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细胞生物学
细胞生物学绪论知识总结，本导图主要包括生物学研究的课题、细胞生物学主要研究内容、细胞生物学发展简史三部分的内容。
编辑于2022-01-17 15:48:59- 相似推荐
- 大纲
细胞微环境
细胞外基质ECM
由细胞分泌的蛋白质和多糖构成的高度水合性纤维网络胶体结构体系
凝胶样基质
糖胺聚糖GAG
蛋白聚糖
纤维网架
胶原
弹性蛋白
黏着成分
非胶原糖蛋白
细胞外调节因子
不同类型的细胞
液体物质ECF
细胞黏附
细胞黏附分子CAM
钙黏着蛋白
选择素
免疫球蛋白超家族IgSF
介导细胞与细胞黏着
整联蛋白家族
介导细胞-细胞外基质黏着
黏附分子介导细胞识别与黏附的方式
同亲型结合
异亲型结合
连接分子依赖性结合
黏附分子的结构
胞外区
N端，识别配体
穿膜区
胞质区
C端，与质膜下细胞骨架或胞内信号转导蛋白结合
细胞连接
封闭连接
紧密连接
相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙
特点
嵴线
封闭锁
功能
封闭相邻细胞间的间隙，防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内，保证内环境稳定
形成上皮细胞质膜蛋白与膜脂分子侧向扩散的屏障
参与分子
穿膜蛋白
闭合蛋白
密封蛋白
胞质外周蛋白
与医学(了解)
锚定连接
细胞骨架纤维 承受机械力
黏着连接
肌动蛋白纤维
黏着带
特点
连续带状
胞内锚定蛋白
穿膜黏着蛋白
钙黏着蛋白
功能
黏着斑
特点
点状接触 与细胞外基质
胞内锚定蛋白
穿膜黏着蛋白
整联蛋白
功能
桥粒连接
中间纤维
桥粒
特点
纽扣状/斑点状
桥粒斑
穿膜黏着蛋白
桥粒粘蛋白
桥粒胶蛋白
钙粘蛋白
功能
增强细胞抵抗外界压力与张力的机械强度
维持上皮细胞结构
半桥粒
特点
上皮细胞基地与基底膜
胞质斑
网蛋白
穿膜黏着蛋白
整联蛋白
功能
参与分子
细胞内锚定蛋白
穿膜黏着蛋白
与医学
天疱疮(桥粒)
大疱性类天疱疮(半桥粒)
通讯连接
间隙连接
特点
斑块状
动物组织普遍存在
连接子
连接子蛋白 亲水性通道 细胞间2个连接子对接
功能
加强相邻细胞的机械连接
偶联细胞间通讯(代谢偶联、电偶联)
突触(熟悉)
电突触
间隙连接
化学突触
突触前膜
突触间隙
突触后膜
细胞骨架
细胞骨架 细胞质骨架 微管 微丝 中间纤维 细胞核骨架 核基质 核纤层 染色体骨架
微管
组成
微管蛋白
α管蛋白
β管蛋白
α、β异二聚体
γ微管蛋白
微管结合蛋白 MAP
结构
α、β异二聚体→原纤维→单管/二联管/三联管
微管组织中心 MTOC
3束三联微管
功能
构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态
参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成
参与细胞内物质运输
微管马达蛋白
维持细胞内细胞器的空间定位和分布
参与染色体的运动，调节细胞分裂
参与细胞内信号传导
微丝 MF
组成
约含400AA，相对分子量为43kD，哑铃状，有ATP/ADP结合位点，有二价阳离子(Mg2+或Ca2+)结合位点，有两个结构上不同的末端(有极性)
肌动蛋白
球形肌动蛋白 G-actin
纤维型肌动蛋白 F-actin
微丝结合蛋白
结构
功能
维持细胞形态
参与细胞连接
参与细胞变形运动和微绒毛的摆动
参与细胞内物质转运
参与肌肉收缩
参与受精作用
参与胞内信息传递
微丝的装配(了解?)
中间纤维 IF
组成
Ⅰ型IF(酸性角蛋白)
ⅡIF(中性和碱性角蛋白)
以异源二聚体组装
Ⅲ型IF
Ⅳ型IF
Ⅴ型IF
Ⅵ型IF
结构
中间纤维的单体
头部(N端)
中间杆状区
尾部(C端)
同或异二聚体→四聚体→原纤维╳8→中间丝
功能
维持细胞形态，为细胞提供强力机械支持
参与细胞器在胞内的定位，维持核膜稳定
参与细胞连接(桥粒和半桥粒)
参与细胞内信号转导和物质转运(信息入核、mRNA转运)
参与对mRNA的翻译(胞质mRNA锚定在IF上)
维持细胞核膜稳定
参与细胞分化
IF的表达由严格的组织特异性，不同类型的细胞或细胞不同的发育阶段表达不同的IF
疾病
微管功能异常
阿尔茨海默
人类不动纤毛症
中间丝缺陷
肿瘤
神经系统疾病
遗传性疾病
细胞的运动
类型
鞭毛、纤毛的摆动
细胞爬行
树枝状的网络
...
调节因素
中间丝结合蛋白 IFAP(了解?)
微丝结合蛋白(了解)
种类
功能
在微丝动态变化中的作用
维护微丝的结构和功能
控制脊椎动物细胞微丝的行为
微管结合蛋白(了解)
种类
功能
调节微管装配作用
MAP外伸部分磷酸化后失去对微管的结合能力, 使微管去组装
增加微管的稳定性和强度
沿微管转运囊泡和颗粒
作为细胞外信号的靶点参与信号转导
微丝和微管构成的特殊装置
3类马达蛋白的运动特征
微丝或微管的从属蛋白
动力蛋白
微管(-)→(+)
驱动蛋白
微管(+)→(-)
肌球蛋白
微丝(-)→(+)
线粒体
组成
蛋白质 65-70%
酶 70% 120余种
细胞色素氧化酶（内膜）
单胺氧化酶（外膜）
苹果酸脱氢酶（线粒体基质）
腺苷酸激酶（膜间腔）
脂类 25-30%
核酸
核糖体
水、无机盐、维生素
结构
两层不相连的单位膜套叠而成的封闭膜囊
线粒体核编码蛋白质的转运
核编码蛋白质进入线粒体时需要信号序列
基础导入序列 MTS
前体蛋白在线粒体外保持非折叠状态
线粒体蛋白可溶性可溶性前体
分子伴侣蛋白
新生多肽相关复合物 NAC
热激蛋白70 hsp70
准确结合线粒体前体蛋白的因子
前提蛋白的结合因子 PBF
线粒体输入刺激因子 MSF
多肽链穿过线粒体膜
mthsp70
多肽链在线粒体基质内重新折叠方可获得活性
机制作用蛋白酶 MPP
功能
营养物质在线粒体内氧化并与磷酸化耦联生成ATP
启动细胞凋亡
代谢过程中产生大量超氧阴离子并最终形成活性氧 ROS
低水平 促进细胞增殖
高浓度 启动凋亡
功能定位
细胞呼吸与能量转换
蛋白质和脂肪的彻底氧化只在第一步中与糖有所区别
糖酵解|细胞质
三羧酸循环TCA|线粒体基质|对C的彻底氧化
呼吸链|线粒体内膜|对H的彻底氧化
氧化磷酸化|基粒
线粒体与疾病(熟悉)
疾病过程中的线粒体变化
mtDNA突变
线粒体疾病
线粒体融合与分裂异常
治疗
补充疗法
辅酶Q
选择疗法
氯霉素
基因疗法
正常线粒体的基因
葡萄糖转运
易化扩散
GLUT
glucose transporter
协同主动运输
线粒体的起源(了解)
线粒体的分裂与融合
遗传体系(了解)
双链环状 mtRNA
重链H
轻链L
37个基因 多顺反子
启动子
启动子是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列
转录起始位点
转录起始位点(transcription start site, TSS)是一个基因的5'端转录的第一个碱基，它与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基。
复制起始点
线粒体 遗传密码
囊泡与囊泡转运
蛋白质转运
门控运输
穿膜运输
小泡运输
囊泡的类型及功能
网格的蛋白有被小泡
结构
网格蛋白
衔接蛋白
发动蛋白
来源
高尔基复合体，细胞内吞作用
功能
从高尔基复合体向溶酶体、胞内体或质膜外的物质转运
将外来物质从质膜外转送到细胞质或溶酶体
COPⅡ有被小泡
COPⅡ衣被蛋白有5个亚基 Sar蛋白：GTP结合蛋白
结构
COPⅡ衣被蛋白：5种亚基
Sar蛋白
来源
糙面内质网
功能
介导从ER到Golgi复合物的物质运输
COPⅠ有被小泡
内质网逃逸蛋白的捕捉、回收转运以及高尔基复合体膜内蛋白的逆向运输
结构
COPⅠ衣被蛋白：多种亚基
ARF蛋白
来源
高尔基复合体
功能
捕捉、回收转运内质网逃逸蛋白
逆向运输高尔基复合体膜内蛋白
行使从内质网到高尔基复合体的顺向转移
囊泡转运及其运行的分子基础
内膜系统
内质网
化学组成
内质网膜
脂类 30-40%
蛋白质 60-70%
诸多酶系
葡萄糖-6-磷酸酶
内质网腔
网质蛋白
驻留信号
结构特征
sER
分支小管小泡
rER
板层状扁囊
功能
rRNA
进行蛋白质的合成、加工修饰、分选及转运
分泌蛋白
信号肽是指导蛋白多肽链在糙面内质网上合成与穿膜转移的决定因素
新生肽链的折叠与装配
蛋白质的糖基化
穿膜驻留蛋白
单次穿膜蛋白
信号肽+停止转移序列
内信号肽
多次穿膜蛋白
蛋白质分选
信号斑 信号斑与信号肽的区别
sRNA
脂类合成
合成
酶在内质网膜上，朝向胞质 胆碱磷酸转移酶
转运
出芽
专一载体
磷脂交换蛋白
肌细胞钙离子的储存场所
细胞解毒
糖原的代谢
内质网应激
未折叠蛋白反应
内质网超负荷反应
固醇调节级联反应
高尔基复合体
结构特征
扁平囊泡
小囊泡
大囊泡
化学组成
脂类 45%
蛋白质 55%
酶
糖基转移酶
功能
蛋白质运输分泌的中转站
胞内物质加工合成
蛋白质的糖基化
糖基化修饰加工的糖蛋白： ①N-连接糖蛋白 ER ②O-连接糖蛋白 Golgi 两者比较
意义
蛋白质的水解加工
溶酶体酶的磷酸化
蛋白聚糖类的硫酸化修饰
蛋白质的分选和膜泡定向运输
三种可能的运输途径和去向
有被小泡 溶酶体
有被小泡 细胞膜/细胞外
分泌小跑 细胞质 暂时
溶酶体
化学组成
结构特征
一层单位膜构成的球囊状结构，膜厚约6nm
溶酶体的类型
初级溶酶体
次级溶酶体
自噬溶酶体
异噬溶酶体
三级溶酶体
内溶酶体形成及分选
内质网
N-连接的甘露糖蛋白
高尔基复合体
磷酸化 甘露糖-6-磷酸M-6-P
M-6-P：溶酶体水解酶分选的重要识别信号
分选 网格蛋白 有被小泡
内体性溶酶体的形成和成熟
有被小泡 → 无被小泡+晚内吞体 → 内体性溶酶体
功能
分解胞内外来物质及清除衰老、残损的细胞器
物质消化与细胞营养功能
防御保护功能
识别、吞噬入侵病毒和细菌
分泌过程调节
参与机体的器官组织变态和退化
协助精子与卵子受精
生物学意义
组成
概念
物质的穿膜运输
小分子物质和离子的穿膜运输
被动运输
易化扩散
载体蛋白介导 不消耗细胞的代谢能量 顺浓度梯度运输
简单扩散
离子通道扩散
离子通道
配体门控通道
乙酰胆碱受体
电压门控通道
应力激活通道
水通道
选择性水通道
AQP1
水-甘油通道
自由扩散
主动运输
载体蛋白介导 逆浓度或电化学梯度 消耗能量
ATP驱动泵
P-型离子泵
Na+-k+泵
Ca2+泵
V-型质子泵
F-型质子泵
H+顺浓度
ABC转运体
协同运输
共运输
Na+-葡萄糖转运体
对向运输
壁细胞分泌盐酸
大分子和颗粒物质的穿膜运输
胞吞作用
吞噬作用
胞饮作用
液相内吞
吸附内吞
受体介导的胞吞
LDL
胞吐作用
连续性分泌
受调分泌
细胞膜
化学组成
膜脂
磷脂
甘油磷脂 phosphoglycerides
鞘磷脂 SM
胆固醇
糖脂
膜蛋白
内在膜蛋白
单次穿膜蛋白质
多次穿膜蛋白
多亚基穿膜蛋白
外在膜蛋白
以非共价键的形式，与脂类极性区或穿膜蛋白的亲水区结合
以非共价键，α螺旋结构与脂双层的一层结合
脂锚定蛋白
胞内，以共价键，与脂双层的脂肪酸链结合
胞外，以共价键，与磷脂酰肌醇分子相连的寡糖链结合
膜糖
糖蛋白
一个或多个寡糖链或多聚糖连
糖脂
一个寡糖链
生物学特性
膜的不对称性
膜脂的不对称性
糖脂
磷脂
膜蛋白的不对称性
膜糖的不对称性
膜的流动性
膜双层为液晶态二位流体
膜脂分子的流动性
膜脂分子的运动
侧向扩散
翻转运动
旋转运动
弯曲运动
膜双层为液晶态二位流体
影响膜脂流动性的原因
膜蛋白的运动
膜蛋白的运动
侧向扩散
旋转运动
分子结构模型
片层结构
蛋白质-磷脂-蛋白质三层夹板式结构 球形蛋白质
单位膜结构
“两暗夹一明” β片层形式的蛋白质
流动镶嵌模型
α-螺旋球形结构的蛋白质 √ 流动性、不对称性 × 相对完整性、稳定性 ↓ 晶格镶嵌模型 ↓ 板块镶嵌模型
脂筏模型
细胞的分子基础
有机化合物
生物大分子
有机小分子
无机化合物
网质蛋白
免疫球蛋白重链结合蛋白
钙网蛋白
钙连蛋白
蛋白质二硫键异构酶
Color Code
难点
掌握
高尔基体中的酶
糖基转移酶
氧化还原酶
NADH-细胞色素还原酶
NADPH-细胞色素还原酶
磷酸酶类
5'-核苷酸酶
腺苷三磷酸酶
硫胺素焦磷酸酶
溶血卵磷脂西纳基转移酶、磷酸甘油磷脂酰转移酶
磷脂酶类
磷脂酶A1
磷脂酶A2
酪蛋白磷酸激酶
α-甘露糖苷酶
磷脂
甘油磷脂 phosphoglycerides
磷脂酰胆碱/卵磷脂 PC
磷脂酰乙醇胺/脑磷脂 PE
磷脂酰丝氨酸 PS
磷脂酰肌醇 PI
鞘磷脂 SM