导图社区 《细胞生物学》第四章细胞环境与互作
《细胞生物学》第四章细胞环境与互作笔记,记录了细胞表面、细胞外基质、细胞的识别与黏着、细胞连接等内容。
编辑于2021-07-06 21:03:56细胞环境与互作
细胞表面
一个具有复杂结构的多功能体系,在结构上包括细胞被和细胞质膜
功能
保护细胞,使细胞有一个相对稳定的内环境
参与细胞内外的物质交换和能量交换
参与细胞识别、信息的接收和传递
参与细胞运动
维护细胞的各种形态,与免疫、癌变有密切关系
细胞被
包括细胞质膜的整合蛋白、某些膜脂以及从质膜伸向外侧的短的糖链
主要成分是糖,称为糖萼或多糖包被。糖被通常含有糖蛋白和蛋白聚糖。
功能
保护作用,防止机械和化学损伤,使细胞保持相对独立
参与细胞与环境的相互作用
参与细胞与环境的物质交换
细胞增殖的接触抑制、细胞识别
植物细胞壁
化学组成和结构
纤维素
葡萄糖构成的多聚体
半纤维素
结合在纤维素微纤维的表面且互相相连,构成了相应细胞相互连接的网络
果胶
由半乳糖醛酸和其衍生物组成的多聚体
木质素
由聚合的芳香醇构成的一类物质,存在于木质组织中,作用是通过形成交织网来硬化细胞壁
糖蛋白
最重要的一种是伸展蛋白
类型
初生细胞壁
由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等松散组成
次生细胞壁
细胞停止生长后分泌形成的,主要是增加细胞壁的厚度和强度。主要组成成分是纤维素和木质素
细菌细胞壁
革兰氏阳性菌
只有一层膜结构,含量最多的是胞壁质(肽聚糖)
青霉素对阳性菌敏感的原因
青霉素是由真菌产生的一种抗生素,能够抑制参与细菌细胞壁肽聚糖装配后形成肽侧链的酶的活性,没有了侧链,细菌细胞不能抵抗正常的渗透压,其结果被处理的细菌细胞就会破裂
革兰氏阴性菌
胞壁质较薄,扩展交联程度较低,具有两层细胞膜,一层位于胞壁质外侧
荚膜
细菌在适当环境下形成的细胞最外面的保护层。主要成分是多糖,也有少量多肽
细胞外基质
基本组成和功能
基本组成
蛋白聚糖PG
由糖胺聚糖(GAG)以共价的形式与线性多肽连接而成的多糖和蛋白复合物,能形成水性的胶状物
结构蛋白
赋予细胞外基质一定的强度和韧性
黏着蛋白
纤连蛋白和层黏连蛋白促使细胞同基质结合
功能
决定器官和组织的形态及保护作用,同一些生长因子和激素结合进行信号转导等
动物细胞的细胞外基质的主要成分是胶原,植物细胞壁的主要成分是纤维素
共有特征:都含有长长的坚硬的纤维,并且这些纤维都是包埋在两性的基质中,在基质中充满糖蛋白或多糖
蛋白聚糖和透明质酸
蛋白聚糖的结构
糖胺聚糖
由重复二糖单位构成的无分支长链多糖
蛋白聚糖
同蛋白质共价结合形成糖和蛋白质的复合物
透明质酸
增殖细胞和迁移细胞的细胞外基质的主要成分,一旦迁移细胞停止移动,透明质酸会从细胞外基质中消失,此时细胞间开始接触
蛋白聚糖的功能
使细胞表面具有较大的可塑性,从而具有抗压能力,对细胞起保护作用
透明质酸提高了体液和滑液的黏度和润滑性
可作为细胞黏着的暂时性或永久性位点
胶原和弹性蛋白
胶原:细胞外最重要的水不溶性纤维蛋白,是构成细胞外基质的骨架,在细胞外基质中形成半晶体的纤维,给细胞提供张力和弹性,并在细胞的迁移和发育中起作用
结构和种类
基本单位:原胶原
各类胶原的共性
都是由3条肽链组成
各类胶原蛋白的氨基酸组成完全不同
功能
为细胞外基质提供了一个水不溶性的框架,决定细胞外基质的机械性质
促进细胞生长
弹性蛋白
弹性纤维的主要成分,主要存在与韧带和脉管壁
细胞外基质中的黏着蛋白
纤连蛋白FN
属非胶原糖蛋白,是一类粘附性的糖蛋白
主要功能是介导细胞黏着和影响细胞迁移
层黏连蛋白
基膜的主要结构成分,结构上呈不对称十字形,由1条长臂和3条相似的短臂构成
主要功能是作为基膜的主要成分结构对基膜的组装起关键作用,在细胞表面形成网络结构并将细胞固定在基膜上
细胞外基质与细胞相互关系
基膜
由不同的蛋白纤维组成的网状结构,主要成分有LN、IV型胶原、巢蛋白、肌腱蛋白、钙结合糖蛋白、硫酸肝素糖蛋白等
对组织结构起支持作用,同时也是渗透性的障碍,调节分子和细胞的运动
整联蛋白
属整合蛋白家族,是细胞外基质受体蛋白,与配体结合力较低,但浓度却比其他受体高
一种跨膜的异质二聚体,由两个非共价结合的跨膜亚基组成
RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)序列:大多是细胞外基质蛋白能够和整联蛋白结合的原因
细胞识别与黏着
识别在前,黏着在后。识别是黏着的基础
细胞识别:细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己和异己分子的认识和鉴别。
细胞黏着:相邻细胞或细胞与细胞外基质以某种方式黏连在一起,组成组织或与其他组织分开
细胞识别及识别反应
多细胞生物有机体中3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
识别反应类型
内吞
发生黏着,包括细胞同细胞外基质的黏着以及细胞与细胞的黏着
引起信号转导,发生一系列生理生化反应,使细胞更好地适应环境
细胞黏着机制
细胞黏着分子
细胞糖被在识别过程中起重要作用,引起细胞黏着的主要是膜蛋白
细胞黏着方式
相邻两细胞表面由同种细胞黏着分子的相互介导黏着
相邻两细胞表面由互补的细胞黏着分子的相互介导黏着,互补分子可同时存在于同一细胞或不同细胞
中介分子介导的与细胞表面黏着分子的互补作用
3类细胞黏着分子参与细胞黏着
选择蛋白
E-选择蛋白,在内皮细胞表达
P-选择蛋白,在血小板和内皮细胞表达
L-选择蛋白,在各种类型的白细胞中表达
免疫球蛋白的超家族IgSF的某些成员
介导同嗜性的细胞黏着,非钙离子依赖性
介导异嗜性的细胞黏着,钙离子依赖性
钙黏着蛋白
细胞连接
细胞黏着是细胞连接的起始,细胞连接是细胞黏着的发展。黏着在先,连接在后
动物细胞连接类型
紧密连接(不通透连接)
通常位于上皮顶端两相邻细胞间
功能
连接细胞
防止物质双向渗透
限制膜蛋白在脂分子层的流动,维持细胞极性
斑块连接(锚定连接)
黏着连接(连接作用涉及细胞质中的骨架是肌动蛋白)
黏着带:涉及的是相邻两细胞间的连接,参与黏着带连接的膜整合蛋白是钙黏着蛋白
黏着斑:细胞同细胞外基质相连,参与连接的是整联蛋白
基本特点
都是钙依赖性的,因为钙黏着蛋白和整联蛋白的活性都受到钙离子的调节
都要通过细胞质斑中的蛋白质介导同细胞骨架的肌动蛋白相连
钙离子蛋白和整联蛋白一旦同肌动蛋白相连,都会与某种信号分子发生联系,引起细胞的信号转导
主要功能
通过膜整合蛋白、细胞骨架的肌动蛋白、细胞外基质黏连蛋白将细胞与细胞或细胞与细胞外基质连接起来
通过膜整合蛋白和肌动蛋白相连,给细胞传递一种信号,然后通过细胞内的信号分子将信号放大
桥粒连接(细胞通过中间纤维锚定到细胞骨架上)
完全桥粒:涉及相邻两细胞间连接
通过钙黏着蛋白(两种类型:桥粒芯蛋白和桥粒芯胶黏蛋白)将相邻细胞结合起来
半桥粒:细胞同细胞外基质连接
参与连接的跨膜蛋白是整联蛋白,整联蛋白的细胞外结构域同细胞外基质相连
通讯连接
间隙连接(动物细胞)
主要结构是连接子
胞间连丝(植物细胞)
胞间连丝的孔能够扩张,允许大分子通过