁组成成分与功能
三、本章学时数 6学时
第五章 物质的跨膜运输与信号传递
一教学要求:
掌握物质跨膜运输与信号传递的不同方式和生物学意义,以及参与运输活动的蛋白分子之间相互作用的模式。
物质跨膜运输的三种主要方式,及其各自的运输方向、跨膜动力、能量消耗等特征。
(1)被动运输:包括简单扩散和载体介导的协助扩散;负责物质跨膜转运的两类蛋白: 载体蛋白和通道蛋白,各自的结构与功能特点。
+++(2)主动运输:由ATP直接提供能量(Na-K泵,Ca泵和质子泵),由ATP间接提供能量(协同运输)以及光能驱动三种基本类型;细胞膜电位的产生机理及生物学意义。
(3)胞吞作用与胞吐作用。两类胞吞作用:胞饮作用和吞噬作用的过程及异同;两类胞吐作用:组成型外排与调节型外排的过程及异同;膜融合与膜泡运输的基本过程模式。
细胞通讯的基本概念和基本作用方式,细胞识别和细胞信号通路的基本概念,细胞信号分子的分类,第二信使与分子开关的概念与生理功能。细胞受体的分类:细胞内受体和细胞表面受体。细胞内受体的成分、结构组成及作用机理;细胞表面受体三大家族:离子通道偶联的受体、G-蛋白偶联的受体和与酶连接的受体各自参与的信号通路一般特征。
二 教学内容
第一节 物质的跨膜运输 知识要点:
1、被动运输特点
2、主动运输类型及其与被动运输的差异
3、胞吞作用与胞吐作用概念、过程和特点 第二节 细胞通信与信号传递 知识要点:
1、细胞通信与细胞识别
2、通过细胞内受体介导的信号传递
3、通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递
4、由细胞表面整连蛋白介导的信号传递
5、细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息
三、本章学时数 6学时
第六章 细胞质基质与细胞内膜系统 一教学要求:
掌握细胞质基质的组成、特点与主要功能,细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能。内质网的形态结构与两种基本类型:粗面内质网和光面内质网的成分与结构特征,分别参与的重大生命活动。
高尔基体的标志反应、结构特征及其主要功能,有关高尔基体发生的几个问题。溶酶体与过氧化物酶体的异同比较:组成成分、膜结构特征、生理功能及发生过程。分泌蛋白合成的模型:信号假说。
细胞内蛋白质分选的基本途径(共转移与后转移)与四种基本类型。
参与膜泡运输的三种小泡类型:(1)网格蛋白有被小泡,(2)COPⅡ有被小泡和(3)COPⅡ有被小泡,及各自作用机制。
细胞结构体系的不同装配方式及装配的生物学意义。细胞结构和生物大分子分布的不对称性。
二、教学内容 第一节 细胞质基质 知识要点:
1、细胞质基质的涵义
2、细胞质基质的功能
3、细胞质基质与胞质溶胶概念 第二节 内质网 知识要点:
1、内质网的两种基本类型
2、内质网的功能
3、内质网与基因表达的调控 第三节 高尔基复合体 知识要点:
1、高尔基体的形态结构和高尔基体的极性特征
2、高尔基体的功能以及它和内质网在功能上关系
3、高尔基体与细胞内的膜泡运输
4、内膜系统在结构、功能上的相互关系 第四节 溶酶体与过氧化物酶体 知识要点:
1、溶酶体的结构类型
2、溶酶体的功能
3、溶酶体的发生
4、溶酶体与疾病
5、溶酶体与过氧化物酶体的差异以及后者的功能发生 第五节 细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配 知识要点:
1、信号假说与蛋白质分选信号
2、蛋白质分选的基本途径与类型
3、膜泡运输类型和特点
4、细胞结构体系的装配
三、本章学时数
8学时
第七章 细胞的能量转换----线粒体和叶绿体
一、教学要求:
掌握真核细胞内两种重要的产能细胞器——线粒体和叶绿体的基本结构特征与功能机制。线粒体的形态结构,生化特征,相关疾病及其主要功能:氧化磷酸化的分子基础、偶联机制(化学渗透假说)和ATP合成酶的作用机制(结合变化机制)。叶绿体的形态结构,化学组成及其主要功能:光合作用的反应过程(光反应和暗反应)。线粒体和叶绿体遗传特性(半自主性细胞器),蛋白质的合成、运送和装配,增殖方式,线粒体及叶绿体的起源。
二、教学内容
第一节 线粒体与氧化磷酸化 知识要点:
1、线粒体的形态结构
2、线粒体的化学组成及酶的定位
3、线粒体的功能
4、线粒体与疾病
第二节 叶绿体与光合作用 知识要点:
1、叶绿体的形态、大小和数目
2、叶绿体的结构和化学组成
3、叶绿体的主要功能——光合作用
第三节 线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 知识要点:
1、线粒体和叶绿体的DNA
2、线粒体和叶绿体的蛋白质合成
3、线粒体和叶绿体蛋白质的运送与装配 第四节 线粒体和叶绿体的增殖与起源 知识要点:
1、线粒体和叶绿体的增殖
2、线粒体和叶绿体的起源
三、本章学时数 6学时
第八章 细胞核与染色体
一教学要求:
掌握细胞核的结构组成及其生理功能。核被膜的组成,周期性解体与重建。核孔复合体的结构模型(核质面与胞质面的不对称性分布)与功能(双向选择性亲水通道)。蛋白通过核孔复合体的主动运输(NLS与NES)。
染色质的概念;染色质蛋白质——组蛋白与非组蛋白的分类、功能和结构模式;
染色质基本结构单位——核小体的结构特征;染色质包装的两种结构模型:多级螺旋模型和放射环结构模型;常染色质与异染色质的定义与划分。
染色体的概念;中期染色体的形态分类和各部分主要结构;染色体DNA的三种功能元件:DNA复制起点、着丝粒和端粒的特征和功能;核型的涵义与染色体显带技术;特殊发育阶段的两类巨大染色体:多线染色体和灯刷染色体的超微结构与基因转录活性。核仁的超微结构:纤维中心(FC)、致密纤维组分(DFC)和颗粒组分(GC)各自的特征;核仁的主要功能:核糖体的生物发生(包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配);核仁的周期(包括rDNA转录以及细胞周期依赖性)。活性染色质与非活性染色质的结构与基因转录特征。
核基质与核体的基本概念。核基质与DNA复制、基因表达和染色体包装与构建相关;而在细胞的各种事件中,核体可能代表不同核组分的分子货仓。
二、教学内容
第一节 核被膜与核孔复合体 知识要点:
1、核被膜形态结构
2、核孔复合体功能 第二节 染色质 知识要点:
1、染色质的概念及化学组成
2、染色质的基本结构单位——核小体
3、染色质包装的结构模型
4、常染色质和异染色质 第三节 染色体 知识要点:
1、中期染色体的形态结构
2、染色体DNA的三种功能元件
3、核型与染色体显带
4、巨大染色体的形成原因和作用 第四节 核仁 知识要点:
1、核仁的超微结构
2、核仁的功能
3、核仁的周期
第五节 染色质的结构和基因转录 知识要点:
1、活性染色质的主要特征
2、染色质结构与基因转录 第六节 核基质与核体(自学)知识要点:
1、核基质
2、核体
三、本章学时数 8学时
第九章 核糖体
一、教学要求:
核糖体的结构特征和功能。蛋白质的生物合成和多聚核糖体的概念。
两种基本类型的核糖体:70S的核糖体,主要存在于原核细胞中;80S核糖体,存在于所有真核细胞中(线粒体和叶绿体除外)。
核糖体的组装是一个自我装配的过程。研究表明,不同细胞中的核糖体可能来源于一个共同的祖先,在进化上是非常保守的。
生命是自我复制的体系,在生命起源的早期演化阶段,早期的生命分子应是既具有信息载体功能又具有酶的催化功能,因此,RNA可能是生命起源中最早的生物大分子。
二、教学内容
第一节 核糖体的类型与结构 知识要点:
1、核糖体的基本类型与成分
2、核糖体的结构
3、核糖体蛋白质与rRNA的功能 第二节 多聚核糖体与蛋白质的合成 知识要点:
1、多聚核糖体
2、蛋白质的合成(略)
3、RNA在生命起源中的地位
三、本章学时数 4学时
第十章 细胞骨架
一、教学要求:
掌握各种细胞骨架的动态结构和功能特征。
细胞骨架的广义涵义(包括细胞质骨架、细胞核骨架、细胞膜骨架和细胞外基质)和狭义涵义(仅指细胞质骨架)。
细胞质骨架三大成分:微丝,微管与中间纤维。微丝的结构成分(G-actin),装配(极性),结合蛋白(myosin,Tm,Tn等),微丝性细胞骨架的功能(参与肌肉收缩、变形运动、胞质分裂等活动)。微管的结构成分(α和微管蛋白),装配(微管组织中心)。微管相关蛋白(MAP,tau等)与细胞内微管网络结构。kinesin和dynein与细胞内膜泡运输,蛋白质分选。微管功能(参与细胞形态的维持、细胞运输、运动和细胞分裂)。中间纤维的成分(组织特异性分布),装配特性,中间纤维结合蛋白(IFAP),中间纤维的推测功能。
二、教学内容
第一节 细胞质骨架 知识要点:
1、微丝装配动态性和微丝结合蛋白类型与作用
2、微丝功能与细胞运动间的关系
3、肌肉收缩的分子机制
4、微管装配动态性和微管结合蛋白、马达蛋白
5、微管的功能和微管与细胞、细胞器运动、定位间关系知识点
六、掌握中间纤维结构,了解中间纤维功能
第二节 细胞核骨架 知识要点:
1、核基质的概念
2、染色体支架
3、核纤层的主要功能
三、本章学时数 6学时
第十一章 细胞增殖及其调控
一教学要求:
掌握细胞周期的动态过程及其调控的分子机制。细胞分裂与细胞分化、细胞衰老的关系。细胞周期的定义,四个时期(G1期、S期、G2期和M期)的特点及其主要事件。了解细胞周期长短的测定方法和细胞周期同步化的方法。
有丝分裂的过程,6个时期(人为地划分为前期、前中期、中期、后期、末期和胞质分裂等几个时期)中一系列有序的变化,与有丝分裂直接相关的亚细胞结构(中心体、动粒与着丝粒、纺锤体),以及染色体运动的动力机制。
减数分裂的主要特点,过程,以及减数分裂相关的特殊结构变化情况。细胞周期调控系统及其主要作用。细胞周期蛋白(cyclin)、周期蛋白依赖性激酶(CDK)的结构特点、相互作用及功能,细胞周期检验点的定义。
细胞周期的调控(运转与阻遏)机理与过程。细胞周期运行过程中蛋白质与蛋白质之间的相互作用,蛋白质网络调控。
二、教学内容
第一节 细胞周期与细胞分裂 知识要点:
1、细胞周期概念和周期时相事件
2、细胞周期同步化的方法原理
3、有丝分裂各时期的主要事件和特征
4、减数分裂过程以及减数分裂意义 第二节细胞周期调控 知识要点:
1、MPF的发现及其作用
cdc22、P34激酶的发现及其与MPF的关系
3、周期蛋白的作用
4、CDK激酶和CDK激酶抑制物
5、细胞周期如何正常有序的运转及调控
6、其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用
三、本章学时数 6学时
第十二章 细胞分化与基因表达调控
一教学要求:
掌握基因差异表达与细胞分化,肿瘤的发生机制,以及真核细胞基因表达的调控过程。细胞分化的基本概念(管家基因,组织特异性基因)和实质,影响和调节因素,及与发育过程的关系。
癌细胞的基本特征,癌基因与抑癌基因,肿瘤发生的起因与过程。
真核细胞基因表达的三个彼此相对独立的调控水平:转录水平的调控;加工水平的调控;翻译水平的调控。各调控系统的特征及生物学作用。
二、教学内容 第一节细胞分化 知识要点:
1、细胞分化的基本概念以及去分化和再生
2、影响细胞分化的因素
3、细胞全能性、干细胞
4、细胞分化和胚胎发育 第二节 癌细胞 知识要点:
1、癌细胞的基本特征
2、癌基因与抑癌基因和癌症的关系
3、肿瘤的发生是基因突变逐渐积累的结果
4、癌症的治疗途径
第三节 真核细胞基因表达的调控 知识要点:
1、转录水平的调控
2、加工水平的调控
3、翻译水平调控
三、本章学时数 4学时
第十三章 细胞衰老与凋亡
一教学要求:
了解和掌握细胞衰老和凋亡过程的基本概念,生物学特征和可能分子机制。细胞衰老的认识(Hayflick界限),细胞衰老的表征和细胞结构变化,以及细胞衰老分子机制的多种理论。
细胞凋亡的生物学意义,凋亡过程中细胞形态结构的变化和检测细胞凋亡的方法。诱导细胞凋亡的因子(物理性因子,化学及生物因子),细胞凋亡分子机制的初步研究,以及细胞衰老与凋亡的相互关系研究进展。
二、教学内容 第一节 细胞衰老 知识要点:
1、早期细胞衰老研究情况
2、Hayflick界限
3、细胞在体内条件下的衰老
4、衰老细胞结构的变化
5、细胞衰老的分子机制 第二节细胞凋亡 知识要点:
1、细胞凋亡的概念及其生物学意义
2、细胞凋亡的形态学和生物化学特征
3、细胞凋亡的分子机制及主要凋亡通路
4、植物细胞的凋亡
5、细胞凋亡与衰老间的关系
三、本章学时数 4学时
教研室:生物技术
执笔人:李蕤
系主任审核签名:
第二篇:细胞生物学
第二章
7.解释药品质量监督检验的概念类别
药品质量监督检验是指国家药品检验机构按照国家药品标准对需要进行质量监督的药品进行抽样 检验和验证并发出相关结果报告的药物分析活动。
药品质量监督检验分为抽样检验注册检验委托检验指定检验
8.何为基本药物?国家基本药物目录的遴选原则是什么?
基本药物是适应基本医疗卫生需求,剂型适宜,价格合理,能够保障供应,公众可公平获得的药品。
国家基本药物目录遴选原则:1.防治必需2.安全有效3.价格合理4.使用方便5.中西医并重6.基本保障7.临床首选8.基层能够配备
9.简述处方药和非处方药分类管理的意义和作用
1.保证人们用药安全有效 分类管理的目的是保证人们用药安全有效方便及时。分类管理首要作用是确保用药安全,将麻醉药品精神药品医疗用毒性药品放射性药品注射剂等不良反应严重或使用要求高的药品作为处方药管理,需凭医师处方经药师审核调配后患者才能购买,这样可保证用药安全。
2.提供控制药品费用的依据从处方药中遴选医疗保险报销药品,即确保医疗必须的用药,也可控制医疗费用的快速增长,维持医疗保障制度的正常运行。
3.提高药品监管水平按处方药和非处方药实施药品质量监督,管理目标清晰,分类管理要求各异,可进行科学的高效管理。
4.促进新药开发企业可根据药品分类要求,明确开发药品的目的,生产市场需要的产品,尤其是适用于大众自我药疗的新产品以及继承 整理 和改良传统药,促进药品的进出口贸易。
10.简述非处方药的生产 经营和使用管理规定。
1.非处方药的注册《药品注册管理办法》规定了非处方药注册的申报要求,申请放置的药品属于按非处方药管理的,申请人应当在《药品注册管理表》的“附加申请事项”中标注非处方药项。
2.生产管理生产企业必须取得《药品生产许可证》《药品GMP证书》
3.非处方药的专用标识标签和说明书的管理非处方药专用标识是用于已列入《国家非处方药目录》,并通过药品监督管理部门审核登记的非处方药药品标签使用说明书 内包装外包装的专用标识。
4.经营管理经营甲类非处方药的企业必须取得《药品经营许可证》《药品GSP证书》
5.使用管理医疗机构U根据医疗需要可以决定或推荐使用非处方药,消费者有权自主选购非处方药,并须按非处方药标签和说明书所示内容实用。
11.何为药品不良反应?何为药品严重不良反应?
药品不良反应:指合格药品在正常用法用量下出现的与用药目的无关的或意外的有害反应。药品严重不良反应:指因使用药品引起的以下损害情形之一的反应:①引起死亡②致癌 致畸 致出生缺陷③对生命有危险并能够导致人体永久的或显著地伤残④对器官功能产生永久损伤⑤导致住院或住院时间延长。
12.简述药品不良反应报告和监测的主要内容
第三篇:细胞生物学
细胞生物学综述
摘要:所有生物都是由细胞构成的。细胞时由膜包围着含有细胞核的原生质所组成,是生物体结构和功能的基本单位,也是生命活动的基本单位。细胞能够通过分裂而增殖,这是生物个体发育和系统发育的基础。除了病毒、类病毒等是非细胞的生命体以外,其他生命有机体的结构和功能单位都是细胞。细菌、酵母等微生物是以单细胞形式存在,而高等动、植物则是由多细胞构成的,如人有大约3*108个细胞,这些细胞组成不同组织和器官。研究细胞及其生物学功能的科学称为细胞生物学。它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平三个层次,以动态的观点研究细胞和细胞器结构和功能、细胞生活史和各种生命活动规律的学科。从细胞的发现到细胞学说的建立,细胞学的经典时期,实验细胞学时期至细胞生物学学科的形成与发展。
关键字:细胞 生物学 发展 历史
细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科,它是现代生命科学的基础学科之一。细胞生物学研究的主要方面包括:
(1)、细胞核、染色体以及基因表达的研究。(2)、生物膜与细胞器的研究。(3)细胞骨架体系的研究。(4)、细胞增殖及其调控。(5)、细胞分化及其调控。(6)、细胞的信号传导。(7)、细胞的凋亡与衰老。(8)、细胞的起源与分化。(9)、细胞工程。当前细胞生物学研究的范畴还远不止上述的内容,其他如细胞外基质、细胞社会学与细胞免疫学等研究内容,近年都有较快的发展。生物细胞学与分子生物学相互渗透与交融是总的发展趋势。无论是细胞结构与功能的深入研究,还是对细胞重大生命活动规律的探索,都需要用分子生物学的新概念与新方法,在分子水平上进行研究。换句话说,细胞分子生物学或分子生物学将是今后相当一段时间的主流学科方向。当前细胞生物学面临有几大基本问题:如基因组在细胞内是如何在时间与空间上有序表达的?基因表达的产物,主要是结构蛋白与核酸、脂质、多糖及其复合物,如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器?基因表达的产物,主要是大量活性因子与信号分子,是如何调节诸如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程的?等等。诸如上述问题还有待当今社会进一步的研究。
现代细胞学已发展到很高的水平,已非经典细胞学可以比拟。经典细胞生物学的发展的历史大致可划分为五个阶段。
(一)细胞的发现:绝大多数细胞是无法用肉眼观察的,所以在显微镜发明之前,人们不知道细胞的存在。细胞的发现得益于光学显微镜的研制与发展。1665年,英国物理学家和数学家胡克发表了《显微图谱》一书,描述了用他自己设计并制造的显微镜观察栎树软木塞切片时发现其中有许多小室,状如蜂窝,称为“cella”。这是人类第一次发现细胞,不过,胡克发现的只是死细胞的细胞壁。1674年,列文虎克为了检查布的质量,亲自磨制透镜,装配了高倍显微镜,并观察到了血细胞、池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子,这是人类第一次观察到完整的活细胞。
(二)、细胞学说的建立:1839年,德国植物学家施莱登根据他的研究结果得出了这样一个结论:尽管植物的不同组织在结构上有着很大的差异,但是植物是由细胞构成的,植物的胚是由单个细胞组成的。1839年,德国动物学家施旺发表了关于动物生命的细胞基础的综合性报告,指出动物和植物的细胞具有类似的结构,并提出了细胞学说的两条最重要的基本原理:第一,地球上的生物都是由细胞构成的,第二,所有的生活细胞在结构上都是类似的。至于细胞学说的第三个重要的理论的基本原理是1858年德国医生和病理学家魏尔肖补充的:所有细胞都是来自于已有细胞的分裂,即细胞来自于细胞。
(三)、细胞学的经典时期:19世纪的最后25年,即1875-1900年是细胞学的经典时期。这在短短的25年里,取得了众多的成就,如原生质体的提出,认为动植物细胞中的原生质具有同样的意义,并提出了原生质理论:有机体的组织单位是一小团原生质,这种物质在一般有机体中是相似的,并把细胞明确地定义为:“细胞时具有细胞核和细胞膜的或物质”;细胞受精和分裂的研究,还有一些重要细胞器的发现。除了细胞学说本身的贡献外,技术革新起着重要的作用。细胞染色技术。切片技术、显微技术等的不断改进和创新保证了科学研究的进步。
(四)、实验细胞学时期:从1900年到1953年的半个世纪里,细胞学的发展主要是采用实验的手段研究细胞学的问题,将这一时期称为实验细胞学时期,其特点是从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学、遗传发育机制的研究。由于实验研究不断同相邻学科结合、渗透,导致了一些重要分支学科的建立和发展。如细胞遗传学,主要是从细胞学的角度。特别是从染色体的结构和功能以及染色体和其他细胞器的关系来研究遗传现象,阐明遗传和变异的机制;细胞生理学,主要研究细胞从外界环境中摄取营养的能力、代谢功能、能量的捕获、生长、发育与繁殖机制以及细胞受环境的影响而产生适应性和运动性的活动;细胞化学,主要是研究细胞结构的化学组成及化学分子的定位、分布及其生理功能。
(五)、细胞生物学的诞生:1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型,标志着分子生物学的诞生。到底是何时产生了细胞生物学,没有肯定的答案,一般的看法是1965年,Derobetis将其编著的《普通生物学》改为《细胞生物学》,标志着细胞生物学的诞生。由于不断将分子生物学的研究成果和方法引进细胞学,使细胞学的知识得到了极大的更新。此后,细胞生物学和分子生物学之间相互渗透,相得益彰。
生物体的遗传、发育与进化依然是当今生命科学的基本问题,发育机制是人们首先面对的核心问题。通过复杂的发育过程才实现了个体的遗传和种群的进化。而发育的基础是细胞分化。多细胞的有机体在细胞增殖中实现细胞分化,同时又借助细胞凋亡来调节分化的过程,而这些过程均受细胞信号转导网络的调控,其最终的指令归根结底还是来自于细胞染色质。这些恰恰又是细胞生物学研究的基本内容。因此,在生命科学进入了细胞科学的21世纪,细胞生物学必然成为回答生命科学的最重要、最基本问题的一门学科。
参考文献: 王金发.细胞生物学.北京:科学出版社。2003 翟中和.细胞生物学.北京: 高等教育出版社,1995,2000 郑国錩.细胞生物学.2版.北京: 高等教育出版社,1992
第四篇:细胞生物学总结
B半桥粒半桥粒在形态上与桥粒相似,但功能和化学组成不同。半桥粒是细胞与胞外基质间的连接形式,参与的细胞骨架仍然是中间丝,但其细胞质膜上的跨膜粘连蛋白是整联蛋白,与整联蛋白相连的胞外基质是层粘蛋白,从而将上皮细胞黏着在基底膜上 C超速离心技术:1密度梯度离心:将要分离的细胞组分小心的铺放在密度逐渐增加的高溶解性的惰性物质(如蔗糖)形成的密度梯度溶液表面,通过重力或离心力的作用使样本中不同组分以不同的沉降率沉降,形成不同的沉降带,适用于不同密度2差速离心:利用不同的离心速率所产生的不同离心力将不同组分分开,适用于密度相近而大小不一
常染色质是指间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度低,相对处于伸展状态,用碱性染料染色时着色浅的那些染色体
CDK激酶周期蛋白依赖性蛋白激酶。特点:1.含有一段类似的氨基酸序列;2.他们都可以与周期蛋白结合,并将周期蛋白作为其调节亚单位,进而表现出蛋白激酶活性。
初生细胞壁分泌合成的第二个区域。初生细胞壁实在细胞生长时期合成的,由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等组成。初生细胞壁可看成为凝胶样基质,纤维素埋于其中
次生细胞壁当细胞停止生长后,多数细胞会分泌合成次生细胞壁。次生细胞壁与初生细胞壁相比,往往还含有木质素,但基本不含果胶,这使得次生细胞壁非常坚硬
多线染色体来源于核内有丝分裂,即核内DNA多次复制而细胞不分裂,产生的子染色体并行排列,且体细胞内同源染色体配对,紧密结合在一起从而阻止染色质纤维进一步聚缩,形成体积很大的多线染色体
灯刷染色体:是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体,是一个二价体,包含4条染色单体,此时同源染色体尚未完全解除联会,因此可见到几处交叉
D蛋白聚糖:蛋白聚糖位于结缔组织和细胞外基质以及许多细胞表面,是由糖胺聚糖(除透明质酸)与核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成大分子,蛋白聚糖的核心蛋白在ER上合成,其与多糖链结合的糖基化过程发生在高尔基复合体中 G古核细菌(古细菌)
古核生物细胞的形态结构和遗传结构装置与原核细胞相似,但有些分子进化特征更接近真核细胞。古细菌是一些生长在极端特殊环境中的细菌,其形态结构、DNA结构及其基本生活方式与原核细胞相似。最早发现的古核生物是产甲烷细菌类,之后发现的有盐细菌、热原质体、硫氧化菌。古核细胞没有核膜,其基因组机构为一环状DNA,常常含有操纵子机构。1996年,对古核生物产甲烷球菌基因子全序列的测定已完成
G光反应:依赖光的反应,该反应只有在光照下才发生,包括原初反应和电子传递及光和磷酸化两个步骤,是在内囊体膜上通过叶绿素等光合色素分子吸收、传递光能,并将光能转化为电能,进而转换为活跃的化学能,形成ATP和NADPH,同时也产生O2 G光合磷酸化:由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相藕联而生成ATP的过程。光合磷酸化作用是与光合链电子传递相藕联的,光合作用通过光和磷酸化由光能形成ATP,用于CO2同化而将能量储存在有机物中
G光系统Ⅰ:PSⅠ,由反应中心复合物和PSⅠ捕光复合物组成,其功能是利用吸收的光能或传递来的激发能在类囊体膜的基质侧还原NADP+形成NADPH
G光系统Ⅱ:PSⅡ,由反应中心复合物和PSⅡ捕光复合物组成,其功能是利用吸收的光能在类囊体膜腔面一侧氧化水和在基质侧还原质体醌,在类囊体膜的两侧建立质子梯度
H核被膜:位于细胞核的最外层,是细胞核与细胞质之间的界膜。功能:1构成了核、质之间的天然选择屏障,将细胞分成核和质两大结构与功能区域。2核被膜调控细胞核内外的物质交换和信息交流。核被膜由内外两层平行但不连续的单位膜构成。
H核孔复合体:核孔并不是一个简单的孔洞,而使一个相对独立的复杂结构。1从横向上看,核孔复合体由周边向核孔中心依次可分为环、辐、栓3种结构亚单位。2从纵向上看,核孔复合体由核外向核内依次可分为胞质环、辐(+栓)、核质环三种亚单位。主要有4种结构组分1胞质环2核质环3辐4栓
J胶原:是胞外基质最基本的成分之一。也是动物体内含量最丰富的蛋白,占人体蛋白质总量的25%以上。是胞外基质中最主要的水不溶性纤维蛋白
J巨大染色体:在某些生物的细胞中,特别是在发育的某些阶段,可以观察到一些特殊的体积很大的染色体,包括多线染色体和灯刷染色体,这两种染色体总称为巨大染色体
N黏着带:黏着带位于上皮细胞紧密连接的下方,相邻细胞间形成一个连续的带状结构。黏合带处的相邻细胞质膜间间隙约30nm,其间由Ca2+依赖的跨膜粘连蛋白形成胞间哼桥相连接。与黏合带相连的骨架纤维是微丝,连环蛋白介导钙黏蛋白与微丝的连接 N黏着斑:是细胞与胞外基质之间的连接方式。参与的细胞骨架组分是微丝,跨膜粘连蛋白是整联蛋白,胞外基质主要是胶原和纤连蛋白。这种连接形式在肌肉与肌腱很常见
Q桥粒:桥粒最明显的形态特征是细胞内锚蛋白形成独特的盘状胞质致密斑,一侧与细胞内的中间丝相连,另一侧与跨膜的粘连蛋白相连,在两个细胞之间形成纽扣样结构,将相邻细胞铆接在一起 T糖胺聚糖:是由重复的二糖单位构成的不分枝的长链多糖,其二糖单位之一是氨基己糖,故又称为氨基聚糖,另一个是糖醛酸。糖胺聚糖可分为透明质酸、硫酸软骨素和硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素
Y异染色质:是指间期核中,染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态,用碱性染料染色时着色深的那些染色质。异染色质又分为结构异染色质或组成型异染色质和兼性染色质。结构异染色质是指各种类型的细胞中,除复制期以外,在整个细胞周期均处于聚缩状态。兼性染色质是指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
原位杂交用标记的核酸探针通过分子杂交确定特异核苷酸序列在染色体上或在细胞中的位置的方法。
分子伴侣一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装,而且在组装完毕后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份
呼吸链是由一系列的递氢反应和递电子反应按一定的顺序排列所组成的连续反应体系,它将代谢物脱下的成对氢原子交给氧生成水,同时有ATP生成的电子传递链
核孔复合体核被膜上沟通核质和细胞质的复杂隧道结构,由多种核孔蛋白构成。隧道的内、外口和中央有由核糖核蛋白组成的颗粒,对进出核的物质有控制作用。
核定位信号是另一种形式的信号肽, 可位于多肽序列的任何部分。一般含有 4~8个氨基酸, 且没有专一性, 作用是帮助亲核蛋白进入细胞核。入核信号与导肽的区别在于:1由含水的核孔通道来鉴别2入核信号是蛋白质的永久性部分,在引导入核过程中,并不被切除, 可以反复使用, 有利于细胞分裂后核蛋白重新入核。
信号肽在蛋白质合成过程中,由mRNA上位于起始密码后的信号密码编码翻译出的肽链。它可与胞质中SRP结合,形成SRP-核糖体复合物,然后把核糖体带到内质网上,进行蛋白质的合成。
脂质体1某些细胞质中的天然脂质小体2由连续的双层或多层复合脂质组成的人工小球囊。借助超声处理使复合脂质在水溶液中膨胀,即可形成脂质体。可以作为生物膜的实验模型,在研究或治疗上用来包载药物、酶或其他制剂。
二价体:减数分裂I前期I的粗线期中两条同源染色体配对后,原来2n条染色体形成n对染色体,每一对含有两条同源染色体,这种配对的染色体称二价体。
氧化磷酸化生物化学过程,是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应。主要在线粒体中进行。在真核细胞的线粒体或细菌中,物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应
ATP合成酶(ATPsynthase)广泛分布于线粒体内膜,叶绿体类囊体,异养菌和光合菌的质膜上,参与氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子动力势的推动下合成ATP.分子结构由突出于膜外的F1亲水头部和嵌入膜内的Fo疏水尾部组成
光反应通过叶绿素等光合色素分子吸收、传递光能,并将光能转化为化学能,形成ATP和NADPH的过程。包括光能的吸收、传递和光合磷酸化等过程。
原初反应叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程。包括光能的吸收、传递与转换,即光能被聚光色素分子吸收,并传递至作用中心,在作用中心发生最初的光化学反应,使电荷分离从而将光能转化为电能的过程。
暗反应是CO2固定反应,简称碳固定反应(carbon-fixation reaction)。在这一反应中,叶绿体利用光反应产生的ATP和NADPH这两个高能化合物分别作为能源和还原的动力将CO2固定,使之转变成葡萄糖, 由于这一过程不需要光所以称为暗反应。碳固定反应开始于叶绿体基质, 结束于细胞质基质。
转运肽定位于叶绿体蛋白质新生肽链的N端或C端,约4 kDa的肽段。起引导作用,使新生肽链能正确地定位。进入叶绿体后,此肽段被切除。定位于线粒体内的蛋白质,在肽链的末端也有类似的肽段。
非循环式光合磷酸化在线性电子传递中,光驱动的电子经两个光系统最后传递给NADP+,并在电子传递过程中建立H+质子梯度,驱使ADP磷酸化产生ATP。非循环式电子传递和光合磷酸化的最终产物有ATP、NADPH、分子氧。
成熟促进因子(MPF): 细胞周期的每一环节都是由一特定的细胞周期依赖性蛋白激酶(CDK)+ 周期蛋白结合和激活调节的
细胞凋亡生物体内细胞在特定的内源和外源信号诱导下,其死亡途径被激活,并在有关基因的调控下发生的程序性死亡过程。是程序性死亡过程的一种主要形式,强调的是形态学上的改变。它涉及染色质凝聚和外周化、细胞质减少、核片段化、细胞质致密化、与周围细胞联系中断、内质网与细胞膜融合,最终细胞片段化形成许多细胞凋亡体,被其他细胞吞入。
凋亡小体细胞凋亡过程中,细胞萎缩、碎裂,形成的有膜包围的含有核和细胞质碎片的小体。可被吞噬细胞所吞噬。
联会复合体减数分裂前期Ⅰ的偶线期同源染色体联会过程中在联会的部位形成的一种特异的、非永久性的蛋白质复合结构。
结构异染色质在细胞的所有时期都保持凝聚状态的染色质。主要由高度重复序列DNA构成。
异染色质间期核内染色质丝折叠压缩程度高,处于凝聚状态,染料着色深的那部分染色质。富含重复DNA序列、复制延迟,一般无转录活性。现在一般将细胞外的信号分子称为第一信使,第二信使是:在胞内产生的小分子,其浓度的变化应答于胞外信号与细胞表面受体的结合,并在细胞信号转导中行使功能。
细胞生物学(cellbiology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。
细胞通讯一个细胞发出的信号通过介质传递到另一细胞并与靶细胞相应的受体相互作用,然后通过细胞信号转导产生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。
细胞连接在细胞质膜的特化区域,通过膜蛋白,细胞支架蛋白,或者胞外基质形成的细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间的连接结构 受体(recepter)是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子,当与配体结合后,通过信号转导作用,启动一系列过程,最终表现为生物学效应。
细胞信号通路(signal pathway)细胞接受外界信号,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,是细胞信号系统的主线,这种反应系列称为细胞信号通路。
门通道一种载体蛋白,当细胞内外特定离子浓度的改变或其刺激引起膜电位改变导致其构象改变,“门”打开,是被动运输方式的一种。
间隙连接位于细胞之间的通讯连接,其功能是保证相邻细胞代谢的统一,其基本组成单位为连接子,由六个相同的蛋白环绕而成,相邻两个细胞膜上的两个连接子对接形成一个间隙连接单位,其允许小于1000道尔顿的小分子通过。
膜泡运输(vesiculartransport)蛋白质通过不同类型的转运小泡从其粗面内质网合成部位转运至高尔基体进而分选运至细胞的不同部位的运输。涉及各种不同运输小泡的定向转运,以及膜泡的出芽与融合。次缢痕主缢痕之外近端着丝粒染色体短臂上的另一个凹陷,染色较浅。两端有异染色质,是与控制间期核仁形成有关的染色质部分,所以又称为核仁组织区。
粘合斑位于细胞与细胞外基质间,通过整合素(integrin)把细胞中的肌动蛋白束和基质连接起来。连接处的质膜呈盘状,称为粘合斑。应力纤维:是真核细胞中广泛存在的微丝束结构。电镜观察表明,应力纤维由大量平行排列的微丝组成,其成分为肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和α辅肌动蛋白。
MPF(促进成熟因子)由CDC2和Cyclin B组成。CDK1(MPF)主要调控细胞周期中G2期向M期的转换。
MPF等细胞周期蛋白依赖性激酶可推动细胞周期不断运行,称为细胞周期引擎。
酶偶联型受体酶偶联型受体(enzyme linked receptor)可分为两类:其一是本身具有激酶活性,如肽类生长因子(EGF等)的受体;其二是本身没有酶活性,但可以连接胞质酪氨酸激酶,如细胞因子受体超家族。这类受体的共同点是:错误!未找到引用源。通常为单次跨膜蛋白;错误!未找到引用源。接受配体后发生二聚化而激活,起动其下游信号转导。
解偶联剂(uncoupler)解偶联剂使氧化和磷酸化脱偶联,氧化仍可以进行,而磷酸化不能进行,解偶联剂为离子载体或通道,能增大线粒体
内膜对H+的通透性,消除H+
梯度,因而无ATP生成,使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。如质子载体2,4-二硝基酚(DNP)。
协助扩散(facilitated diffusion)需膜蛋白介导,物质顺浓度梯度、不消耗代谢能的物质跨膜运输方式称之。如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等物质以及Na²⁺、K²⁺等离子的跨膜运输.流动镶嵌模型(fluidmosailmodel)认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与磷脂双分子层相结合,有的际在内外表面,有的部分或全部嵌入膜中,有的贯穿膜的全层,这些大多为功能蛋白。这一模型强调了膜的流动性和不对称性,较好地体现细胞的功能特点,被广泛接受。
信号识别颗粒(SPR)是一种核糖核酸酸蛋白复合体,有三个功能部位——翻译暂停结构域,信号肽识别引进结合位点,SRP受体蛋白结合位点,介导核糖体附着到ER膜上。后转移线粒体、叶绿体中绝大多数protein和过氧化物酶体中的protein在导肽或前导肽的指导下进入这些细胞器,这种转移方式在protein跨膜过程中不仅需要ATP使多肽去折叠,而且还需要一些protein的帮助使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。这些蛋白基本的特征在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中,因此称后转移。
G蛋白(信号蛋白)为可深性蛋白,全称为结全G调节蛋白,由α,β,γ三亚基构成,位于细胞表面受体与CAMPase之间。当cell表面受体与相应配体结合时,释放信号例G蛋白激活,通过与GTP和GDP的结合,构象发生改变,并作用于CAMPase调节胞内第二信使CAMB的水平,最终产生特定的细胞效应,作为一种调节蛋白或偶联蛋白,G蛋白又可分为刺激型G蛋白和抑制型G蛋白等多种类型,其效应器可不同。
小泡运输(transport by vecicles)protein从ER转运到Golgi,以及从Golgi转送到深酶体分泌泡CM细胞外等是由小泡介导的,这种小泡称运输小泡transport vesicles。内膜系统的protein定位,除了ER本身之外,其它膜结合细胞器的蛋白定拉都是通过形成运输泡,将protein从一个区室转送到另一个区室。
主动运输(active transport)需细胞膜作功即消耗细胞的代谢能,物质逆浓度梯度或电化学梯度即从低浓度一侧向高浓度一侧的跨膜运输。[由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由低浓度一侧向高浓度一侧进行跨膜转运的方式.]
协同转运(cotransport)是一类由Na⁺-K⁺泵(或H⁺泵)与载体蛋白协同作用,靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式.[两种溶质协同跨膜运输的过程.两种溶质运输方向相同称为同向协同运输,相反则称为反向协同运输,是一种间接消耗ATP的主动运输过程
内膜系统(endomembrane system)真核细胞内那些在结构、功能及发生上为连续统一体的膜性结构。它包括核膜(主要指核被膜的外膜)、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微体(过氧化物酶体),以及小泡和液泡等
染色质按功能状态可将染色质分为活性染色质(active chromatin)与非活性染色质(inactive chromatin)活性染色质是指具有转录活性的染色质非活性染色质是指没有转录活性的染色质.染色质是间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白以及少量RNA组成的线性复合结构.染色质的DNA包括B型、A型和Z型.染色质蛋白质包括组蛋白和非组蛋白两大类.DNA和组蛋白是染色质的最基本组分,非组蛋白则主要对染色质构建及功能发挥调节作用
细胞周期同步化使处于细胞周期不同阶段的细胞,共同进入周期某一特定阶段的这一过程称为细胞周期同步化,简称细胞同步化(synchronization of cell).经同步化后的细胞具有形态和生化上的相似的特点,这对于细胞周期的动力学以及细胞周期的调控等方面的研究非常有利
内质网膜约占细胞总膜面积的一半,是真核细胞中最多的膜。内质网是内膜构成的封闭的网状管道系统。具有高度的多型性。可分为粗面型内质网和光面型内质网两类.RER的功能1蛋白质合成2蛋白质的修饰与加工:包括糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等,其中最主要的是糖基化,几乎所有内质网上合成的蛋白质最终被糖基化3新生肽链的折叠、组装和运输COPII介导由内质网输出的膜泡运输,这种膜泡由内质网的排出位点(exit sites)以出芽的方式排出,内质网的排出位点没有结合核糖体,随机分布在内质网上。糖基化作用
1使蛋白质能够抵抗消化酶的作用2赋予蛋白质传导信号的功能3某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠 G蛋白藕联受体介导的信号转导
由G蛋白藕联受体所介导的细胞信号通路主要包括:以cAMP为第二信使的信号通路、以肌醇-1,4,5-三磷酸和二酰甘油作为双信使的磷脂酰肌醇信号通路和G蛋白藕联离子通道的信号通路。以cAMP为第二信使的信号通路 在该信号通路中,Gα亚基的首要效应酶是腺苷磷酸环化酶,通过腺苷磷酸环化酶活性的变化调节靶细胞内第二信使cAMP的水平,进而影响信号通路的下游事件。腺苷酸环化酶在Mg2+或Mn2+存在条件下,催化ATP生成cAMP,在正常情况下细胞内cAMP的浓度很小,当腺苷酸环化酶激将K+泵进细胞,完成整个循环。Na+依赖的磷酸化和K+依赖的去磷酸化活后,cAMP水平急剧增加,使靶细胞产生快速应答;在细胞内还有另一引起的构象变化有序交替发生,每一个循环消耗1个ATP分子,泵出3种酶即环腺苷磷酸二酯酶(PDE),可降解cAMP生成5‘-AMP,导致细胞个Na+泵进2个K+。极少量的乌本苷便可抑制Na+—K+泵的活性,Mg+和内cAMP水平下降而终止反应。cAMP浓度在细胞内的迅速调节是细胞快少量的膜脂有助于Na+—K+泵活性的提高,生物氧化抑制剂如氰化物使速应答胞外信号的重要分子基础 ATP供应中断,Na+—K+泵失去能源以致停止工作 磷脂酰肌醇双信使信号通路
2)钙泵又称Ca2+—ATPase,是另一类P-型离子泵,分布在所有真核细胞其信号转导是通过效应酶磷脂酶C完成的。细胞磷脂酰肌醇代谢途径是:的质膜和某些细胞器膜上,在肌细胞肌质网膜上的Ca2+泵占肌质网膜总双信使IP3和DAG的合成来自膜结合的磷脂酰肌醇(PI)。细胞膜结合的整联蛋白80%以上,对细胞引发刺激-反应藕联具有重要作用。Ca2+泵是PI激酶将肌醇环上特定的羟基磷酸化,形成磷脂酰肌醇-4-磷酸(PIP)由1000个氨基酸残基组成的多肽构成的跨膜蛋白,与Na+—K+泵的α亚和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2),胞外信号分子(激素)与Go或Gq基同源,每一泵单位含有10个跨膜α螺旋,其中3个螺旋与跨越脂双层蛋白藕联的受体结合,通过前面所述的G蛋白开关机制引起膜上磷脂酶的中央通道相连。在Na+—K+泵处于非磷酸化状态时,2个通道螺旋中断C的β异构体(PLCβ)的活化,致使质膜上磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸形成胞质侧结合2个Ca2+的空穴,ATP在胞质侧与其结合位点结合,伴(PIP2)被水解成1,4,5-肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)两个第随ATP水解使相邻结构域天冬氨酸残基磷酸化,从而导致跨膜螺旋的重二信使。IP3刺激细胞内质网释放Ca2+进入细胞质基质,使胞内Ca2+浓排,跨膜螺旋的重排破坏Ca2+结合位点并释放Ca2+进入膜的另一侧。每度升高,DAG激活蛋白激酶C(PKC),活化的PKC进一步使底物蛋白磷酸消耗一个ATP从细胞质基质转运出2个Ca2+。钙泵主要将Ca2+输出细胞化,并可活化Na+/H+交换引起细胞内pH升高,以磷酸酰肌醇代谢为基或泵入内质网腔中储存起来,以维持细胞内低浓度的游离Ca2+ 础的信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后,同时产生两个胞3)植物细胞,真菌(包括酵母)和细菌细胞质膜上没有Na+—K+泵,而内信使,分别激活两个不同的信号通路,实现细胞对外界信号的应答,有H+泵,将H+泵出细胞,哺乳类胃的泌酸细胞通过H+—K+泵将H+泵出因此称为“双信使系统” 和K+泵进细胞
简述JAK-STAT信号途径 V-型质子泵广泛存在于动物细胞胞内体、溶酶体膜,破骨细胞和某些①配体与受体结合导致受体二聚化; 肾小管细胞的质膜以及植物、酵母和其他真菌细胞液泡膜上,又称膜泡②二聚化受体激活JAK; 质子泵。含有几种不同的跨膜和胞侧亚基,在功能上都是只转运质子,③JAK将STAT磷酸化;
并在转运H+过程中泵蛋白不形成磷酸化的中间体。V-型离子泵利用ATP④STAT形成二聚体,暴露出入核信号; 水解供能从细胞质基质中逆H+电化学梯度泵出H+进入细胞器,以维持细⑤STAT进入核内,调节基因表达。胞质基质pH中性和细胞器内pH酸性
简述RPTK-Ras信号通路 F-型离子泵存在于细菌质膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜上,含有配体→RPTK→adaptor→GEF→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK 几种不同的跨膜和胞侧亚基,在功能上只转运质子,并在转运H+过程中→MAPK→进入细胞核→转录因子→基因表达。泵蛋白不形成磷酸化的中间体。F-型离子泵使H+顺浓度梯度运动,将所3G蛋白藕联受体介导离子通道
释放的能量与ATP合成藕联起来,如线粒体的氧化磷酸化和叶绿体的光有些神经递质的受体本身就是离子通道,包括某些谷氨酸盐、血液中的和磷酸化作用 复合胺以及神经-肌肉突触处的N-型乙酰胆碱受体。但许多神经递质受4 ABC超家族是一类ATP驱动泵,但有更多成员。ABC超家族含有几百种体是G蛋白藕联受体,有些效应器蛋白是Na+或K+通道。神经递质与受不同的转运蛋白,广泛分布在从细菌到人类各种生物体中。每种ABC转体结合引发G蛋白藕联的离子通道的开启或关闭,进而导致膜电位的改运蛋白对于单一底物或相关底物的基团是有特异性的。这些底物或许是变。其他神经递质受体以及嗅觉受体和眼睛的光受体是通过第二信使的离子、单糖、氨基酸、磷脂、肽、多糖甚是蛋白质。所有ABC转运蛋白作用间接调节离子通道活性的G蛋白藕联受体。横纹肌细胞N-型乙酰胆都共享一种由4个“核心”结构域组成的结构模式:2个跨膜结构域(T),碱受体结合乙酰胆碱后产生动作电位,引发肌肉收缩,与此相反,乙酰形成运输分子的跨膜通道;2个胞质侧ATP结合域(A)。ABC蛋白的每个胆碱与心肌M-型乙酰胆碱受体结合后会因为引发肌细胞膜超级化而减T结构域由6个跨膜α螺旋组成,形成跨膜转运通道并决定每个ABC蛋缓心肌收缩速率。M-型乙酰胆碱受体与Gi蛋白藕联,受体的活化导致白的底物特异性。真核细胞第一个被鉴定出来的ABC蛋白来自对肿瘤细Gi蛋白联系的K+通道开放,K+流出引起质膜超级化。胞和抗药性的培养细胞的研究。这些细胞由于基因扩增高水平地表达一细胞凋亡的分子机制
种多药抗转运蛋白。这种蛋白能利用水解ATP的能量将各种药物从细胞诱导凋亡的因子1.物理因子(射线、温度)2.化学及生物因子。从生理质内转运到细胞外 因子来说有caspase依赖性凋亡和不依赖于caspase的凋亡 细胞质膜的基本功能
信号分子诱导的caspase依赖性细胞凋亡的分子机制
1为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境
1当细胞接受凋亡信号分子(Fas,TNF等)后,凋亡细胞表面信号分子2选择性的物质运输、包括代谢底物的输入与代谢产物的排出,其中伴受体相互聚集 并与细胞内的衔接蛋白结合,这些衔接蛋白又募集随着能量的传递
procaspase聚集在受体部位,procaspase相互活化并产生级联反应使细3提供细胞识别位点,并完成细胞内外信号跨膜转导
胞凋亡2下游 caspase活化后作用于靶细胞1作用于底物,裂解核纤层4为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序的进行 蛋白,导致细胞核形成凋亡小体2裂解DNase结合蛋白,使DNase释放5介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接 并活化,降解 DNA形成DNA ladder3裂解参与细胞连接或附着的骨架和6参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
其他蛋白,使凋亡细胞皱缩、脱落,便于细胞吞噬。4导致膜脂PS重排,7膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤,甚至神经退行性疾病相关,便于吞噬细胞识别并吞噬
很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标 MPF在细胞周期调控过程 中的作用(主要从MPF的发现、结构组成、活蛋白质分选途径与类型
化、功能等几方面阐述)
两条途径1翻译后转运途径:在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的MPF发现1细胞融合与PCC实验结论:M期细胞可以诱导PCC,提 示在M合成,然后转运至膜围绕的细胞器,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体期细胞中可能存在一种诱导染色体凝集的因子,称为细胞促分裂因子及细胞核,或成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。2共翻译(MPF)2爪蟾卵子成熟过程:在成熟的卵细胞的细胞质中,必然有一种转运途径:蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转移至糙物质,可以 诱导卵母细胞成熟,他们将这种物质称作促成熟因子,即面内质网,然后新生肽边合成边进入糙面内质网中,再经高尔基体加工MPF。
包装运至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外。
MPF结构组成MPF是一种使多种底物蛋白磷酸化的蛋白激酶;由M期 4种类型1蛋白质的跨膜转运主要是指在细胞质基质中合成的蛋白质转Cyclin-CDK形成的复合物活化:1随Cyclin浓度变化而变化2激酶与磷运到内质网、线粒体、质体和过氧化物酶体等细胞器2膜泡运输蛋白质酸酶的调节3活化的MPF可使更多的MPF活化。通过不同类型的转运小泡从糙面内质网合成部位转运至高尔基体,进而功能启动细胞从G2期进入M期的相关事件,包括核膜的破裂、染色质的分选转运至细胞的不同部位3选择性的门控转运4细胞质基质中的蛋白凝集、有丝分裂纺锤体的形成、诱导靶蛋白的降解。质的转运
蛋白质的分选运输途径主要有那些 信号转导系统
两种基本途径;翻译后转运,在细胞质游离核糖体上合成,然后运至膜围通过细胞表面受体介导的信号途径由下列4个步骤组成1不同形式的胞细胞器
外的信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别,特异性是识别反应的1门控运输(gated transport):如核孔可以选择性的运输大分子物质主要特征。2胞外信号(第一信使)通过适当的分子开关机制实现信号和RNP复合体,并且允许小分子物质自由进出细胞核。的跨膜转导,产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白。3信号放大:信2跨膜运输(transmembrane transport):蛋白质通过跨膜通道进入目号传递至胞内效应器蛋白,引发细胞内信号放大的级联反应。4细胞反的地。如细胞质中合成的蛋白质在信号序列的引导霞,通过线粒体上的应由于受体的脱敏或受体下调,启动反馈机制从而终止或降低细胞反应 转位因子,以解折叠的线性分子进入线粒体。细胞凋亡与细胞坏死的区别
3膜泡运输(vesicular transport):蛋白质被选择性地包装成运输小细胞凋亡过程中,细胞质膜反折包裹断裂的染色质片段或细胞器,形成泡,定向转运到靶细胞器。如内质网向高尔基体的物质运输、高尔基体众多的凋亡小体,凋亡小体则为邻近的细胞所吞噬,整个过程中,细胞分泌形成溶酶体、细胞摄入某些营养物质或激素,都属于这种运输方式。质膜的整合性保持良好,死亡细胞的内容物不会逸散到胞外环境中,因细胞骨架由哪三类成分组成 各有什么主要功能 而不发生炎症反应。相反,细胞坏死时,细胞体积膨胀,细胞质膜发生细胞骨架由微丝(microfilament)、微管(microtubule)和中间纤维渗漏,细胞的内容物包括膨大和破碎的细胞器,以及染色质片段释放到(intemediate filament)构成1微丝确定细胞表面特征、使细胞能够细胞外,导致炎症反应。运动和收缩2微管确定膜性细胞器(membrane-enclosed organelle)的受体酪氨酸激酶RTK 位置、帮助染色体分离和作为膜泡运输的导轨3中间纤维使细胞具有张受体酪氨酸激酶又称酪氨酸蛋白激酶受体,是细胞表面一大类重要受体力和抗剪切力
家族.RTKs的多肽链只跨膜一次,胞外区是结合配体的结构域,胞内区细胞通讯与信号转导的关系
肽段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位并具有自磷酸化位点。
细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质(配体)传递到另一个细胞配体——RTK使其激活形成二聚体——受体自磷酸化RTK——磷酸化的并与靶细胞相应的受体相互作用,然后通过细胞信号转导产生胞内一系酪氨酸结合带有SH2结构域的信号蛋白——形成SH3结构并使信号内传列生理生化变化,最终表现为细胞政体的生物学效应过程。细胞通讯的——活化GEF——活化Ras——活化Raf——活化MAPKK——磷酸化MAPK作用:对于多细胞生物细胞间功能的协调、控制细胞的生长和分裂、组使其活化并进入细胞核——导致细胞核转录因子磷酸化——调节基因表织发生与形态建成是必须的。达
细胞通讯的三种方式
CDK激酶在细胞周期中的调控功能
1细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯,这是多细胞生物普遍采用的细胞周期蛋白(cyclin)E和周期蛋白依赖性激酶(CDK)2的复合物通讯方式。根据发挥作用的距离又可分为1内分泌,由内分泌细胞分泌CyclinE-CDK2为细胞从G1期进入S期的关键激酶复合物,在细胞从G1信号分子到血液中,通过血液循环运送到体内各个部分作用于靶细胞2期进入S期过程中起着至关重要的作用。它通过磷酸化其下游一系列底旁分泌,细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中,进过局部扩散作用物如Rb、CDC6、NPAT和P107等而使细胞启动DNA合成,从而使细胞不可于邻近靶细胞。3自分泌,细胞对自身分泌的物质产生反应。2细胞间接逆转地进入S期。CyclinE-CDK2除了受到其下游RB/E2F通路的正调控触依赖性的通讯。细胞间直接接触二无需信号分子的释放,代之以通过外,同时也受细胞中其他一些因子的调控,如CIP/KIP家族蛋白的负调控质膜上的信号分子与靶细胞质膜上的受体分子相互作用来介导细胞见的作用,以及Skp2-SCF介导的泛素化降解作用等
通讯,包括细胞-细胞黏着、细胞-基质黏着。3动物相邻细胞间形成间蛋白合成过程中细胞质基质及细胞内各种膜性细胞器在结构与功能上隙连接以及植物细胞间通过胞间连丝使细胞间互相沟通,通过交换小分的联系
子来实现代谢藕联或电藕联。高尔基体膜的厚度和化学成分介于内质网膜与细胞膜之间.在活细胞中,ATP驱动泵的种类 这三种膜可以互相转变.1 P-型离子泵所有P-型离子泵都有2个独立的α催化亚基,具有ATP结内质网以类似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡,小泡离开内质网,移动合位点;据大多数还具有2个小的β亚基,通常起调节作用,在转运离到高尔基体与高尔基体融合,成为高尔基体的一部分.子过程中,至少有一个α催化亚基发生磷酸化和去磷酸化反应,从而改高尔基体又以“出芽”方式形成小泡,移动到细胞膜与细胞膜融合,成为细变泵蛋白的构像,实现离子的跨膜运转。由于在泵周期中利用ATP水解胞膜的一部分.能,形成磷酸化中间体,故名P-型离子泵
细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性.1)钠钾泵:存在于动物细胞质膜上。Na+—K+泵具有ATP酶活性,因此又细胞在核糖体上合成的分泌蛋白,首先进入内质网腔内,加工形成比较成称Na+—K+ATPase。Na+—K+泵是由2个α亚基和2个β亚基组成的四聚熟的蛋白质.然后内质网以出芽方式形成具膜的小泡将它运输到高尔基体。在细胞内侧α亚基构象发生变化,将Na+泵出细胞,同时细胞外的体进行进一步的加工.经高尔基体加工成熟的蛋白质再形成分泌小泡,通K+与α亚基的另一位点结合,使其去磷酸化,α亚基构象再度发生变化,过细胞膜排出细胞外面.在这个过程中,内质网膜可通过小泡转化成高尔基体膜,高尔基体膜又可通过分泌小泡形成细胞膜.在蛋白质的合成,运输与分泌过程中还需要能量,这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸合成的ATP提供的.线粒体的内膜上有进行有氧呼吸所需的各种酶.由此可见,细胞内的各种生物膜不但在结构上互相连系,在功能上也是既有分工又相互联系的.各种生物膜的分工合作,相互配合是细胞生命活动协调进行的结构与功能的基础.线粒体和叶绿体的起源
论据:1线粒体和叶绿体的基因组在大小、形态和结构方面与细菌的相似
2线粒体和叶绿体有自己完整的蛋白质合成系统,能独立合成蛋白质
3线粒体和叶绿体的两层被膜有不同的进化来源,外膜和内膜的结构和成分差异很大
4线粒体和叶绿体能以分裂的方式进行繁殖,这与细菌的繁殖方式类似
5线粒体和叶绿体能在异源细胞内长期生存
6线粒体的祖先可能来自反硝化副球菌或紫色非硫光合细菌 7发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构——蓝小体,其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证 受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路
受体酪氨酸激酶(RTK)又称酪氨酸蛋白激酶受体,是细胞表面一大类重要受体家族,他的胞外配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素。RTKs主要功能是控制细胞生长、分化而不是调控细胞中间代谢。
所有RTKs都由一个细胞外结构域、一个疏水的跨膜α螺旋和一个胞质结构域组成。绝大多数的RTKs是单体蛋白,配体在胞外与受体结合并引发构象变化,但单个跨膜α螺旋无法传递这种构象变化,因此配体的结合导致受体二聚化形成同源或异源二聚体,有些单体性配体与细胞外基质带负电的多糖组分肝素表面紧密结合,这有利于增强配体与单体性受体的结合并形成二聚化的配体-受体复合体;有些配体是二聚体,它们的结合使2个单体性受体直接聚在一起,激素与这类受体结合改变其构象使之活化。RTKs在静息状态激酶活性是很低的,当受体二聚化后,激活受体的蛋白酪氨酸激酶活性,进而在二聚体内彼此交叉磷酸化受体胞内肽段的一个或多个酪氨酸残基,也称为受体的自磷酸化。磷酸化的受体酪氨酸残基进一步导致构像改变,或者有利于ATP的结合,或者有利于其他受体结合其他蛋白质底物。在激活的RTKs内,许多磷酸酪氨酸残基作为多种与下游信号传递相关的信号蛋白的锚定位点,可被含有SH2结构域的胞内信号蛋白所识别并与之结合,由此启动信号传导
RTK-Ras信号通路可概括为如下模式:配体→RTK→接头蛋白←GEF(鸟苷酸交换因子)→Ras→Raf(MAPKKK 丝氨酸|苏氨酸蛋白激酶)→MAPKK(一种双重特异的蛋白激酶)→MAPK(有丝分裂原活化蛋白激酶)→进入细胞核→其他激酶或基因调控因子(转录因子)的磷酸化修饰,对基因表达产生多种效应 细胞通讯与信号转导的关系
细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质(配体)传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用,然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化,最终表现为细胞政体的生物学效应过程。细胞通讯的作用:对于多细胞生物细胞间功能的协调、控制细胞的生长和分裂、组织发生与形态建成是必须的。
细胞通讯的三种方式:1细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯,这是多细胞生物普遍采用的通讯方式。根据发挥作用的距离又可分为1)内分泌,由内分泌细胞分泌信号分子到血液中,通过血液循环运送到体内各个部分作用于靶细胞2)旁分泌,细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中,进过局部扩散作用于邻近靶细胞。3)自分泌,细胞对自身分泌的物质产生反应。2细胞间接触依赖性的通讯。细胞间直接接触二无需信号分子的释放,代之以通过质膜上的信号分子与靶细胞质膜上的受体分子相互作用来介导细胞见的通讯,包括细胞-细胞黏着、细胞-基质黏着。3动物相邻细胞间形成间隙连接以及植物细胞间通过胞间连丝使细胞间互相沟通,通过交换小分子来实现代谢藕联或电藕联。
G蛋白:三聚体GTP结合调节蛋白的简称,位于质膜内胞浆一侧,由Gα、Gβ、Gγ3个亚基组成,Gβ和Gγ亚基以异二聚体存在,Gα和Gβγ亚基分别通过共价结合脂分子锚定于膜上,Gα亚基本身具有GTPase活性,是分子开关蛋白。当配体与受体结合,三聚体G蛋白解离,并发生GDP与GTP交换,游离的Gα-GTP处于活化的开启态导致结合并激活效应器蛋白,从而传递信号;当Gα-GTP水解形成Gα-GDP时,则处于失活的关闭态,终止信号传递并导致三聚体G蛋白的重新组装,系统恢复进入静息状态 G蛋白藕联受体介导的信号转导 由G蛋白藕联受体所介导的细胞信号通路主要包括:以cAMP为第二信使的信号通路、以肌醇-1,4,5-三磷酸和二酰甘油作为双信使的磷脂酰肌醇信号通路和G蛋白藕联离子通道的信号通路。1以cAMP为第二信使的信号通路
在该信号通路中,Gα亚基的首要效应酶是腺苷磷酸环化酶,通过腺苷磷酸环化酶活性的变化调节靶细胞内第二信使cAMP的水平,进而影响信号通路的下游事件。腺苷酸环化酶在Mg2+或Mn2+存在条件下,催化ATP生成cAMP,在正常情况下细胞内cAMP的浓度很小,当腺苷酸环化酶激活后,cAMP水平急剧增加,使靶细胞产生快速应答;在细胞内还有另一种酶即环腺苷磷酸二酯酶(PDE),可降解cAMP生成5‘-AMP,导致细胞内cAMP水平下降而终止反应。cAMP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
2磷脂酰肌醇双信使信号通路
其信号转导是通过效应酶磷脂酶C完成的。细胞磷脂酰肌醇代谢途径是:双信使IP3和DAG的合成来自膜结合的磷脂酰肌醇(PI)。细胞膜结合的PI激酶将肌醇环上特定的羟基磷酸化,形成磷脂酰肌醇-4-磷酸(PIP)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2),胞外信号分子(激素)与Go或Gq蛋白藕联的受体结合,通过前面所述的G蛋白开关机制引起膜上磷脂酶C的β异构体(PLCβ)的活化,致使质膜上磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)被水解成1,4,5-肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)两个第二信使。
IP3刺激细胞内质网释放Ca2+进入细胞质基质,使胞内Ca2+浓度升高,DAG激活蛋白激酶C(PKC),活化的PKC进一步使底物蛋白磷酸化,并可活化Na+/H+交换引起细胞内pH升高,以磷酸酰肌醇代谢为基础的信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后,同时产生两个胞内信使,分别激活两个不同的信号通路,实现细胞对外界信号的应答,因此称为“双信使系统”
3G蛋白藕联受体介导离子通道
有些神经递质的受体本身就是离子通道,包括某些谷氨酸盐、血液中的复合胺以及神经-肌肉突触处的N-型乙酰胆碱受体。但许多神经递质受体是G蛋白藕联受体,有些效应器蛋白是Na+或K+通道。神经递质与受体结合引发G蛋白藕联的离子通道的开启或关闭,进而导致膜电位的改变。其他神经递质受体以及嗅觉受体和眼睛的光受体是通过第二信使的作用间接调节离子通道活性的G蛋白藕联受体。横纹肌细胞N-型乙酰胆碱受体结合乙酰胆碱后产生动作电位,引发肌肉收缩,与此相反,乙酰胆碱与心肌M-型乙酰胆碱受体结合后会因为引发肌细胞膜超级化而减缓心肌收缩速率。M-型乙酰胆碱受体与Gi蛋白藕联,受体的活化导致Gi蛋白联系的K+通道开放,K+流出引起质膜超级化 细胞质膜的基本功能
1为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境
2选择性的物质运输、包括代谢底物的输入与代谢产物的排出,其中伴随着能量的传递
3提供细胞识别位点,并完成细胞内外信号跨膜转导 4为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序的进行 5介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接 6参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
7膜蛋白的异常与某些遗传病、恶性肿瘤,甚至神经退行性疾病相关,很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标 受体介导的胞吞作用物质,结构,名称,来源
根据胞吞的物质是否有专一性,可将胞吞作用分为受体介导的胞吞作用和非特异性的胞吞作用。受体介导的胞吞作用是大多数动物细胞通过网格蛋白有被小泡从胞外基质摄取特定大分子的有效途径。被转运的大分子物质(配体)首先与细胞表面互补性的受体相结合,形成受体-配体复合物并引发细胞质膜局部化作用,首先是该处质膜部位在网格蛋白参与下形成有被小窝,然后是深陷的小窝脱离质膜形成有被小泡。受体介导的胞吞作用是一种选择性浓缩机制,即可保证细胞大量的摄入特定的大分子,同时又避免了吸入细胞外大量的液体。一个重要的例子就是动物细胞通过受体介导的胞吞作用对胆固醇的摄取
蛋白质分选途径与类型
两条途径——1翻译后转运途径:在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链的合成,然后转运至膜围绕的细胞器,如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核,或成为细胞质基质的可溶性驻留蛋白和支架蛋白。2共翻译转运途径:蛋白质合成在游离核糖体上起始之后由信号肽引导转移至糙面内质网,然后新生肽边合成边进入糙面内质网中,再经高尔基体加工包装运至溶酶体、细胞质膜或分泌到细胞外。4种类型
1蛋白质的跨膜转运
主要是指在细胞质基质中合成的蛋白质转运到内质网、线粒体、质体和过氧化物酶体等细胞器 2膜泡运输
蛋白质通过不同类型的转运小泡从糙面内质网合成部位转运至高尔基体,进而分选转运至细胞的不同部位 3选择性的门控转运
4细胞质基质中的蛋白质的转运 什么是信号转导系统
通过细胞表面受体介导的信号途径由下列4个步骤组成1不同形式的胞外的信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别,特异性是识别反应的主要特征。2胞外信号(第一信使)通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导,产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白。3信号放大:信号传递至胞内效应器蛋白,引发细胞内信号放大的级联反应。4细胞反应由于受体的脱敏或受体下调,启动反馈机制从而终止或降低细胞反应
NO作为气体分信号子进入靶细胞直接与酶结合的机制
NO是一种自由基性质的气体,具脂溶性,可快速扩散透过细胞质膜,到达邻近靶细胞发挥作用,由于体内存在氧及其他与NO发生反应的化合物,因而NO在胞外极不稳定,只能在组织中局部扩散。血管内皮细胞和神经元是NO的生成 细胞,NO的生成需要一氧化氮合酶的催化,NO没有专门的储存及释放调节机制,作用于靶细胞的NO的多少直接与NO的合成有关。靶细胞内具有鸟苷酸环化酶(GC)活性的受体的激活时NO发挥作用的主要机制。内源性NO由NOS催化合成后,扩散到邻近细胞,与鸟苷酸环化酶活性中心的Fe2+结合,改变酶的构象,导致酶活性的增强和cGMP合成增多。cGMP通过cGMP依赖的蛋白激酶GPKG的活化进而抑制机动-肌球蛋白复合物的信号通路,导致血管平滑肌舒张。NO也由许多神经元产生并传递信号,在参与大脑学习记忆生理过程中具有重要作用。
细胞骨架的组成
用电子显微镜观察经非离子去垢剂处理后的细胞,可以在细胞质内观察到一个复杂的纤维状网架结构体系,这种纤维状网架结构通常被称为细胞骨架。细胞骨架包括微丝、微管和中间丝三种结构组分。细胞骨架是一种高度动态的结构体系。细胞骨架的功能 1结构与支撑的作用 2胞内运输作用 3收缩和运动 4空间组织 核小体的模型 每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1 组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心颗粒,相对分子质量100*10的3次方,由4个异二聚体组成,包括两个H2*H2B和两个H3*H4 3 146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈。组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用
4两个各个相邻核小体之间以连接DNA相连,典型长度60bp,不同物种变化值为0-80bp不等
5组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的,基本不依赖于核苷酸的特异序列
6核小体沿DNA的定位受不同因素的影响 特殊的细胞周期
1.早期胚胎细胞的细胞周期2.酵母细胞的细胞周期3.植物细胞的细胞周期4.细菌的细胞周期 MPF调节亚基组成功能
MPF即卵细胞促成熟因子,或细胞分裂促进因子,或M期促进因子。它是一种蛋白激酶。在成熟的卵母细胞中,有一种物质可以诱导卵母细胞成熟,即为MPF。MPF含有两个亚单位,即Cdc2蛋白和周期蛋白。二者结合则表现蛋白激酶活性。影响细胞分化的因素
1胞外信号分子对细胞分化的影响
2细胞记忆与决定:信号分子的有效作用时间很短,但细胞可以将作用储存起来并形成长时间的记忆。3受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响 4细胞间的相互作用与位置效应 5环境对性别决定的影响
6染色质变化与基因重排对细胞分化的影响 癌细胞的基本特征
1细胞生长与分裂失去控制2具有浸润性和扩散性3细胞间互相作用改变
4mRNA的表达谱及蛋白质表达谱或蛋白活性改变
5体外培养的恶性转化细胞的特征
第五篇:细胞生物学考试
lipid raft(脂 筏)是 质 膜 上 富 含 胆 固 醇 和 鞘 磷 脂的微结构域。脂筏就像一个蛋白质停泊的平台,与膜的信号转导、蛋白质分选均有密切的 关系。2 cell recognition 细 胞 识 别 :是 指 细 胞 间 相 互 的辨认和鉴别,以及对自己和异己物质分子认 识的现象。细胞识别具有种属,组织,细胞特 异 性。三 种 识 别 系 统 ; 抗 原-抗 体 的 识 别,酶 与 底物的识别,细胞间的识别。3 liposome(脂 质 体)是 根 据 磷 脂 分 子 在 水 相 中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的一种人 工膜。4 cotransport(协 同 运 输)由 Na+-K+ 泵(或 H+-泵)与 载 体 蛋 白 协 同 作 用,靠 间 接 消 耗 ATP 所完成的主动运输方式 5 Hayflick 界 限 : 细 胞,至 少 是 培 养 的 细 胞,不是不死的,而是有一定的寿命;它们的增殖 能力不是无限的,而是有一定的界限。6 pluripotent cell 多 能 细 胞 : 全 能 细 胞 在 分 化 潜能上出现一定的局限性,在后期的发育中进 一步局限其分化的潜能并演变为一定范围内的 多种表型能力,这种细胞称。。pluripotent stem cell(多 能 干 细 胞)指 那 些 分 化潜能很宽,可分化为多种单能干细胞的原始 细胞。7 yeast artificia l chromosome(酵 母 人 工 染 色 体)1983A.w.Murray 等 利 用 分 子 生 物 学 技 术 克隆真核细胞染色体,首次成功构建了包括复 制 起 点,着 丝 粒,端 粒 和 外 源 性 DNA 的 酵 母 人 工染色体,用于转基因研究和构建基因文库,具有插入片段大、独立复制等优点。8 embryonic induction(胚 胎 诱 导)动 物 在 一 定的胚胎发育时期, 一部分细胞影响相邻细胞 使其向一定方向分化的作用称为胚胎诱导,或 称为分化诱导。9 mass culture(群 体 培 养):将含有一定数量 细胞的悬液置于培养瓶中,让细胞贴壁生长,汇合后形成均匀的单细胞层; 10.micromannipulation technique(显 微 操 作技术):是 在 倒 置 显 微 镜 下,利 用 显 微 操 作 器,进行细胞或早期胚胎操作的一种方法。填 空 题 :1 动 物 细 胞 通 过 连 接 方 式 间 隙 连 接,化 学突触 2 外排方式组成型,分泌型 3 细胞膜 的两大特性:流动性,不对称性 4 过氧化物酶 的 标 志 酶 是 过 氧 化 氢 酶.5 按 细 胞 寿 命 情 况 将 组成人体的细胞分为稳定组织细胞,恒久组织 细胞,可更新组织细胞,可耗尽组织细胞。6 冰冻蚀刻 一题、说明常用细胞周期同步化方法的原理、优缺点:细胞同步化分为自然同步化和人工同 步化。常用的细胞人工同步化的方法:选择同 步化,诱导同步化,两者的结合选择同步化。选择同步化:用物理方法将处于细胞周期中