[医学]细胞生物学相关课件

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1、细胞学说的主要内容： 一切动植物都是由细胞组成的 细胞是一切生物的基本单位 新的细胞来源于旧细胞,细胞的基本共性,所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。 所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。 作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。 所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。,原核细胞与真核细胞基本特征的比较,细胞膜与细胞表面,第一节、细胞膜与细胞表面特化结构 第二节、细胞连接 第三节、细胞外被与细胞外基质,一、生物膜的基本组成成分 二、细胞膜的结构特点 三、细胞质膜的功能 四、膜骨架与细胞表面的特化结构,质膜主

2、要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。,外在(外周)膜蛋白 水溶性蛋白,靠离子键或其它弱键与膜表面的蛋白质分子或脂分子极性头部非共价结合，可用高盐和碱性pH条件分离。 内在（整合）膜蛋白 指镶嵌于细胞膜上的水不溶性蛋白，与膜结合紧密，只有用去垢剂使膜崩解后才可分离出来。 脂质锚定蛋白 通过磷脂或脂肪酸锚定，共价结合。,膜的流动性：生物膜的基本特征之一, 是细胞进行生命活动的必要条件，膜的流动主要是由脂类和蛋白质的流动引起的。 膜的不对称性 影响膜流动性的因素:脂肪酸链长度和不饱和

3、度,胆固醇,温度、酸碱度、离子强度等,四、膜骨架与细胞表面的特化结构,细胞质膜常常与膜下结构(主要是细胞骨架系统)相互联系,协同作用, 并形成细胞表面的某些特化结构以完成特定的功能。 膜骨架 指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。 红细胞的生物学特性 膜骨架赋予红细胞质膜既有很好的弹性又具有较高强度。 红细胞质膜蛋白及膜骨架,红细胞质膜蛋白,1. 血影蛋白：由结构相似的链、链组成异二聚体，两个二聚体头与头相接连形成四聚体。 2. 锚蛋白：与血影蛋白和带3蛋白的胞质部相连，将血影蛋白网络连接到质膜上。 3. 带3蛋白：是阴离子载体

4、，通过交换Cl，使HCO 3进入红细胞。 4. 血型糖蛋白,细胞连接的功能分类,细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系，协同作用的重要方式。 封闭连接(紧密连接) 锚定连接 桥粒和半桥粒 粘着带和粘着斑 通讯连接 间隙连接神经细胞间的化学突触 植物细胞中的胞间连丝,各种细胞连接的方式与特点比较,第三节 细胞外被与细胞外基质,一、基本概念 二、胶原 三、氨基聚糖和蛋白聚糖 四、层粘连蛋白和纤粘连蛋白 五、弹性蛋白 六、植物细胞壁,胶原及其分子结构,胶原纤维的基本结构单位是原胶原； 原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋结构； 原胶原肽链具有Gly-x-y重复序列，对胶原纤维的高级结

5、构的形成是重要的； 在胶原纤维内部,原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性横纹。,氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的长链多糖 氨基聚糖: 透明质酸、4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角质素等。 透明质酸(hyaluronic acid)及其生物学功能 透明质酸是增殖细胞和迁移细胞的胞外基质主要成分,也是蛋白聚糖的主要结构组分 透明质酸在结缔组织中起强化、弹性和润滑作用 透明质酸使细胞保持彼此分离,使细胞易于运动迁移和增殖并阻止细胞分化,物质的跨膜运输与信号传递,第一节、 物质的跨膜运输 第二节、细胞通讯与信号传递,第一节 物质的跨膜运输,物质的跨膜运输是

6、细胞维持正常生命活动的基础之一，不同运输方式特点不同。 被动运输：简单扩散、协助扩散 穿膜运输 主动运输：Na+-K+泵、Ca2+泵、协同运输 胞吞作用：胞饮作用、吞噬作用 膜泡运输 胞吐作用,简单扩散：沿高浓度梯度（电化学梯度）扩散到低浓度梯度（电化学梯度），不需细胞提供能量，没有膜蛋白协助。 协助扩散：沿浓度梯度减小方向扩散，不需细胞提供能量，需特异膜蛋白协助转运。 主动运输：物质由低浓度到高浓度一侧的跨膜运输即逆浓度梯度(逆化学梯度)运输，需载体蛋白和ATP提供能量。 大分子与颗粒物质的跨膜运输，真核细胞通过内吞作用和外排作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。,疏水的小分子和小的不带电荷

7、的极性分子在以简单扩散方式跨膜转运中，沿高浓度梯度（电化学梯度）扩散到低浓度梯度（电化学梯度），不需细胞提供能量，没有膜蛋白协助。,主动运输按能量来源包括三种基本类型 由ATP直接提供能量的主动运输 钠钾泵，钙泵，质子泵 由ATP直接提供能量的主动运输：协同运输 光能驱动,组成型的外排途径 所有真核细胞，是连续分泌过程。用于质膜更新（膜脂、膜蛋白、胞外基质组分、营养或信号分子）。粗面内质网高尔基复合体分泌泡细胞膜细胞外 调节型外排途径 特化的分泌细胞，储存刺激释放。产生的分泌物（如激素、粘液或消化酶）储存在分泌泡内，当细胞在受到胞外信号刺激时，分泌泡与质膜融合并将内含物释放出去 。,细胞质基质

8、与细胞内膜系统,第一节、细胞质基质与内膜系统 第二节、内 质 网 第三节、高尔基体 第四节、溶酶体与过氧化物酶体 第五节、细胞内蛋白质的分选与细胞结构组装,细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的、由膜围绕细胞器或细胞结构，主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。,基本类型：粗面内质网和光面内质网 粗面内质网功能主要有： 蛋白质合成 脂类的合成 蛋白质的修饰与加工，N-连接的糖基化 新生肽的折叠与组装 光面内质网功能主要有： 类固醇激素的合成（生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质） 肝细胞的解毒作用 储存钙离子,signal recognition particle（SRP） 信号

9、识别颗粒,在粗面内质网上合成的蛋白包括分泌蛋白，整合膜蛋白,内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白（需要隔离或修饰）。 其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的。包括:细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。 注意：细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的，并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。 线粒体中合成自主携带的线粒体蛋白 叶绿体中合成自主携带的叶绿体蛋白,分子伴侣：细胞中，这类蛋白能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽，帮助这些多肽的转移、折叠或组装，但其本身并不参与最终产物的形成。 大多数分子伴侣属于热休克蛋白类,二、高尔基体的功能,高尔基

10、体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。被称为细胞内大分子运输交通枢纽。 高尔基体与细胞的分泌活动： 分泌蛋白的信号肽序列一般位于多肽的N端。 蛋白质的糖基化及其修饰 蛋白酶的水解和其它加工过程,蛋白质糖基化的两种类型比较,溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰（RER）,高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化,M6P,N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶,高尔基体trans-膜囊和TGN膜（M6P受体）,溶酶体酶分选与局部浓缩,以出芽的方式转运到前溶酶体形成初级溶酶体,磷酸葡萄糖苷酶,溶酶体的标志酶：酸性磷酸酶,过氧化物酶体：又

11、称微体，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器。 以分裂方式进行增殖,protein sorting蛋白质分选，细胞内合成的蛋白质之所以能够定向的转运到特定的细胞器取决于两个方面： 其一是蛋白质中包含特殊的信号序列 其二是细胞器上特定的信号识别装置分选受体,在细胞质基质中完成多肽链合成，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、细胞核及细胞质基质的特定部位； 蛋白质合成起始后转移至粗面内质网，新生肽边合成边转入粗面内质网腔中，随后经高尔基体转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的蛋白也是通过这条途径分选的。,膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式，普

12、遍存在于真核细胞中。在转运过程中不仅涉及蛋白本身的修饰、加工和组装，还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。 三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用 膜泡运输是特异性过程，涉及多种蛋白识别、组装、去组装的复杂调控,细胞质骨架：指存在于真核细胞细胞质基质中的蛋白纤维网架体系，包括微丝、微管和中间纤维。 微丝(microfilament, MF) 微 管（microtubules） 中间纤维（intermediate filament,IF),第九章 细胞骨架,组成：球状肌动蛋白（G-actin） 特异性药物：细胞松弛素：可以切断微丝,并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合。鬼笔环肽：与微

13、丝侧面结合,防止MF解聚。 微丝结合蛋白：Myosin 肌球蛋白 功能：维持细胞形态，赋予质膜机械强度，细胞运动，微绒毛，应力纤维，参与胞质分裂，肌肉收缩,微管蛋白亚基、异二聚体构成。 所有的微管都有确定的极性：微管的极性有两层含义，一是装配的方向，二是生长速度的快慢。 特异性药物：秋水仙素结合到未聚合的微管蛋白二聚体上，阻断微管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。紫杉醇能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。它只结合到聚合的微管上，不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。,microtubule organizing center, （MTOC）：在活细胞内，能够起始微管的成核作用，并使之延伸的细胞结构。 微管功能：维持细胞形态，细胞内物质的运输( Motor proteins,分子发动机),细胞器的定位，鞭毛运动和纤毛运动，纺锤体与染色体运动,增强细胞抗机械压力的能力 角蛋白纤维参与桥粒的形成和维持 结蛋白纤维是肌肉Z盘的重要结构组分，对于维持肌肉细胞的收缩装置起重要作用 神经元纤维在神经细胞轴突运输中起作用 参与传递细胞内机械的或分子的信息 中间纤维与mRNA的运输有关,