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文檔簡介
1、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)資料整理第3章 細(xì)胞的分子基礎(chǔ) 為掌握內(nèi)容生物小分子:1、無機(jī)化合物:水(游離水、結(jié)合水) 無機(jī)鹽:離子狀態(tài)2、有機(jī)化合物:單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸細(xì)胞大分子:細(xì)胞的蛋白質(zhì)、核酸、多糖(由小分子亞基裝配而成)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu):多肽鏈仲氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序形成的線性結(jié)構(gòu),化學(xué)鍵主要是肽鍵蛋白質(zhì)功能:細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分。運(yùn)輸和傳導(dǎo)。收縮運(yùn)動。免疫保護(hù)。催化作用酶核酸:DNA:雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA:信使RNA(Mrna)、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)、核糖體RNA(rRNA)功能:1、攜帶和傳遞遺傳信息。2、復(fù)制。3、轉(zhuǎn)錄。第四章 細(xì)胞生物學(xué)的研究技術(shù)第一節(jié) 細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察光學(xué)顯微鏡技
2、術(shù)-顯微結(jié)構(gòu)的觀察一、普通光學(xué)顯微鏡-染色標(biāo)本二、 熒光顯微鏡-(紫外線)細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察、細(xì)胞化學(xué)成分研究、DNARNA含量變化三、相差顯微鏡-(光的衍射和干涉效應(yīng))活細(xì)胞結(jié)構(gòu)、活動觀察四、微分干涉差顯微鏡 -(平面偏振光的干涉)活細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀察、細(xì)胞工程顯微操作(三維立體投影)五、暗視野顯微鏡-(特殊的聚光器)觀察活細(xì)胞外形六、激光共聚焦掃描顯微境 -(激光作光源)立體圖像,組織光學(xué)切片 ;三維圖像重建 電子顯微鏡技術(shù)-亞微結(jié)構(gòu)的觀察分:透射、掃描、高壓透射電子顯微鏡:電子束穿透樣品而成像,觀察細(xì)胞超顯微結(jié)構(gòu),熒光屏上成像亞微結(jié)構(gòu)觀察-電子顯微鏡技術(shù)、掃描隧道顯微鏡光鏡與電鏡的區(qū)別第二節(jié)細(xì)胞的分
3、離與培養(yǎng)一、細(xì)胞培養(yǎng)是指在體外適宜條件下使細(xì)胞繼續(xù)生長、增殖的過程。優(yōu)點(diǎn):1、容易在較短的時間內(nèi)獲得大量的細(xì)胞2、有利于研究單一類型的細(xì)胞3、通過人為控制培養(yǎng)條件,可以減少一些未知的因素影響細(xì)胞培養(yǎng)的條件培養(yǎng)基: 氨基酸 糖 維生素血清支持物環(huán)境: 無菌環(huán)境、適宜溫度,pH值特性:貼壁生長接觸抑制 (腫瘤細(xì)胞沒有)分類:原代培養(yǎng) :直接來自于有機(jī)體的細(xì)胞培養(yǎng)稱原代培養(yǎng)。但常常也將第1代與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)統(tǒng)稱原代細(xì)胞培養(yǎng)。傳代培養(yǎng) :將適應(yīng)了體外條件的原代培養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行傳代和擴(kuò)大培養(yǎng)。 細(xì)胞系:有限:指能順利傳4050代,仍保持正常細(xì)胞特點(diǎn)的傳代細(xì)胞永生:50代后,具有了癌細(xì)胞的特點(diǎn)細(xì)胞株從
4、某一細(xì)胞系中,用單細(xì)胞克隆培養(yǎng)而形成的,具有基本相同的遺傳性狀的細(xì)胞群體二、細(xì)胞融合指自發(fā)或人工誘導(dǎo)下,兩個或兩個以上的細(xì)胞融合形成一個細(xì)胞的過程方法:自然方法人工誘導(dǎo):滅活的病毒或化學(xué)物質(zhì)介導(dǎo)、電融合技術(shù)第五章 細(xì)胞膜及其表面第一節(jié) 細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和特性細(xì)胞是除病毒(virus)以外一切生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位細(xì)胞膜( cell membrane ),又稱質(zhì)膜( plasma membrane),是包圍在細(xì)胞外表面的一層界膜,使得細(xì)胞質(zhì)與外界環(huán)境相隔開細(xì)胞內(nèi)膜(endo-membrane )是在真核細(xì)胞內(nèi)除了質(zhì)膜以外的膜結(jié)構(gòu)生物膜(biomembrane):細(xì)胞質(zhì)膜和細(xì)胞內(nèi)膜在起源、
5、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的等方面具有相似性,故總稱為生物膜單位膜(unit membrane):生物膜在透射電鏡下有共同的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征,均為“兩暗夾一明”的三層結(jié)構(gòu),這三層結(jié)構(gòu)又稱為單位膜第一部分 細(xì)胞膜的化學(xué)組成l Membrane lipids 膜脂:基本成分phospholipids 磷脂:形成脂雙層,構(gòu)成細(xì)胞膜的基本成分cholesterols 膽固醇:具備調(diào)節(jié)膜流動性和穩(wěn)定膜的作用glycolipids 糖脂:作為受體參與細(xì)胞識別及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程特性:1.雙親性分子2.構(gòu)成生物膜的基本結(jié)構(gòu),各有其作用l Membrane proteins 膜蛋白:功能體現(xiàn)intrinsic protein 內(nèi)
6、在蛋白:整合蛋白,以不同程度嵌入脂雙層的內(nèi)部。與膜結(jié)合非常緊密,只有用去垢劑才能從膜上洗脫extrinsic protein 外在蛋白:周邊蛋白,水溶性,分布在細(xì)胞膜的表面,比較容易洗脫特點(diǎn):1、是膜功能的主要體現(xiàn)者。2、具有雙親性l Membrane carbohydrates 膜糖類: 保護(hù)細(xì)胞表面, 細(xì)胞識別和黏著、信息傳遞glycolipids 糖脂:以寡糖或多糖鏈共價結(jié)合于膜脂分子上glycoproteins 糖蛋白:以寡糖或多糖鏈共價結(jié)合于膜蛋白分子上第二部分 細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型流動鑲嵌模型1.由流動的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成膜的連續(xù)主體2.球形的膜蛋白以各種形式鑲嵌或附在脂質(zhì)雙分子層中
7、3.糖分子分布于膜外表面強(qiáng)調(diào)了膜的動態(tài)性和球形蛋白質(zhì)與脂雙層的鑲嵌關(guān)系第三部分 膜的理化特征u 不對稱性:膜蛋白分布的不對稱、膜脂的不對稱u 流動性:膜脂的流動性:1、側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動:同一平面上相鄰的脂分子交換位置2、翻轉(zhuǎn)運(yùn)動:膜脂分子從脂雙層的一層翻轉(zhuǎn)到另一層3、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動:圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)4、彎曲運(yùn)動5、伸縮震蕩運(yùn)動膜蛋白的運(yùn)動性:1、側(cè)向擴(kuò)散:膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面擴(kuò)散。2、旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散:膜蛋白圍繞與膜平面垂直的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動質(zhì)膜的流動性:是保證其正常功能的必要條件物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、細(xì)胞識別、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化以及激素的作用等等都與膜的流動性密切相關(guān)細(xì)胞膜的功能物質(zhì)運(yùn)
8、輸、信息傳遞、免疫相關(guān)第三節(jié)、細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸形式l 小分子和離子物質(zhì)穿膜運(yùn)輸l 大分子和顆粒物質(zhì)膜泡運(yùn)輸一、穿膜運(yùn)輸u 細(xì)胞膜是選擇性半透膜u 細(xì)胞膜上存在膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(membrane transport protein)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1、載體蛋白(Carrier Protein):細(xì)胞膜上的一類跨膜蛋白,與轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)特異性結(jié)合而改變自身的構(gòu)象,使物質(zhì)跨越細(xì)胞膜2、通道蛋白(Channel Protein ) :一類能形成孔道供某些離子或分子進(jìn)出細(xì)胞的跨膜蛋白分類:u 被動轉(zhuǎn)運(yùn)-物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。轉(zhuǎn)運(yùn)的動力來自物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞提供代謝能量。1、簡單擴(kuò)散-物質(zhì)順濃度梯度
9、自由穿越脂雙層的運(yùn)輸方式 適合簡單擴(kuò)散的物質(zhì): 脂溶性(疏水)小分子: 苯、氧氣、氮?dú)?不帶電極性小分子: 水.尿素.二氧化碳 不適合簡單擴(kuò)散的物質(zhì): 帶電荷的、水溶性的分子,分子量大2、離子通道擴(kuò)散-依靠通道蛋白, 離子等物質(zhì)順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞酵ǖ赖鞍?跨膜蛋白):水通道(持續(xù)開放) 閘門通道:配體閘門通道 、電壓閘門通道 特點(diǎn):1、速度快,109個離子/秒 2、高度選擇性 3、開放的間斷性3、易化擴(kuò)散-依靠載體蛋白, 一些非脂溶性物質(zhì)等物質(zhì)順濃度梯度的跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞脚袛嚓P(guān)鍵:運(yùn)輸方向、跨膜動力、能量消耗、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白u(yù) 主動轉(zhuǎn)運(yùn)l 高度專一性的載體蛋白介導(dǎo)l 消耗代
10、謝能量l 物質(zhì)從低濃度處向高濃度鈉鉀泵(Na+-K+ ATP酶):實(shí)質(zhì):泵為Na-K-ATP酶,具有載體和酶的雙重作用 大亞基:為跨膜蛋白,是該酶的催化部位 小亞基:為膜外側(cè)半嵌合糖蛋白伴隨運(yùn)輸-離子梯度驅(qū)動的主動運(yùn)輸或間接的主動運(yùn)輸 一種物質(zhì)的主動運(yùn)輸依賴于另一種離子的被動運(yùn)輸 能量來源:存在膜上的離子濃度梯度載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)運(yùn)輸單運(yùn)輸:運(yùn)輸一種物質(zhì)協(xié)同運(yùn)輸:運(yùn)輸兩種物質(zhì)-同向運(yùn)輸、對向運(yùn)輸二、膜泡運(yùn)輸(批量運(yùn)輸) -大分子或顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞通過一系列膜泡的形成和融合來完成轉(zhuǎn)運(yùn)的過程l Endocytosis(胞吞作用) and exocytosis(胞吐作用)l 發(fā)生膜的融合和斷裂l 消
11、耗代謝能,屬主動運(yùn)輸Endocytosis(胞吞作用):-胞外的大分子或顆粒物質(zhì)靠近并結(jié)合于細(xì)胞表面后,膜逐漸內(nèi)陷將其包圍,形成吞噬(飲)小泡進(jìn)入細(xì)胞的過程。u 吞噬作用 (cellular eating)大顆粒:細(xì)菌、細(xì)胞碎片-(形成吞噬體)(巨噬細(xì)胞)、(中性粒細(xì)胞)- 偶爾發(fā)生u 胞飲作用 (cellular drinking)溶液-形成吞飲小泡 ,發(fā)生在大多數(shù)真核細(xì)胞-連續(xù)發(fā)生的過程受體介導(dǎo)的胞吞作用 -細(xì)胞特異地?cái)z取細(xì)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異性和高效性 Exocytosis(胞吐作用):-胞內(nèi)的大分子或顆粒物質(zhì)由膜包被形成小泡,小泡再移至質(zhì)膜并與細(xì)胞
12、膜融合將內(nèi)容物排出胞外的過程第四節(jié)、細(xì)胞膜與細(xì)胞識別一、受體、配體的概念、類型受體(receptor)是一類存在于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì),能特異性識別并結(jié)合胞外信號分子,進(jìn)而激活胞內(nèi)一系列生化反應(yīng),使細(xì)胞對外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。 多為糖蛋白,至少包括兩個功能區(qū)域:配體結(jié)合區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域類型-根據(jù)存在位置,受體可分為 膜受體(membrane receptor)-膜表面受體,位于細(xì)胞質(zhì)膜上的受體 胞內(nèi)受體(intracellular receptor)-位于胞質(zhì)、核基質(zhì)中的受體 配體(ligand)細(xì)胞外信號分子:由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì),又稱為配體、第一信使(fir
13、st messenger)。根據(jù)配體的溶解性,可分為: 水溶性配體:在細(xì)胞膜上和膜受體結(jié)合,進(jìn)行信號的轉(zhuǎn)換。 脂溶性配體:穿過細(xì)胞膜和核膜,和胞內(nèi)受體結(jié)合,直接調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性。二、細(xì)胞膜受體的類型和特點(diǎn)膜表面受體主要有三類:關(guān)鍵詞:概念、作用機(jī)理離子通道型受體受體酪氨酸激酶G蛋白耦聯(lián)型受體(一)離子通道型受體v 概念:既為受體,又為離子通道,其跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)無需中間步驟。v 作用機(jī)理:受體和配體結(jié)合后,通道蛋白改變構(gòu)象,導(dǎo)致通道開放或關(guān)閉,直接引起細(xì)胞反應(yīng)。如配體閘門通道。(二)受體酪氨酸激酶(receptor trk)v 概念:這類受體由一條多肽鏈構(gòu)成的跨膜的糖蛋白組成,N端位于質(zhì)膜外,是配
14、體結(jié)合的部位。C端位于胞質(zhì)內(nèi),是具有酪氨酸激酶功能區(qū).v 作用機(jī)理:受體和配體結(jié)合后,導(dǎo)致受體二聚化,二聚體內(nèi)發(fā)生自磷酸化從而激活受體的激酶活性,引發(fā)生物學(xué)效應(yīng)。(三)G蛋白耦聯(lián)型受體v 概念:七次跨膜蛋白,胞外結(jié)構(gòu)域:識別信號分子(配體) 胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域:與G蛋白耦聯(lián)。v 機(jī)理:當(dāng)此受體和配體結(jié)合后,激活偶聯(lián)的G蛋白,調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性,在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使。膜受體的特點(diǎn) 1、特異性及非決定性:立體構(gòu)象互補(bǔ),分子的立體特異性 2、可飽和性:有限的結(jié)合能力,受體數(shù)目和濃度恒定 3、高親和度:結(jié)合能力強(qiáng) 4、可逆性:非共價結(jié)合 5、特定的組織定位三、細(xì)胞識別的概念和現(xiàn)象u 細(xì)胞識別(cell recog
15、nition)-指細(xì)胞能認(rèn)識同種、異種細(xì)胞,自己、異己物質(zhì)的一種現(xiàn)象四 細(xì)胞膜信息傳遞的概念、過程和構(gòu)成細(xì)胞膜信息傳遞細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)-指細(xì)胞外信號分子與細(xì)胞表面受體結(jié)合,使細(xì)胞產(chǎn)生胞內(nèi)信號分子,進(jìn)而引起細(xì)胞發(fā)生一系列反應(yīng)的過程。細(xì)胞膜信息傳遞過程 胞內(nèi)第二信使引發(fā)細(xì)胞的一系列生物學(xué)反應(yīng)受體和配體的結(jié)合使細(xì)胞外信號轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)第二信使受體和配體相互識別結(jié)合(信息轉(zhuǎn)導(dǎo)的基礎(chǔ)) 細(xì)胞內(nèi)信號分子 -胞內(nèi)信號:由第一信使經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生,在細(xì)胞內(nèi)傳遞細(xì)胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì)。例如第二信使(受體和配體結(jié)合后,由效應(yīng)酶催化產(chǎn)生的最早的胞內(nèi)信號分子)v 第二信使的類型: cAMP、cGMP、二酯
16、酰甘油(DG)、三磷酸肌醇(IP3)。G蛋白(鳥苷酸結(jié)合蛋白 G protein) -屬于膜蛋白,位于質(zhì)膜的胞質(zhì)面的外周蛋白,由、三個不同亞基組成,具有結(jié)合GDP和GTP的能力,并具有GTP酶活性1、兩種構(gòu)象:非活化型(三個亞基結(jié)合,且亞基與GDP結(jié)合,此時為非活化狀態(tài))活化型(與亞基分離,且與GTP結(jié)合,此時為活化狀態(tài))2、細(xì)胞存在不同類型的G蛋白,不同G蛋白對應(yīng)不同的效應(yīng)酶 。G蛋白的作用機(jī)理構(gòu)象變化,即從非活化型變?yōu)榛罨?,調(diào)節(jié)對應(yīng)的效應(yīng)酶的活性。G蛋白耦聯(lián)型受體的信息傳遞途徑:配體 受體 蛋白 效應(yīng)酶 第二信使 蛋白激酶 酶或其他功能蛋白 生物學(xué)效應(yīng)-最為重要的信息傳遞途徑cAMP(環(huán)
17、化腺苷酸)信號體系概念:以cAMP為第二信使的G蛋白耦聯(lián)型受體介導(dǎo)信號傳遞途徑路線一:激活型配體 激活型受體Rs (G蛋白)活化型調(diào)節(jié)蛋白Gs + 腺苷酸環(huán)化酶 cAMP路線二:抑制型配體 抑制型受體Ri (G蛋白)抑制型調(diào)節(jié)蛋白Gi -五、膜抗原的概念和類型細(xì)胞表面抗原(Cell Surface Antigen)-高等動物細(xì)胞表面的各種各樣表示其屬性的標(biāo)志 l 抗原(antigen):能在機(jī)體內(nèi)引起免疫反應(yīng)的異物分子l 膜抗原(Membrane Antigen:):細(xì)胞表面具有抗原性質(zhì)的大分子,多為鑲嵌在細(xì)胞膜上的糖蛋白和糖脂第六章 細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(cytopla
18、smic matrix or cytomatrix)-真核細(xì)胞質(zhì)中除可分辨(有形)結(jié)構(gòu)外的無定形膠狀物質(zhì)體系化學(xué)組成Ø 無機(jī)小分子:水和各種離子Ø 中分子類:脂類、糖類、氨基酸、核苷酸Ø 大分子類:蛋白質(zhì)、脂蛋白、RNA、多糖等功能Ø 提供離子環(huán)境、提供底物,多種代謝過程的場所(糖酵解、糖原代謝等)Ø 物質(zhì)運(yùn)輸通路Ø 細(xì)胞增殖、分化中起重要作用細(xì)胞器(organelle)-在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,具有一定化學(xué)組成和形態(tài)結(jié)構(gòu),執(zhí)行特定生理功能,并為細(xì)胞所固有的有形結(jié)構(gòu)小體膜性結(jié)構(gòu):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、線粒體、過氧化物酶體等非膜性結(jié)構(gòu):
19、核糖體、中心體、微管、微絲等第二節(jié) 核 糖 體(ribosome,簡稱RI)核糖體的形態(tài)結(jié)構(gòu)l 大、小亞基結(jié)合部之 間形成特殊的間隙結(jié)構(gòu)mRNA結(jié)合、穿越的部位l 大亞基中央有一管狀結(jié)構(gòu)(中央管)新生多肽鏈穿過釋放的部位u 幾個功能活性部位(了解)1.氨?;稽c(diǎn)(aminoacyl site ,A位,受位):與氨酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)2.肽?;稽c(diǎn)(peptigyl site ,P位,給位):與肽酰-tRNA的結(jié)合位點(diǎn)3.肽?;D(zhuǎn)移酶位點(diǎn):催化氨基酸之間形成肽鍵 4.GTP酶位點(diǎn):水解GTP,為肽酰tRNA從A位轉(zhuǎn)移到P位供能5.E位點(diǎn)(exit site):(原核細(xì)胞)肽酰轉(zhuǎn)移后,與即將釋放
20、的tRNA的結(jié)合位點(diǎn)6.與其他起始因子、延伸因子和終止因子的結(jié)合位點(diǎn)核糖體的理化特性(化學(xué)組成) r蛋白質(zhì):約占40%,分布于表面 rRNA:約占60%,分布于內(nèi)部u 核糖體的形成與裝配自組裝1、染色體的核仁組織者區(qū)是rRNA基因(rDNA)所在部位(5SrRNA基因除外)2、r蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中合成3、核仁是合成rRNA和組裝核糖體亞基的場所-核糖體是一種動態(tài)結(jié)構(gòu),大小亞基常游離存在于細(xì)胞基質(zhì)中,進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時,當(dāng)小亞基結(jié)合mRNA后,大亞基才與其結(jié)合,形成完整的核糖體。u 核糖體與蛋白質(zhì)合成參與的成分Ø 核糖體合成蛋白質(zhì)的場所Ø mRNA合成蛋白質(zhì)的模板(密碼子)
21、16; tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸Ø 許多與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的因子蛋白質(zhì)合成過程的三個階段Ø 多肽鏈合成的起始-始動因子Ø 多肽鏈合成的延伸-延長因子Ø 多肽鏈合成終止-釋放因子核糖體的存在形式游離核糖體:游離于細(xì)胞質(zhì)中,合成細(xì)胞所需要的結(jié)構(gòu)蛋白附著核糖體:附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜表面,合成跨膜蛋白、駐留蛋白、溶酶體酶蛋白、分泌蛋白多聚核糖體(polyribosome)核糖體常幾個或幾十個串聯(lián)在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鏈合成,形成多聚核糖體第三節(jié) 內(nèi)膜系統(tǒng)(Endomembrane System)-真核細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。 l
22、 Endoplasmic reticulum 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) l Golgi complex 高爾基復(fù)合體l lysosome 溶酶體l peroxisome 過氧化物酶體(線粒體不屬于內(nèi)膜系統(tǒng))一 內(nèi) 質(zhì) 網(wǎng)Endoplasmic Reticulum(ER)(一)ER的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及化學(xué)組成u 遍布胞質(zhì)的連續(xù)網(wǎng)狀膜系統(tǒng)(占細(xì)胞總膜的一半)u 由扁囊、小管、小泡組成,基本結(jié)構(gòu)包括ER膜和ER腔u 標(biāo)志酶:葡萄糖-磷酸酶,分布在腔面,參與糖代謝。細(xì)胞色素P450,分布于胞質(zhì)面和腔面,參與電子傳遞(二)ER的類型滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER)特點(diǎn): 膜表面無核糖體形態(tài): 多為分支小管或小泡分布: 肌細(xì)胞、合成類固醇
23、激素的細(xì)胞中較豐富粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(RER)特點(diǎn): 膜表面附著核糖體形態(tài): 多為板層狀排列的扁囊分布: 多在分泌活動旺盛的細(xì)胞內(nèi)(三)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能:1、RER:與蛋白質(zhì)的合成、加工、運(yùn)輸有關(guān)蛋白質(zhì)合成:u 合成蛋白質(zhì)的種類Ø 膜整合蛋白(跨膜蛋白):膜抗原、膜受體、通道蛋白等 Ø 分泌蛋白(外輸性蛋白):抗體、肽類激素、消化酶、細(xì)胞因子等Ø 溶酶體酶蛋白Ø 駐留蛋白 :定位于ER、Gi等細(xì)胞器內(nèi)的可溶性蛋白 信號肽假說:l 信號肽引導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成過程1、信號肽-SRP-核糖體復(fù)合物形成2、信號肽-SRP-核糖體-SRP受體復(fù)合物形成3、核糖體錨著到RER上4、
24、新合成的多肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔5、肽鏈合成完成,Ri大、小亞基解離,移位子通道關(guān)閉細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中由6個多肽亞基和1個RNA分子組成的核糖核蛋白,其上有信號肽、Ri及RER上SPR受體的結(jié)合位點(diǎn)。l 指導(dǎo)因子Ø 多肽鏈N端的信號肽Ø 信號識別顆粒(signal recognition particle,SRP)Ø 信號識別顆粒受體(SRP-receptor)Ø 通道蛋白移位子新生多肽鏈的折疊和裝配 蛋白二硫鍵異構(gòu)酶二硫鍵形成 結(jié)合蛋白(Binding protein,Bip)促進(jìn)肽鏈折疊蛋白質(zhì)的加工修飾 蛋白質(zhì)的糖基化:u N-連接的糖基化(始于ER腔,完成于G
25、C):寡糖連接到肽鏈的天冬酰胺殘基側(cè)鏈的氨基(NH2)上u O-連接的糖基化(全部或主要于GC完成):寡糖連接到蛋白質(zhì)多肽鏈的絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸殘基側(cè)鏈 的羥基(OH)上蛋白質(zhì)的運(yùn)輸:RER 出芽 運(yùn)輸小泡 靶細(xì)胞器或高爾基體2、SER:多功能的細(xì)胞器脂質(zhì)的合成 類固醇激素的合成參與糖原分解代謝(肝細(xì)胞)具有解毒作用(肝細(xì)胞)參與骨骼肌的收縮胃酸、膽汁的合成與分泌內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的病理性改變ER是一個敏感的細(xì)胞器。形態(tài)結(jié)構(gòu)改變: 腫脹水樣變性 肥大藥物中毒、病毒感染等 囊池塌陷膜損傷致合成障礙癌細(xì)胞: 低分化ER少 高分化ER多 低侵襲力ER少 高侵襲力ER多二 高爾基復(fù)合體(Golgi compl
26、ex, GC)一.形態(tài)結(jié)構(gòu)- 一層單位膜圍成的有極性的細(xì)胞器n 光鏡下一般為不規(guī)則網(wǎng)狀、顆粒狀或線狀n 電鏡下由扁平囊和大小不等的囊泡組成n 常分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞膜之間,有極性;扁平囊是最具特征的主體部分,凸面稱順面或形成面,朝向ER(或細(xì)胞核);凹面稱反面或成熟面 ,朝向細(xì)胞膜扁平膜囊功能區(qū)隔1、順面高爾基網(wǎng)(cis Golgi network,CGN):是高爾基體的入口區(qū)域。接受ER合成的物質(zhì)并分選2. 膜囊(包括順面、中間和反面):蛋白質(zhì)的加工和修飾,糖脂的形成3. 反面高爾基網(wǎng)(trans Golgi network,TGN):是高爾基體的出口區(qū)域,參與蛋白質(zhì)的分選與包裝,最后輸出。
27、二、高爾基復(fù)合體的化學(xué)組成n 蛋白質(zhì)和脂類(介于細(xì)胞膜和ER間)n 標(biāo)志酶:糖基轉(zhuǎn)移酶三.高爾基復(fù)合體的功能-蛋白質(zhì)的分類加工、運(yùn)輸,膜的轉(zhuǎn)變等(一)加工和修飾作用1. 蛋白質(zhì)糖基化(同RER)2. 蛋白質(zhì)的水解加工(二)對蛋白質(zhì)進(jìn)行分選運(yùn)輸l 蛋白質(zhì)分選:新合成的蛋白質(zhì)被特異地分送到需要它的靶部位l GC是胞內(nèi)膜泡運(yùn)輸?shù)闹行模篍ndocytosis 胞吞作用ER 運(yùn)輸小泡 GC 分泌泡 細(xì)胞膜Cell membraneExocytosis 胞吐作用膜流:細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象(三)參與細(xì)胞的分泌活動四、高爾基復(fù)合體與疾病1.癌細(xì)胞中的高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)(不發(fā)達(dá))2.中毒細(xì)胞
28、中的高爾基復(fù)合體的變化(形態(tài)萎縮、結(jié)構(gòu)破壞、甚至消失) 3.功能亢進(jìn)時的高爾基復(fù)合體結(jié)構(gòu)(肥大)三 溶酶體Lysosome(Ly)-(細(xì)胞內(nèi)的消化器)一、結(jié)構(gòu)特征1、具有多型性和異質(zhì)性,即形態(tài)及內(nèi)含的水解酶種類不完全相同2、內(nèi)含60多種酸性水解酶,標(biāo)志酶是酸性磷酸酶3、膜有質(zhì)子泵(H+)維持內(nèi)環(huán)境酸性(pH=5) 4、膜蛋白高度糖基化,防止溶酶體膜被降解5、膜上有多種載體蛋白,可將消化產(chǎn)物運(yùn)出二.Ly的分類(根據(jù)形成過程和功能狀態(tài))類 型成 分內(nèi)體性溶酶體(初級)GC的運(yùn)輸小泡+內(nèi)吞體(內(nèi)體)吞噬性溶酶體(次級)自噬性溶酶體內(nèi)體性溶酶體+內(nèi)源性物質(zhì)異噬性溶酶體內(nèi)體性溶酶體+外源性物質(zhì)殘余體(三
29、級)殘留物三、溶酶體的形成內(nèi)體性Ly出芽形成特異性運(yùn)輸小泡+內(nèi)吞體與反面膜囊上的M6P受體結(jié)合寡糖鏈上甘露糖殘基磷酸化,形成-磷酸-甘露糖(M6P)進(jìn)入GC順面膜囊ER上核糖體合成溶酶體酶蛋白進(jìn)入ER腔進(jìn)行N-連接糖基化融合四、溶酶體的功能(一)對細(xì)胞內(nèi)吞物質(zhì)的消化-溶酶體對外源性物質(zhì)的消化過程(胞吞作用)(二)對自身物質(zhì)的分解(衰老細(xì)胞器、分泌顆粒)(三)細(xì)胞營養(yǎng)作用(四)防御保護(hù)功能(五)參與激素的形成(六)在個體發(fā)生發(fā)育過程中的作用 -溶酶體膜破裂,酶釋放入胞質(zhì)中引起細(xì)胞本身被消化(自溶)五、溶酶體與疾?。ㄒ唬┫忍煨匀苊阁w?。ㄈ狈δ撤N水解酶)(二)溶酶體膜的穩(wěn)定性失常所致疾?。ㄈ┤苊阁w
30、與休克四 過氧化物酶體(peroxisome, Ps)溶酶體Ly過氧化物酶體Ps形態(tài)特征多型、異質(zhì)性異質(zhì)性,中央常有類核體酶酸性水解酶氧化酶和過氧化物酶、H2O2酶標(biāo)志酶酸性磷酸酶H2O2酶功能細(xì)胞消化氧化脂肪酸、解毒形成ERGCRER/自體分裂內(nèi)膜系統(tǒng)的總括l 內(nèi)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性l 內(nèi)膜系統(tǒng)功能上的統(tǒng)一性是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的加工、分選和運(yùn)輸系統(tǒng)細(xì)胞表面 ER GC Ly 通過小泡運(yùn)輸 分泌小泡核糖體線粒體 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核 直接穿膜運(yùn)輸Ps第四節(jié) 線粒體(mitochondrion,復(fù)數(shù)-ria)Ø 線粒體的形態(tài)特征 形狀類似細(xì)菌,分布于能量需求多的細(xì)胞,線粒體數(shù)量也多超微結(jié)構(gòu)外膜
31、:脂類與蛋白質(zhì)比例:1:1,富含轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(孔蛋白, porin),允許分子量在10000以下的物質(zhì)自由通過,包括小的蛋白質(zhì)內(nèi)膜和內(nèi)部空間:內(nèi)膜:. 不含膽固醇,富含心磷脂 . 蛋白約占80,脂質(zhì)約占20% . 高度特化,通透性小,分子量大于150的物質(zhì)不能自由通過 . 折疊成嵴(cristae),提高ATP生產(chǎn)能力嵴(板層狀多、管狀)基粒(ATP合酶復(fù)合體),附在嵴上,是將呼吸鏈電子傳遞過程中釋放的能量用于使ADP磷酸化生成ATP的關(guān)鍵裝置。 頭部:偶聯(lián)因子F1 書P147解釋 柄部:OSCP,能與寡酶素特異結(jié)合,解偶聯(lián)作用,抑制ATP合成 基片:偶聯(lián)因子F0 膜間腔:內(nèi)外膜之間空間 基質(zhì)腔:
32、內(nèi)膜直接包圍的空間 基質(zhì):可溶性蛋白質(zhì)、脂肪、雙鏈環(huán)狀DNA、核糖體Ø 線粒體的化學(xué)組成 蛋白質(zhì)(酶):干重的70左右 脂類:干重 30左右 水、DNA,RNA、三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物、輔酶Ø 線粒體的功能 . 是細(xì)胞有氧呼吸的基地和供能的場所 -供應(yīng)細(xì)胞生命活動95%的能量 .主要功能:細(xì)胞氧化/細(xì)胞呼吸 -把氧化各種底物產(chǎn)生的自由能轉(zhuǎn)化為可被細(xì)胞直接利用的形式ATP 無氧酵解:1分子葡萄糖2ATP 有氧呼吸:1分子葡萄糖3638ATP一)糖酵解(細(xì)胞質(zhì))-2ATP二)乙酰CoA產(chǎn)生(線粒體基質(zhì))-(代謝樞紐)三)三羧酸循環(huán)(線粒體基質(zhì))-2ATP 四)氧化磷酸化(內(nèi)膜):
33、-34ATP 電子傳遞鏈/呼吸鏈: 電子在線粒體內(nèi)膜上的 酶體系上逐級傳遞,最后給O,同時伴隨質(zhì)子泵出內(nèi)膜。 ATP的形成: H質(zhì)子電化學(xué)梯度驅(qū)使ATP合酶形成ATP電化學(xué)梯度: 內(nèi)膜兩側(cè)H濃度差,膜電位差-推動ATPase合成ATP化學(xué)滲透假說:質(zhì)子電化學(xué)梯度推動ATPase合成ATPØ 線粒體的基因組線粒體基因組組成(與原核DNA類似). 缺乏組蛋白,突變率較高. 基因37個,與原核基因結(jié)構(gòu)性質(zhì)一樣: 2種rRNA;22種tRNA;13種蛋白質(zhì)。. 部分密碼子不同于核基因組密碼子線粒體DNA的復(fù)制轉(zhuǎn)錄 . 不依賴核染色體而將復(fù)制后的DNA分配到子線粒體中去(這個過程稱為復(fù)制分離)
34、 . 半保留復(fù)制方式線粒體蛋白質(zhì)的合成(與原核生物類似) . 自身合成的蛋白(13個)都是細(xì)胞呼吸中的關(guān)鍵酶 . 有自身專用tRNA,mRNA,核糖體 . 線粒體自身蛋白合成與轉(zhuǎn)錄同時進(jìn)行,與細(xì)菌類似線粒體半自主性 . 兩套遺傳體系所控制:mtDNA和核DNA; . 多數(shù)蛋白來自核DNA,少數(shù)來自mtDNA ; . 線粒體的形成,生長,增值都需要核DNA參與; . mtDNA復(fù)制表達(dá)也必須依賴核DNA提供的酶蛋白Ø 線粒體蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)導(dǎo)肽(leader squence):定位線粒體的核編碼蛋白的N端具有的一段氨基酸序列,20-80個氨基酸殘基,富含帶正電的堿性氨基酸Arg,具有識別、牽
35、引和定位線粒體的信號作用。分子伴侶(molecular chaperone):一類在序列上沒有相關(guān)性但有共同功能的蛋白質(zhì),它與酶的作用方式類似,通過非特異性結(jié)合,催化介導(dǎo)蛋白質(zhì)特定構(gòu)象的形成,參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的折疊、裝配和轉(zhuǎn)運(yùn),但又不構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的一部分。 迄今為止發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)分子伴侶屬于熱休克蛋白(HSP) 解折疊 重折疊前體蛋白 導(dǎo)肽引導(dǎo)穿膜 導(dǎo)肽水解 成熟蛋白分子伴娘 mt分子伴娘第五節(jié) 細(xì)胞骨架(cytoskeleton)真核細(xì)胞質(zhì)中特有的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)絡(luò)骨架體系,由微絲、微管、中間纖維三類骨架成分組成,對細(xì)胞形態(tài),運(yùn)動,胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸,細(xì)胞增值,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等等起重要作用。具有彌散性、整體性和變
36、動性。廣義上的細(xì)胞骨架還包括:核骨架、核纖層、細(xì)胞外基質(zhì)一、微 管microtubulesØ 細(xì)胞骨架成分之一,由微管蛋白和微管結(jié)合蛋白組成的管狀纖維結(jié)構(gòu)。Ø 具有極性。Ø 靠近核向四周呈放射狀排布。.微管的結(jié)構(gòu)組成微管蛋白(二聚體)tubulin:占微管總蛋白的80%,酸性蛋白。兩個亞單位:-微管蛋白和-微管蛋白。微管結(jié)合蛋白MAP:微管相關(guān)蛋白(MAP1 MAP2 MAP4 )、微管聚合蛋白tau MAP的主要功能是:促進(jìn)微管聚集成束;增加微管穩(wěn)定性或強(qiáng)度;促進(jìn)微管組裝; 連接其他蛋白纖維.微管存在形式:單管(13條原纖維)、二聯(lián)管(1310)- 纖毛和鞭毛的
37、桿狀、三聯(lián)管(131010)- 中心粒和纖毛、鞭毛的基體.微管的動態(tài)平衡: 動態(tài)微管:存在時間很短,發(fā)生快速組裝和去組裝,如紡錘體。 穩(wěn)定微管:存在時間較長,如纖毛。 微管的組裝與去組裝 - 踏車現(xiàn)象 Ø 微管體外組裝:條件-微管蛋白和GTP,Mg2,無Ca2+,Ph,溫度等 以“首尾相接”(-)的方式形成原纖維,因而具有極性 成核期:微管蛋白二聚體 原纖維 13根原纖維合攏成管 延伸期:微管蛋白二聚體加在兩端Ø 微管體內(nèi)組裝: 微管組織中心(microtubule organizing center MTOC)-是微管進(jìn)行組裝的區(qū)域包括:中心體、基體、著絲粒、成膜體,都具
38、有微管蛋白 成核期:環(huán)狀的球蛋白復(fù)合體為模板成核先組裝出短的微管 延伸期:二聚體加入末端 穩(wěn)定期Ø 影響微管體組裝與組裝的因素1、微管蛋白濃度2、微管正端微管蛋白結(jié)合GTP或GDP3、pH, 溫度, 壓力, 鈣、鎂離子濃度4、藥物: 紫杉醇, 秋水仙素和長春花堿.微管的功能Ø 支架維持形態(tài)Ø 形成紡錘體參與染色體移動Ø 細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸:分子馬達(dá):動力蛋白,向“”運(yùn)輸。驅(qū)動蛋白,向“+”運(yùn)輸。Ø 中心粒、鞭毛、纖毛Ø 細(xì)胞器的定位和分布Ø 參與胞內(nèi)信號傳導(dǎo)二、微 絲(microfilament,MF) - 又稱肌動蛋白絲actin
39、 filament-由肌動蛋白(actin)組成的直徑約7nm的骨架纖維。Ø 兩條肌動蛋白絲以螺旋的形式組成的纖維,有極性。 Ø 不穩(wěn)定,能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),常成束。Ø 分布:靠近細(xì)胞膜內(nèi)側(cè).微絲的結(jié)構(gòu) -結(jié)構(gòu)單位: 肌動蛋白 球形單體的肌動蛋白又稱球狀肌動蛋白(G肌動蛋白) 纖維狀多聚體形成肌動蛋白絲, 稱為纖維狀肌動蛋白(F肌動蛋白).微絲的結(jié)合蛋白 結(jié)合蛋白的種類:原肌球蛋白肌球蛋白(myosin)肌動蛋白纖維的分子發(fā)動機(jī),是一種特殊的ATP酶。肌鈣蛋白等 結(jié)合蛋白的功能 :封端、交聯(lián)、膜結(jié)合.微絲的組裝 G-肌動蛋白能夠聚合成F-肌動蛋白F-肌動蛋白也可以解
40、聚成G-肌動蛋白 成核需要一種蛋白復(fù)合體ARP2/3催化.微絲的動態(tài)性質(zhì) 極性 踏車現(xiàn)象(treadmilling) 微絲的動態(tài)平衡 .微絲的功能1.細(xì)胞支架,維持形態(tài):應(yīng)力纖維(微絲+肌球蛋白II)2.細(xì)胞運(yùn)動3.參與細(xì)胞分裂:收縮環(huán):類似肌肉樣的結(jié)構(gòu)(微絲+肌球蛋白II)4.胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸5.肌肉收縮6.信號傳導(dǎo) 7.肌動蛋白的新功能 三、中間絲(纖維)(intermediate filament,IF )-平均直徑介于微管和微絲之間, 故稱為中間纖維。由于其直徑約為10nm, 故又稱10nm 纖維。 .中間纖維結(jié)構(gòu):由長的、桿狀的蛋白裝配而成。 .中間纖維裝配:單體2-二聚體2 -四聚體2
41、-原纖維2-亞絲4-10nm中間纖維IF裝配與MF,MT裝配相比,有以下幾個特點(diǎn): 1、IF裝配的單體是纖維狀蛋白(MF,MT的單體呈球形);2、反向平行的四聚體導(dǎo)致IF不具有極性;3、IF在體外裝配時不需要核苷酸或結(jié)合蛋白的輔助,在體內(nèi)裝配后,細(xì)胞中幾乎不存在IF單體。.中間纖維的成分與分布IF成分比MF,MT復(fù)雜,較穩(wěn)定,具有組織特異性。IF在形態(tài)上相似,而化學(xué)組成有明顯的差別。 中間纖維的6種類型,不同種細(xì)胞不相同,同一種細(xì)胞也會出現(xiàn)不同,分布整個細(xì)胞。.中間纖維功能1、增強(qiáng)細(xì)胞抗機(jī)械壓力能力2、完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)3、神經(jīng)元纖維在神經(jīng)細(xì)胞軸突運(yùn)輸中起作用 4、中間纖維與mRNA的運(yùn)輸有關(guān)
42、 5、參與傳遞細(xì)胞內(nèi)機(jī)械的或分子的信息 微管、微絲、中間絲的比較微管微絲中間絲形狀中空的管狀纖維,最粗(外徑24nm)實(shí)心絲狀纖維,最細(xì)(直徑7nm)實(shí)心線狀,粗細(xì)居中(直徑10nm)組成蛋白微管蛋白(tubulin)肌動蛋白(actin)角蛋白等多種蛋白極性正極、負(fù)極正極、負(fù)極無第七章 細(xì)胞核(Nucleus)真核細(xì)胞eukaryotic cell細(xì)胞核是細(xì)胞中由雙層單位膜組成的最大、最重要的細(xì)胞器,是細(xì)胞遺傳物質(zhì)貯存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場所,也是細(xì)胞代謝、生長、分化及繁殖的控制中心,對細(xì)胞生命活動有重要的調(diào)控作用。細(xì)胞核的形態(tài)、大小、位置和數(shù)目因細(xì)胞類型不同而異細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)(核膜,染色質(zhì),核仁,
43、核基質(zhì))第一節(jié)、核膜(nuclear membrane)一、核膜的化學(xué)組成:蛋白質(zhì)和脂質(zhì),其中蛋白質(zhì)占65%-75%二、核膜的亞微結(jié)構(gòu):(一)核膜的兩層膜結(jié)構(gòu):外核膜:與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連續(xù),附有核糖體。內(nèi)核膜:表面光滑,無核糖體附著,含有核纖層蛋白B受體,內(nèi)側(cè)有一層致密纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)-核纖層(二)核周間隙(perinuclear space):內(nèi)外核膜之間的間隙。 與RER腔相通,是細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核之間物質(zhì)交流的重要通道之一。(三)核孔(Nuclear Pore ):核孔復(fù)合體(Nuclear Pore Complex,NPC):內(nèi)、外核膜融合處,其數(shù)目與細(xì)胞的類型和生理狀態(tài)有關(guān),由多個蛋白質(zhì)顆粒以
44、特定方式排列形成的蛋白質(zhì)分子復(fù)合物 捕魚籠式模型:1.胞質(zhì)環(huán)2.核質(zhì)環(huán)3.中央栓4.輪輻三、核膜的功能u 區(qū)域化作用:使基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成在時間和空間上分開u 合成生物大分子:外核膜上附著核糖體,可合成蛋白質(zhì)u 在細(xì)胞分裂中參與染色體的定位與分離u 控制細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的物質(zhì)交換 被動運(yùn)輸:某些小分子物質(zhì)和無機(jī)離子可自由通 過核膜或核孔復(fù)合體。 主動運(yùn)輸:大分子物質(zhì)和顆粒物質(zhì)通過核孔復(fù)合體介導(dǎo)。 被轉(zhuǎn)運(yùn)的核蛋白上一般要有供核孔復(fù)合體上的核轉(zhuǎn)運(yùn)受體識別的核定位信號。第二節(jié) 核纖層和核骨架一、核纖層(nuclear lamina)-緊貼內(nèi)核膜的一層高電子密度纖維蛋白網(wǎng),在細(xì)胞核內(nèi)與核骨架相連,在細(xì)
45、胞核外與中間纖維相連,形成貫穿于細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系成分: Lamin A、Lamin B1、 Lamin B2、 Lamin C 功能:1)支持核膜,維持核孔的位置和核膜的形態(tài) 2)核膜重建及染色體凝集相關(guān); 二、核骨架(nuclear scaffold),又稱核基質(zhì)(nuclear matrix)。-在真核細(xì)胞間期核內(nèi),除去染色質(zhì)、核膜與核仁以外的由非組蛋白組成的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。構(gòu)成: 主要由纖維蛋白構(gòu)成。 核基質(zhì)蛋白; 核基質(zhì)結(jié)合蛋白。功能:1)與DNA的復(fù)制密切相關(guān) 2)基因轉(zhuǎn)錄、RNA加工及其定向運(yùn)輸; 3)與細(xì)胞分裂、分化有關(guān);第三節(jié) 染色質(zhì)和染色體u 同一物質(zhì)的兩種形態(tài)
46、染色質(zhì):間期細(xì)胞核中呈伸展、細(xì)網(wǎng)狀的DNA蛋白質(zhì)復(fù)合物。染色體:細(xì)胞分裂期核中呈高度濃縮、折疊、盤曲成條狀或棒狀的DNA蛋白質(zhì)復(fù)合物一、化學(xué)組成:由DNA、組蛋白和非組蛋白及少量RNA組成 真核細(xì)胞染色體的DNA序列1、單一序列:單一拷貝序列,絕大部分結(jié)構(gòu)基因?qū)儆诖祟悺?、中度重復(fù)序列:重復(fù)拷貝數(shù)在104105,組蛋白基因、rRNA基因和tRNA基因?qū)儆诖祟?、高度重復(fù)序列:重復(fù)拷貝數(shù)在105以上,分布于著絲粒區(qū)和端粒區(qū),大多組成異染色質(zhì) 組蛋白(histone)ü 富含精氨酸和賴氨酸、帶正電荷,為堿性蛋白。ü H2A、H2B、H3、H4形成核小體八聚體核心ü H
47、1在形成核小體中起連接作用 非組蛋白:維持染色體結(jié)構(gòu)、調(diào)控基因表達(dá) RNA:含量少,多為新合成的RNA前體二、染色質(zhì)的種類1、常染色質(zhì) -間期細(xì)胞核中結(jié)構(gòu)松散、螺旋化程度較低、堿性染料著色較淺的染色質(zhì)。 轉(zhuǎn)錄功能活躍的染色質(zhì),分布于細(xì)胞中央或核仁中2、異染色質(zhì) -間期細(xì)胞核中結(jié)構(gòu)緊密、螺旋化程度較高、堿性染料著色較深的染色質(zhì) 喪失轉(zhuǎn)錄活性或轉(zhuǎn)錄不活躍的染色質(zhì),分布于細(xì)胞核周圍或形成核仁的相隨染色質(zhì) (1)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)-整個細(xì)胞周期中處于凝集狀態(tài)的染色質(zhì),多處于著絲粒、端?;蛉旧w凹陷部位 (2)兼性異染色質(zhì)-在某些細(xì)胞類型中,可以向常染色質(zhì)轉(zhuǎn)變,恢復(fù)轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與裝配 1、
48、染色質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)11nm染色質(zhì)纖維(DNA被壓縮7倍) 核小體(nucleosome)-由約200dp長度的DNA區(qū)域和一個組蛋白組成的八聚體,呈圓盤型顆粒狀 核心部:組蛋白-2(H2A、H2B、H3、H4) DNA分子-146bp、1.75圈 連接部:組蛋白H1 DNA-60bp 2、染色質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)30nm染色質(zhì)纖維,6個核小體纏繞一圈形成的中空性管,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。DNA又被壓縮6倍3、三級結(jié)構(gòu)超螺線管-由螺線管進(jìn)一步盤曲而形成,進(jìn)一步將螺線管長度壓縮。DNA又被壓縮40倍 4、四級結(jié)構(gòu)-染色單體-超螺線管進(jìn)一步折疊又被壓縮成為四級結(jié)構(gòu)染色單體。DNA又被壓縮5倍人的一個細(xì)胞D
49、NA由DNA到染色體其長度被壓縮約800010000倍染色體支架-放射環(huán)模型- 一條染色單體約有106個微帶四、中期染色體1.染色單體:每一中期染色體都有兩條,由細(xì)胞分裂間期時組成染色體的DNA與組蛋白復(fù)制后組裝形成,彼此以著絲粒相連,又稱姐妹染色單體。2.著絲粒與著絲點(diǎn)(動粒):是兩個不同的概念,前者指中期染色單體相互聯(lián)系在一起的特殊部位,后者指主縊痕兩側(cè)的一個附加的圓盤狀結(jié)構(gòu) 著絲粒- 位于兩條染色單體相連處,染色體上凹陷的、淺染的縊痕,即主縊痕的中心部位。 著絲點(diǎn)(動粒)-位于染色體主縊痕兩側(cè)、一個附加的特化圓盤狀結(jié)構(gòu),由蛋白質(zhì)組成,可與紡錘絲微管接觸,是微管蛋白聚合的中心之一。著絲粒-動粒復(fù)合體- 是一種高度
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