罗丽花2011级医学细胞生物学知识点串讲

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1、第七章 细胞骨架与细胞的运动,细胞骨架（cytoskeleton）,细胞骨架：是指真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系，由微管、微丝和中间纤维三类成分组成，对于维持细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质的运输、染色体的分离和细胞分裂等均起着重要的作用。,第一节 微管,1. 微管的结构,长管状，内径15nm，外径24-26nm，管壁13根原纤维，中空 存在形式：单管 二联管（纤毛和鞭毛） 三联管（中心粒及纤毛和鞭毛的基体中）,微管蛋白 微管蛋白 微管蛋白,定位于微管组织中心（microtubule organizing center, MTOC），MTOC在空间上为微管装配提供始发区域。,2. 微管的组

2、成,3. 微管的装配过程：,成核期：先由和微管蛋白聚合成一个短的寡 聚体结构，即核心形成； （延迟期） 聚合期：微管蛋白聚合速度大于解聚速度，微管 延长； （延长期） 稳定期：游离微管蛋白浓度下降，达到临界浓度， 微管的组装与去组装速度相等，微管长度 相对恒定； （平衡期）,微管的体外装配,极性装配 ： 装配快的一端（微管蛋白）为（+）极 装配慢的一端（微管蛋白）为（-）极 踏车现象：组装和去组装达到平衡,微管蛋白浓度，1mg/ml pH：6.9 离子：去Ca2+，供Mg2+ 温度：37 0C装配，0 0C解聚 能量：GTP,当GTP微管蛋白异二聚体添加到微管正极（+）组装速度大于GTP的水解

3、速度时，形成GTP帽，微管延长；当GTP的微管蛋白聚合速度小于GTP的水解速度， GTP帽不断缩小暴露出GDP微管蛋白，并迅速脱落，使微管缩短，导致微管结构上的不稳定。,微管的体内装配,微管蛋白环状复合物（-TuRC） 由微管蛋白和一些其他相关蛋白构成，是微管的一种高效的集结结构，在中心体中是微管装配的起始结构。,37 、 GTP、Mg 2+,0 4 、Ca 2+,4. 影响微管组装和解聚的因素,抑制微管组装的药物：秋水仙素、长春新碱(抑制微管的组装) 稳定微管的药物 ：紫衫醇(阻止微管的去组装，增强微管稳定性),（一）构成网状支架，支持和维持细胞的形态,5. 微管的功能：,(二) 参与中心粒

4、、纤毛和鞭毛的组成,（三）参与细胞内物质的运输,（四）维持细胞内细胞器的空间定位和分布,（五）参与染色体的运动，调节细胞分裂,（六）参与细胞内信号传导,第二节 微丝,1. 微丝的结构与组成：,微丝（microfilament，MF）又称肌动蛋白纤维(actin filament), 是指真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm左右的骨架纤维。,G-肌动蛋白：微丝的单体形式，呈哑铃状，具有阳离子、ATP及肌球蛋白结合位点 F-肌动蛋白：G-肌动蛋白形成的聚合体,2. 微丝的装配：,微丝的组装过程分三个阶段 1）成核期、生长期（延长期）、平衡期 2）成核作用发生在质膜上 3）微丝组装的

5、动力来自ATP,ATP、 Mg2+、高Na+、高K+,Ca2+、低Na+和低K+,3. 影响微丝组装的因素,1、G-肌动蛋白,F-肌动蛋白,2、影响微丝组装的药物,细胞松弛素B （cytochalasin B）抑制微丝聚合作用 鬼笔环肽：与聚合的微丝结合，抑制微丝解聚,3、微丝结合蛋白对微丝的组装也有调控作用,4. 微丝的功能：,（一）构成细胞的支架并维持细胞的形态,（二）参与细胞的运动,（三）参与细胞的分裂（胞质分裂 cytokinesis）,（四）微丝参与肌肉收缩,（五）微丝参与细胞内物质运输,（六）参与细胞内信息传递,第三节 中间纤维,1. 中间纤维蛋白的结构,中间纤维蛋白是长的线性蛋白

6、， 由头部、杆状区和尾部三部分 组成，各种中间丝蛋白之间的区别主要取决于头、尾部的长度 和氨基酸顺序,2. 中间纤维的装配和调节：,（一）构成细胞内完整的支撑网架系统,3. 中间纤维的功能:,（二）为细胞提供机械强度支持,（三）参与细胞连接,(四) 维持核膜稳定,(五) 参与细胞分化,(六) 中间纤维参与细胞内信息传递,第八章 细 胞 核,细胞核的主要结构： 核 膜 核纤层 染色质 核骨架 核 仁,核膜(nuclear envelope)： 电镜下，核膜是由两层单位膜构成。 一、外核膜 二、内核膜 三、核周间隙 四、核孔,第一节 核膜,外核膜(outer nuclear membrane) 外

7、核膜的形态、组成和生化反应与粗面内质网相似。 外核膜的外表面存在微管和中间纤维，参与核定位。,一、内外核膜,内核膜(inner nuclear membrane) 面向核质，由核纤层支撑， 包围核物质。,二、核周间隙 (perinuclear space),由内、外层核膜围成的20-40nm间隙。其间充满液态不定型物质。 具有缓冲的作用； 是细胞核与细胞质进行物质交换的重要通道之一。,三、核孔（nuclear pore）,电镜下核孔是由多个蛋白质颗粒以特定方式排列而成的复杂而又有规律结构，称为核孔复合体（nulear pore complex， NPC ）。,核孔复合体-“捕鱼笼” 模式图,四

8、、核膜的主要功能,1.核膜的区域化作用，使转录和翻译在时空上分离; 2.控制着细胞核与细胞质的物质交换; 3.在细胞分裂中参与染色质的定位与分离； 4.核膜参与合成生物大分子 外层核膜与粗面内质网相似，因此可以参与细胞蛋白质的合成。如，核周间隙分布的多种结构蛋白及酶。,第二节 核纤层与核骨架,一、核纤层 真核细胞中，紧贴内核膜下的一层高电子密度的纤维蛋白网，厚10-100nm。,成分：核纤层蛋白A 、C、 B,A型核纤层蛋白,B型核纤层蛋白,见于分化细胞中,见于所有体细胞中,二、核骨架,核骨架：又称核基质，是间期核内，除去核膜、核纤 层染色质和核仁之外，以非组蛋白为主组成 的纤维网架结构。,核

9、骨架,1. 非组蛋白性的纤维蛋白：构成核骨架的基本成分。,2. 核基质结合蛋白：与核基质结合的酶、细胞调控蛋 白等 。,3. RNA：维持核骨架的三维结构。,DNA： 不是骨架结构成分，只是功能的结合。,（一）组成,第三节 染色质和染色体, 染色质(chromatin)： 间期细胞核中，能被碱性染料染色的物质。呈细丝状、形态不规则，弥散于细胞核内。 染色体(chromosome)： 有丝分裂时，染色质组装、凝集成光镜下可见的 棒状或点状结构。,（一）常染色质 指在细胞间期呈松散状、染色较浅，且有转录和复制活性的染色质。,染色质的种类,（二）异染色质 指在细胞间期呈凝缩状态，染色较深，缺乏转录活

10、性的染色质。,第九章 基因信息的传递与蛋白质合成,基因： 是细胞内遗传物质的最小功能单位，是负载有特定遗传信息的DNA片段，由结构基因和调节基因组成。 结构基因： 编码非调控因子的基因，其转录成的各种RNA能直接行使功能；转录成的mRNA，则翻译成功能蛋白质。 调节基因： 编码调节或限制其他基因活性的基因，如启动子， 增强子，终止子等。 基因组：是指含有一个生物体生存、发育、活动和繁殖所需要的全部遗传信息的整套核酸。,一、基因及其结构1.1 基因的概念及其中心法则,中心法则 (The Central Dogma),转 录,翻 译,逆转录,DNA,RNA,蛋白质,复 制,1） 结构简练（基因组小

11、，DNA含量少） 2） 大多能够转录成mRNA，用于编码蛋白质 3） 功能相关的结构基因串联排列 4） 结构基因是连续的，转录后不需要剪切和加工,原核生物基因结构特点,1.2 基因的结构及特点,1） 不连续性,由编码序列（外显子）和非编码序列（内含子）组成-断裂基因 2） 高度重复序列-卫星DNA,真核生物基因结构特点,（1）外显子：转录+翻译（P195） （2）内含子：转录 GT-AG法则：5端多以GT开始，3端多以AG结束，是真核细胞基因中RNA剪切的识别信号。,1. 真核细胞基因的功能区域,二、基因转录及转录后加工,模板链（反义链）：双链DNA中，作为转录模板 的链，与mRNA互补 编码

12、链（有意义链）：与模板链互补的另一条DNA链，与转录产物序列相同,2.1 原核细胞的基因转录,三、真核细胞的基因转录和转录后加工 起始、延长、终止 有多种RNA聚合酶分别合成不同类别的RNA 有多种转录因子 有多种类型的启动子 转录后RNA多需加工、修饰,第十章 细胞连接与细胞粘连,细胞连接( cell junction) 是指在相邻细胞表面形成各种连接装置,以加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性，协调性，这些相邻细胞之间、细胞与细胞外基质之间在质膜接触区域特化形的连接结构称为细胞连接。,第一节 细胞连接,封闭连接(occluding junctions) 紧密连接(tight junc

13、tion) 锚定连接(anchoring junctions) 通讯连接(communicating junctions) 间隙连接(gap junction) 神经细胞间的化学突触(chemical synapse) 植物细胞中的胞间连丝(plasmodesmata),一、紧密连接(tight junction),广泛分布于各种上皮细胞及脑Cap内皮细胞,TEM观察：断续的点状连接 冷冻断裂复型显示，连接区域是一种 “焊接线”样的带状网络,蛋白颗粒连成脊网,二、锚定连接（anchoring junction）,是一类由细胞骨架纤维参与，存在于相互接触的细胞之间或细胞与细胞外基质之间的细胞连接

14、，其主要作用是形成能够抵抗机械张力的牢固黏合。,锚定连接 1.黏合连接(与肌动蛋白纤维相连 ) (1)黏合带 (adhesion belt ) (2)黏合斑 (adhesion plaque ) 2.桥粒连接 (与中间纤维相连 ) (1)桥粒 ( desmosome ) (2)半桥粒(hemidesmosome ),三 通讯连接（communicating junction）是一种可以介导细胞间信号的连接 1、间隙连接 (gap junction),24nm，也称缝隙连接,由许多间隙连接单位往往集结在一起呈斑块状,第二节 细胞黏附分子与细胞黏连,细胞黏附分子（cell adhesion mol

15、ecule，CAM） 是广泛存在于细胞膜上的一类跨膜糖蛋白，是介导细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间相互结合并起黏附作用的一类细胞表面分子（多数需要依赖于二价阳离子Ca2或Mg2），介导细胞识别与黏着，还能在细胞骨架的参与下，形成桥粒、半桥粒、黏合带以及黏合斑等锚定连接结构。,钙黏素 选择素 分类 免疫球蛋白超家族 整联蛋白家族,一、钙粘素（cadherin）家族,是一类依赖于Ca2的同亲型细胞黏附分子，它们在胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及组织器官的构筑中起重要作用。不同种类的细胞以及发育不同阶段，其细胞表面的钙黏素的种类与数量有所不同。,1、钙黏素分子结构,2、钙黏素的功能 （1）介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附 （2）在个体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官的形成 （3）参与细胞之间稳定的特化连接结构 （粘合带、胞质斑） 钙黏素功能的丧失在恶性肿瘤的扩散中起重要作用,二、选择素（selectin）,是一类依赖于Ca2的异亲型细胞黏附分子，能特异性 地识别其他细胞表面寡糖链中的特定糖基，主要介导白细胞 与血管内皮细胞或血小板的识别和暂时性黏附。,1、选择素的分子结构,2、选择素的功能,主要功能是参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与黏着，帮助白细胞从血液进入炎症部位。,