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导图社区 细胞生物学
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细胞生物学
细胞的组成
细胞膜
模型
片层结构模型
单位膜模型，两暗一明（电镜）静态结构
Robertson
7.5纳米
流动镶嵌模型
Singer Niconlson
脂伐模型
物质运输
被动运输
不消耗能量，顺浓度梯度
简单扩散=被动扩散
非极性小分子物质扩散快
气体
极性小分子缓慢扩散
甘油，尿素
易化扩散
双向进行，速度快，载体蛋白介导
特点 饱和现象，结构特异性，竞争性抑制
小分子物质运输
主动运输
X消耗ATP，逆浓度梯度或电化学梯度
协同运输
间接消耗ATP，转运离子，小分子
共运输
Na-葡萄糖，小肠上皮粘膜吸收，近肾端重吸收
2Na1葡萄糖
转运方向相同
对向运输
Na-Ca交换体
Na-H交换体
Cl-HCO3-交换体
ATP泵
直接消耗ATP
P-型离子泵
Na-K泵
1ATP,2K,3Na
磷酸化调节构象改变
α，β亚基
H-K泵
Ca泵
细胞质中钙离子浓度极低，对其变化敏感，浓度升高时结合CaM激活Ca泵
肌浆网（滑面内质网），内质网
1ATP,2Ca
细胞膜
1ATP,1Ca
V-型质子泵
ABC转运体
免疫相关，
F-型质子泵
H-ATP合酶
蛋白质
载体蛋白=转运体
区分内质网上的转运体是通道蛋白
主动，被动
构象改变
通道蛋白
被动
水通道蛋白
一直开放，转运方向只由两侧渗透压决定
甘油，中性小分子可通过
离子通道
配体门控型
乙酰胆碱受体
电压门控型
突触后模上钠离子通道
应力激活通道
孔蛋白通道
线粒体
小分子物质运输
胞吞
胞饮作用
液体和可溶性小颗粒物质
胞饮体
液相内吞
无特异性
吸附内吞
有一定的特异性
吞噬作用
颗粒物质，微生物衰老损伤细胞器，细菌病原体
吞噬体，中性粒细胞，单核细胞，巨噬细胞有吞噬作用
伪足（微丝），吞噬体
受体介导的胞吞
有被小窝-有被小泡，网格蛋白包裹，发动蛋白是GTP结合蛋白
无被小泡，受体回到质膜
无被小泡与早期内吞体融合
晚期内吞体+来自高尔基体的水解酶
内体性溶酶体
特定大分子物质，浓度低，摄入外液少
LDL--胆固醇
LDL受体异常
家族性高胆固醇血症
胞吐
连续性分泌
细胞外基质成分
通过膜流：核糖体-内质网-高尔基体-细胞膜
受调分泌
Ca离子浓度升高刺激
储存在分泌小囊中
囊泡运输
真核细胞特有，由囊泡介导的运输
门控运输
细胞核（核定位序列NS）核孔复合体
穿模运输
通过膜上蛋白运转体
内质网
转位子=易位蛋白
线粒体
内外膜转位子
COP11----Sar蛋白 COP1----α酶 网格蛋白--发动蛋白蛋白
GTP结合蛋白
有被小泡，有衣被包裹
特异性识别，融合
SNAREs蛋白家族介导囊泡与靶膜融合
Rab蛋白起调节作用
结合GTP
小泡运输
膜性细胞器之间，细胞分泌活动
组成物质
脂质
外层
磷脂酰胆碱，鞘磷脂
内层
磷脂酰丝氨酸，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰肌醇
蛋白质
内在膜蛋白=膜整合蛋白
范德华力，疏水键与膜结合，肽链之间以氢键结合
α螺旋
β片层
细胞粘附分子
脂锚定蛋白
与磷脂酰肌醇共价键相连DPI锚定蛋白 直接与脂肪酸连共价键结合
膜外在蛋白=周边蛋白
非共价键，结合松散，改变离子浓度，PH可分离
红细胞血影蛋白和锚蛋白
水溶性蛋白
纤连蛋白，层粘连蛋白
暴露α螺旋链与单层磷脂作用
蛋白质的合成
氨基酸活化
ATP
氨肽-tRNA 合成酶有高度特异性
多肽链合成起始
肽链延长
核糖体循环
进肽
成肽
转位
GTP
多聚核糖体
肽链终止
UAA,UGA,UAG终止密码子辨认
肽链和mRNA释放
核糖体大小亚基解聚
一级结构
二级结构
三级结构
四级结构
亚基聚合，多肽折叠， 辅机连接
分子伴侣调控
内质网，高尔基体
蛋白质降解
多聚泛素化途径降解
消耗ATP
小肽泛素标记蛋白质
溶酶体降解
不消耗ATP
肽链氨基端修饰
共价键修饰
多肽链水解修饰
糖类（细胞外被）
糖脂
鞘糖脂，鞘氨醇衍生物
糖蛋白
O-连接
N-连接
蛋白聚糖上的糖链
保护细胞免受物理化学损伤 建立水盐平衡微环境，带负电吸引离子和大量水分子 参与细胞间，细胞与外基质的相互作用
信号转导
细胞间信息通讯方式
直接接触
细胞表面分子通讯接触
间隙连接
间接接触
化学通讯
内分泌
旁分泌
化学突触
自分泌
外泌体介导
由一些细胞分泌产生的
膜表面信号分子
释放物质到胞外
膜融合
信号转导
物质
分子开关
G蛋白，GTP连接蛋白
Gs，CAMP与霍乱有关
功能差异在α亚基上，α亚基有GTP酶活性
Gs
激活AC
Gi
抑制AC
GP
激活PLC
蛋白激酶
磷酸化
酪氨酸蛋白激酶
丝氨酸，苏氨酸蛋白激酶
PKC,PKA,PK,CaM
蛋白磷酸酶
去磷酸化
第一信使
激素
神经递质
局部化学介质
细胞外信号
第二信使
CAMP,CGMP,DAG,IP3
细胞内信使
配体
受体
膜受体
酶联受体
酶连接受体
不具有酶粗话活性，直接与酶想关联
细胞因子受体
蛋白激酶型受体
单次跨膜
酪氨酸蛋白激酶
丝氨酸，苏氨酸蛋白激酶
膜内激活后有SH2位点，使底物氨基酸残基磷酸化
速度慢
离子通道型受体
1型
烟碱型乙酰胆碱受体
乙酰胆碱受体过少导致重症肌无力
四次跨膜糖蛋白，五个亚基，四个亚单位
N端α亚基结合配体
C，N都在外
γ按基金丁酸
甘氨酸受体
11，111型
受体与配体结合部位在膜上
肌浆网上的钙离子通道是111型
光受体，嗅神经受体是11型
快速反应
G蛋白偶联受体
7次跨膜糖蛋白
N外C内，内侧G蛋白受体部位，外侧两个糖基化位点
胞内受体
DNA结合蛋白
胞质受体
糖皮质激素，盐皮质激素
核受体
维生素D3和维甲酸
胞质和胞核
雌雄激素受体
使受体二聚体化
整合调控
交叉对话
收敛
发散
受体没收
受体下调
受体失活
蛋白失活，分泌抑制蛋白
信号转导通路
G蛋白-G蛋白偶联受体
AC催化ATP产生cAMP--PKA
GC催化GTP产生GMP--PKG
PIP2--DAG二脂酰甘油+三磷酸肌醇IP3
ip3使内质网释放Ca
和DAG，磷脂酰丝氨酸一起激活PKC
钙离子结合钙调蛋白（四个钙离子）
调控离子通道
子主题
对基因的影响 长期效应 对代谢的影响 短期效应
具有酶活性受体介导=催化性受体
TPKR-RAS-MAPK
由一系列蛋白激酶的酶促级联反应，将胞外信号传递到细胞核
PI3K-AKT
TGF-β-smad
蛋白质水解相关信号通路
泛素化
Hedgehog-Ci,Gli转录因子将信号转入细胞核
IK Bα降解激活NF-KB
Wnt-β-catenin扮演转录激活因子和膜骨架连接蛋白
蛋白切割激活Notch
细胞内受体介导信号通路
甾体类激素
脂溶性小分子甾体类激素，类固醇激素
甲状腺激素
维生素D3
视磺酸
NO
受体为可溶性CGMP
硝酸甘油治疗心脏病
生长因子受体（酶连接受体）介导
与细胞质酪氨酸激酶JAK结合
信号转导特点
磷酸化去磷酸化
级联反应
通用性和特异性
相互交叉
细胞通讯
细胞连接
锚定连接
粘着连接
粘着带
钙粘着蛋白
上皮细胞上侧面
黏着斑
整联蛋白，纤连蛋白
培养基中粘附
桥粒连接
桥粒
钙粘着蛋白
半桥粒
基底膜
整联蛋白，层粘连蛋白
通讯连接
间隙连接
连接子
6连接子蛋白
化学偶联
小分子物质
电偶联
离子运输
骨骼肌细胞，血细胞无
突触（神经细胞）
化学突触
电突触
封闭连接
紧密连接
封闭蛋白
密闭蛋白
封闭索，未连接处有间隙
细胞粘附
细胞粘附分子
钙粘着蛋白
Ca
选择素
白细胞在血管内皮细胞上的迁移（作用弱）
免疫球蛋白
整联蛋白
Ca,Mg
双向信号转导
粘附方式
同亲型结合
钙粘着蛋白
选择素
免疫球蛋白
异亲型结合
整联蛋白
免疫球蛋白
分子依赖型
特点
流动性
荧光漂白恢复技术
脂质
相变温度以上
侧向扩散=交换位置
翻转运动，翻转酶
衰老淋巴细胞磷脂酰丝氨酸翻转到外侧成为巨噬细胞吞噬凋亡细胞信号
凋亡细胞特点
弯曲运动
伸缩震荡
旋转
蛋白质
侧向扩散
旋转运动
周围蛋白影响，与微丝结合的蛋白受鬼笔环肽和细胞松弛素B影响
影响因素
磷脂分子的不饱和程度+
脂肪酸链长+
胆固醇双重调节
相变温度
卵磷脂（磷脂酰胆碱），鞘磷脂比值+
膜蛋白影响-
液晶态二维流体
不对称性
膜脂
种类，饱和程度
膜蛋白
绝对不对称
受体在外，糖蛋白在外
两个亲水头部贯穿膜脂有方向性
G蛋白结合位点在内
膜糖
在非胞质侧，细胞器的膜糖在内测
细胞质
细胞器
内质网
粗面内质网RER
有核糖体附着，扁平囊状，与细胞核相连
分泌蛋白质的合成加工分选的起始
N端有信号肽， 信号斑， 信号识别颗粒SRP,SRPR,转运体 （亲水蛋白通道，双向转运）
信号肽学说
滑面内质网SER
解毒，肝脏
磷脂和胆固醇的合成和代谢，除了线粒体自己合成的心磷脂和磷脂酰乙醇胺
糖原的代谢
储存Ca2+,Ca+泵
与胃酸，胆汁合成和分泌有关
疾病
肿胀，肥大，囊池塌陷
肿瘤
蛋白质60-70,葡萄糖-6磷酸酶为标志的酶体系
网质蛋白
分子伴侣
免疫球重链结合蛋白，内质蛋白，钙网蛋白，钙连蛋白
KDEL;赖氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，亮氨酸，驻留信号 HDEL；组氨酸---
蛋白质二硫键异构酶
高尔基体
结构
小囊泡(运输囊泡)
由内质网而来
扁平囊泡
顺面高尔基网，形成面
中间膜囊
反面高尔基网，成熟面
大囊泡（分泌囊泡)
来自成熟面
疾病
毒性物质作用使他萎缩损坏
脂肪肝
肿瘤
功能亢进--代偿性增大
标志：糖基转移酶
功能
加工修饰来自内质网的蛋白质
O-连接糖基化
蛋白质水解加工
共价修饰
糖基化，甲基化。。。
分选转运蛋白质
溶酶体
分泌蛋白到细胞外
用COP1运回内质网，形成面等内部运输
合成并运输溶酶体内水解酶
甘露糖-6磷酸酶为分选信号
在内质网内形成N-连接糖蛋白
有分选信号的蛋白在高尔基体内糖基化
由网格蛋白包裹的有被小泡运输到溶酶体
有极性
溶酶体
标志：酸性磷酸酶
疾病
溶酶体缺乏
泰萨克斯病
11型糖原积累
溶酶体物质释放
痛风
硅肺
类风湿性关节炎
结构
单层膜
囊球状小体
高度异质性
含有酸性水解酶
膜糖蛋白有高度同源性
有质子泵
分类
初级溶酶体
无活性
内体性溶酶体
次级溶酶体
自噬性
衰老损伤细胞器
异噬性
外来异物
吞噬溶酶体
胞外病原体或较大颗粒异物
三级溶酶体=残余体
脂质体
髓样结构
含铁小体
吞噬性溶酶体
功能
分解衰老损伤细胞器
与细胞生命活动密切相关，形成精子头部特化结构顶体
消化多余物质，营养功能
吞噬外来病原体，细菌，保护细胞
调节某些腺体的分泌
过氧化氢酶体
高度异质性的球囊状结构，单层膜
有较高的物质通透性
有电子密度深的类晶体，由尿酸氧化酶形成
酶类
过氧化物酶
过氧化氢酶
标志酶
氧化酶
疾病
无过氧化物酶血症
Zellweger脑肝肾综合征
功能
分解细胞内过氧化氢和其他毒素
调节细胞内氧张力
参与脂肪酸等高能物质的分解方能，可生成CoA
核糖体
结构
A位，小亚基，氨酰tRNA
受体部位
P位，大亚基，肽酰tRNA
供体部位
mRNA 结合部位
转肽酶活性部位
合成肽键，在PA之间
参与蛋白质合成因子结合部位
转录起始因子
延长因子
释放因子，终止因子
分类
真核细胞
原核细胞，线粒体
线粒体
结构
外膜
单氨酸氧化酶
蛋白质50
磷脂酰乙醇胺多
内膜
细胞色素氧化酶
心磷脂多
比外膜薄
选择性高，通透性小
蛋白质含量最多80
嵴
基粒附着
F0F1ATP合酶
头部
ATP酶活性
柄部
有寡霉素蛋白活性，调节质子传递
和寡霉素结合一直ATP形成
基片
传递质子
催化合成ATP
呼吸链=电子传递链
氧化磷酸化
NADH脱氢酶复合体1
琥珀酸脱氢酶不传递质子11
非质子泵
细胞色素氧化酶111
细胞色素还原酶4
在内膜上
电子传递体
递氢体
化学渗透假说
线粒体结合变构机制
ADP-ATP
增大膜面积
膜间腔
基质
苹果酸脱氢酶
嵴间腔
腺苷酸激酶
包裹内基质
嵴内空间
包裹外基质
转位子
PT孔
运输蛋白质，释放细胞色素C，氧化活性物质--细胞凋亡
形态
杆状 线装 椭球型
双层单位膜
含有酶最多的细胞器
疾病
疗法
补充疗法
选择疗法
基因疗法
Kjer病
来源
内共生学说
非共生学说
线粒体动力学
线粒体融合
线粒体分裂 细胞核控制
收缩分裂
间壁分裂
出芽增值
减数分裂，有丝分裂
功能
细胞生命活动95能量
与细胞凋亡有关
半自主性细胞器
自己合成蛋白质，RNA
母系遗传
线粒体分化由线粒体基因控制
大部分蛋白质由细胞核编码
基质导入序列MTS
前体蛋白在线粒体外保持非折叠状态
在线粒体内加工形成有活性蛋白质
主要运到基质，其他运到内外膜
mtDNA只占5-10
重链
分裂时分配不均等
轻链
整个细胞周期都可以复制
Ca2+
细胞呼吸
细胞质基质；糖酵解--丙酮酸+2ATP
线粒体基质
丙酮酸--乙酰辅酶A
三羧酸循环
氧化磷酸化
32ATP=1葡萄糖
细胞骨架
中间纤维IF
中间纤维蛋白
角蛋白-上皮细胞
波形蛋白-成纤维细胞，白细胞
神经纤维蛋白
核纤层蛋白
结蛋白-肌细胞
巢蛋白-神经干细胞蛋白nestin-神经干细胞标记物
中间杆状四段高度保守片段，氨基端和羧基端高度可变
功能
1为细胞提供机械支撑，构成完整细胞骨架体系 2参与物质运输，信号转导 3为细胞核定位 4参与形成锚定连接-桥粒，半桥粒 5参与细胞分化-中间纤维是唯一有组织特异性的细胞骨架
组装
磷酸化和去磷酸化调节，不消耗ATP,GTP
二聚体-四聚体（亚单位）-八聚体-中间纤维
微丝MF
微丝结合蛋白
功能：1构成细胞支架并维持细胞形态：微绒毛，应力纤维 2参与肌肉收缩；骨骼肌-肌小节-肌原纤维-粗肌丝（肌球蛋白)+细肌丝（肌动蛋白，原肌球蛋白，肌钙蛋白）滑动丝模型 3参与胞质分裂：收缩换 4参与细胞内物质运输 5参与细胞运动：肌动蛋白丝和微丝结合蛋白相互作用，形成片状伪足或丝状伪足变形虫，巨噬细胞，胚胎细胞变形运动，动物细胞在外基质或固体表面爬行 6信号转导
G-肌动蛋白单体
结合ATP,有阳离子Na+,K+,Mg+结合位点，ATP(ADP)结合位点，肌球蛋白结合位点
F-肌动蛋白（微丝）
正端合成速度比负端快
直径-5-8nm，主要分布在细胞膜周围
肌球蛋白
在微丝上运动的马达蛋白
形成收缩环
组装
聚合：鬼笔环肽，镁离子，钠离子，GTP
解聚：细胞松弛素B，Ca2+,GDP
微管
组装
聚合：紫杉醇，Mg2+,Na+,ATP
解聚：长春新碱，秋水仙素，Ca2+,ADP
微管结合蛋白，附着在微管上，酸性结合区和其他细胞骨架结合，碱性结合区和微管结合
α，β微管蛋白异二聚体-原纤维-单管(13根原纤维），二联管，三联管
异二聚体可以和GDP,GTP结合
功能
1维持细胞形态 2细胞器的定位和分布；细胞核周围发射出去， 3参与鞭毛纤毛，中心体的形成 4参与细胞分裂，构成有丝分裂器，（纺锤体） 5参与物质运输（COP1,COP11,网格蛋白的囊泡运输） 6信号转导 7细胞运动，精子靠鞭毛运动，呼吸管道上皮细胞靠纤毛运动
细胞质基质
物质运输
细胞核
功能
遗传信息库，DNA复制，RNA转录，加工，核糖体蛋白亚基合成场所，是细胞生长，繁殖，遗传，代谢等各种生命活动的控制中心
40S 小亚基=18S 60S大亚基=28S,5S,5.8S
结构
核膜
与糙面内质网相连
内核膜表面光滑，附着核纤层
功能
将细胞核与细胞质分隔开，进行复杂生命活动
附着的核糖体合成蛋白质
储存遗传信息，基因复制转录场所
进行物质间的核质交换
核孔复合体
捕鱼笼式结构
双向物质运输
直径大小9-10nm:自由扩散（1KD一下小分子物质自由通过 直径大小10-20nm,26nm主动运输
亲核蛋白的输入需要NLS核定位序列(不被切除）-Ran-GTP蛋白分子转运
RNA，核糖体亚基的核输出-输出蛋白
核糖体亚基在细胞质中组装成核糖体
核仁
纤维中心-核仁组织中心（rDNA-rRNA)第13,14,15,21,22条染色体，在染色体的次缢痕
45sRNA--28S,5.8S,18S
致密纤维组分
正在加工的RNA
颗粒组分-决定核仁大小（剩下的部分）
正在转录的RNA
主要成分：蛋白质，RNA,DNA
染色质-染色体
分类
常染色质
常转录，中度重复序列少，染色浅，分布在其他区域，结构松散
易染色质
不转录，或活性低，中度重复序列多，染色深，分布在核仁周围和核膜周围，螺旋化程度高
核型（46,XX),带型（一条染色单体的样子)
组装（S期）:H2A,H2B，H3,H4组蛋白八聚体+1.75圈200bpDNA+H1=核小体--螺线管--超螺线管--染色单体（染色体多级螺旋模型，放射环结构模型）
组蛋白：H2A,H2B,H3,H4，S期合成，高度保守H1(有一定组织特异性）， 非组蛋白:其他蛋白，在整个周期合成，有组织特异性，对基因活动起调控作用
功能活跃细胞中非组蛋白多
子主题
结构
常染色质区，异染色质区
次缢痕
随体
端粒
主缢痕
着丝粒-动粒复合体
标注
染色质结构变化因素
组蛋白修饰
DNA甲基化啊
组蛋白成分改变
染色质重建子
非编码RNA
中着丝粒染色体，近中着丝粒染色体，近端着丝粒染色体，端着丝粒染色体
核基质
参与DNA复制 参与基因转录和加工 参与染色体构建 与细胞分化相关
核基质蛋白
核基质结合蛋白
少量RNA
核纤层
维持细胞膜形态
参与核膜崩解重建
可附着着丝粒
与染色质凝集成染色体相关
参与DNA复制
细胞核骨架
化学成分
无机小分子
水
自由水
细胞内化学反应溶剂
结合水
构成细胞内结构，物质
无机盐
维持细胞渗透压和PH 与特定物质结合
有机小分子-生物大分子
核苷酸
DNA
半保留复制，半不连续性复制，形成复制叉，5’-3’，DNA聚合酶，发生在分裂间期S期，和组蛋白八聚体共同构成核小体
RNA
hnRNA-mRNA： tRNA：氨基酸结合臂UTR,T环，D环，反密码子环 rRNA：核糖体的主要成分，核仁组织中心转录产物 siRNA,miRNA,piRNA:
氨基酸
多肽链(二级结构-三级结构）
蛋白质（四级结构，有活性）
脂质
固醇
胆固醇
对细胞膜有双向调节作用
性激素
胞核和胞质内受体
脂肪
只有他是大分子物质
磷脂
甘油磷脂
磷脂酰乙醇胺
磷脂酰丝氨酸
磷脂酰肌醇
内层磷脂
磷脂酰胆碱
鞘磷脂
心磷脂（线粒体特有，由线粒体合成）
糖类
单糖-多糖-寡糖链，低聚糖，多聚糖
细胞外被（糖萼）
抵御外界各种物理，化学损伤 在细胞周围建立起水盐平衡微环境 参与细胞间，细胞与外基质间的相互作用，识别，迁移粘附
基因
表达
转录
原核细胞
核糖体先结合mRNA再结合tRNA 启动作用的氨酰tRNA--甲酰甲硫氨酰tRNA
特点
一种RNA聚合酶
p因子识别终止信号
核心酶+a亚基=全酶
无内含子，不剪接，不加工修饰
过程
起始
延长
终止
真核细胞
核糖体先结合tRNA再结合mRNA 启动作用的氨酰tRNA--甲硫氨酰tRNA
RNA聚合酶
1
45s rRNA
11
snoRNA,snRNA
所有编码蛋白的基因
111
snRNA,tRNA，5sRNA
线粒体
mRNA
遗传密码
通用性
连续性
方向性
起始密码子AUG,GUG;终止密码子
简并性
tRNA和氨基酸
一种氨基酸有多个密码子
摆动性
tRNA和mRNA
一种反密码子可和多种密码子配对
RNA聚合酶11---hnRNA
带帽5‘-加尾3’-剪接
成熟mRNA
ATP
tRNA
反密码子，识别mRNA，携带氨基酸进入核糖体
RNA聚合酶111转录前体tRNA
化学修饰
3‘末端加上CCA
5SRNA --核外基因编码
rRNA
核仁DNA编码，来源于45SrRNA
RNA酶剪接，核酶
翻译=蛋白质的生物合成
多聚核糖体
ATP
氨基酸活化
酶有高度特异性
肽链合成起始
肽链延长=核糖体循环
进肽
成肽
转位
肽链延长终止
终止密码子UAA,UAG,UGA识别
肽链和mRNA释放
核糖体大小亚基解聚
加工修饰
蛋白质降解
调控
特点
时空特异性
方式
组成性表达，不受外界影响
管家基因
适应性表达，易受影响
可阻遏基因
可诱导基因
原核基因
操纵子
低糖
表达乳糖操纵子基因
正常
不表达
真核
转录水平
起始，最主要
顺式作用元件=DNA序列
启动子，增强子，沉默子，终止子
反式作用因子=转录活性因子
正调控
转录激活蛋白
负调控
阻遏蛋白
染色质重塑
ATP依赖型
DNA和组蛋白构象改变
组蛋白共价化学修饰
赖氨酸残基乙酰化
DNA甲基化
胞嘧啶碱基
表观遗传：除了DNA序列变化外的可遗传基因表达改变
非编码RNA调控
起始因子磷酸化调节
RNA加工水平
常规剪接
可变剪接
RNA转运水平
mRNA降解水平
翻译水平
蛋白质活性水平
DNA复制
双向复制，多个复制起点
5’-3‘连续复制
端粒酶保持DNA复制完整性
半保留复制，半不连续性复制
发生在分裂间期的S期
出现差错-基因突变，癌变，衰老细胞多
分类及起源
分类
原核细胞
无核膜，拟核区域有一条裸露的DNA，与少量组蛋白结合，细胞质中有环装双链DNA质粒 鞭毛，荚膜，细胞壁由肽聚糖组成，双层膜，细胞器只有核糖体，有中间体， 二分裂增值，主要组成病原微生物 体积较小，核糖体70S=30S+50S 密码子甲酰甲硫氨酸6
真核细胞
有核膜为界限的细胞核 DNA与组蛋白结合，线装染色体（染色质）由核酸和蛋白质组成的遗传体系 由纤维蛋白组成的细胞骨架系统：微管，微丝，中间纤维 有丝分裂为主，减数分裂，无丝分裂 有内膜系统；高尔基复合体，内质网，囊泡，转运小泡，溶酶体，(过氧化氢酶体) 体积较大，卵细胞最大，核糖体80S=40S+60S 支原体是最小细胞（生命），不是最小生命单位 起始密码子 甲硫氨酸
古细菌
生活在极端环境 遗传-真核 外观-原核
起源 发现
虎克发现死细胞
列文虎克在自制显微镜下观察很多活细胞
施莱登和施旺提出细胞学说
1一切动植物都有细胞构成 2新细胞由老细胞产生---魏尔肖补充：细胞通过增值产生新细胞 3细胞是生命活动的基本单位
标志细胞生物学建立，19世纪三大发现之一(达尔文进化理论，质量守恒定律）
实验细胞学阶段
细胞生物学阶段
细胞分子生物学阶段
细胞研究方法
光学显微镜
显微结构，0.2um
CLSM共聚焦激光扫描显微镜：二维变三维，立体图像
荧光显微镜：获得三维彩色图像
超分辨光学显微镜；达50nm，Abbe极限，
暗视野显微镜；细胞运动，活细胞轮廓
相差显微镜；观察活细胞
其他显微镜
原子力显微镜-操控单分子-不导电材料-三态工作-R较低 扫描隧道显微镜-量子力学-大分子三维结构-R高-气体液体非真空条件下可工作
电子显微镜
超微(亚显微）结构，0.1nm
透射电镜；观察细胞内部立体结构
扫描电子显微镜；观察细胞表面立体结构，分辨率较低
冷冻电镜；解析生物大分子，无大量样品，不用结晶
细胞培养
原代培养；取出很多细胞
细胞克隆；取出一个细胞
传代培养
细胞系；无限增殖，由癌细胞发育而来或由正常细胞转化而来 细胞株；正常细胞，有限次增值 联想胚胎干细胞西外培养
细胞分离
利用贴壁，悬浮生长，密度差异 流式细胞仪技术 免疫磁珠 激光捕获显微切割
分离纯化
差速离心法 密度梯度离心
蛋白质的分离鉴定
柱层析；离子交换层析， 凝胶过滤层析 疏水性层析 亲水性层析
电泳分析鉴定；SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 等电聚焦电泳 双向电泳
核酸的分离纯化
差速离心分离纯化-凝胶电泳鉴定分离-Southern,northern印记杂交
真核细胞起源于原核细胞
细胞生命活动
增殖
细胞周期cell cycle
调控因子：生长因子，抑素，胞内信使cAMP,cGMP,RNA剪接因子，
监测点checkpoint:DNA损伤监测点，纺锤体组装监测点，未复制DNA监测点，染色体分离监测点
分裂间期
G1
后期有限制点R点
合成RNA和蛋白质
触发蛋白，钙调蛋白，细胞周期蛋白，抑素
蛋白质磷酸化
细胞增长
晚期有R点
物质转运加强
中心粒开始复制
cyclingD
S
组蛋白和非组蛋白的合成
组蛋白
H1有一定组织特异性，在S期随DNA
非组蛋白
整个周期都合成，调控基因活动，特异性高
cyclingA
DNA复制
早复制的为GC含量高的DNA序列
常染色体先复制
染色体组装
中心粒完成复制
G2
中心体体积增大，开始向两极移动
合成RNA，微管蛋白等M期的蛋白质
cyclingA
合成成熟促进因子MPF=Cdk1+CyclingB
G2-M期决定因素
促进纺锤体形成
促进染色体的凝集
促进核膜崩解
促进姐妹染色单体分离
降解促进分裂末期进程
分裂期M
细胞周期调控系统
Cdk周期蛋白依赖激酶
cycling周期蛋白
cycling和cdk特异性结合 cdk多重磷酸化去磷酸化 cdk与cdk抑制因子结合
监测点
生长因子，抑素，RNA剪接因子，胞内信使
分类
G0
衰老
终末分化
肝脏，肾细胞，皮肤成纤维细胞
周期细胞
上皮细胞，皮肤生发层细胞，干细胞
终末分化细胞
角质细胞，淋巴细胞，神经细胞
有丝分裂
cyclingA
前期Prophase
中心体移向细胞两极，有丝分裂级确定
纺锤体形成
中心体+星体微管，极间微管，动粒微管
染色质凝聚成染色体
核仁缩小解体
前中期Promatephase
纺锤体捕捉染色体，形成有丝分裂器=纺锤体+染色体
染色体列队
核纤层降解，核膜崩解：磷酸化调节
中期matephase
染色体整齐排列在赤道板上 染色体最短最粗
后期anaphase
纺锤体牵引染色体移向细胞两极
后期A-动粒微管缩短
后期B-极微管伸长
末期telophase
核仁核膜重现（核纤层重新组装)
染色体解聚成染色质
胞质分离，形成收缩环，中体，分裂沟
减数分裂2n
meiosis1
前期1
细线期leptotene stage
染色体通过端粒附着在核纤层上
偶线期zygotene stage
形成联会复合体，合成0.3%Z-DNA
有丝分裂器由蛋白质，RNA和少量DNA组成
粗线期pachytene stage
基因重组，形成重组结,P-DNA
双线期dipolotene stage
交叉，联会复合体去组装
联会，四分体（二价体）
终变期diakinesis stage
核仁消失，染色体进一步凝集，核膜解体，纺锤体装配完成
交叉端化
中期1
染色体排列在赤道板，只有一条姐妹染色单体和动粒相连
后期1
同源染色体分离
末期1
胞质分裂 ，核膜核仁重现，染色体去凝集或不去
meiosis11
前，中，后，末
自细胞染色体n
精子
卵细胞+极体
无丝分裂amitosis
分裂迅速，消耗能量少，无纺锤丝和染色体，分裂中细胞仍可执行其功能，分裂不一定均等
低等生物增值主要方式，创伤，癌变，衰老细胞，动物上皮组织，结缔组织，肝脏
分化
受精卵
囊胚
原肠胚
中胚层
骨骼肌肉纤维组织，真皮，心血管系统和泌尿系统
外胚层
神经细胞
表皮及其附属物
内胚层
消化道及其附属器官，唾液腺，胰腺，肝脏，肺上皮细胞
细胞决定
有遗传稳定性
胚胎移植实验证明
稳定性，特定条件下有可塑性(去分化，转分化，转决定),时间阶段，空间组织特异性，方向，序列性，
胚胎发育 胚后发育
分子基础
基因组的活动模式
基因的选择性表达
奢侈基因
管家基因
基因组的改变是细胞分化的特例
扩增
丢失
重组
胞质中的细胞分化决定因子和传递方式
母体效应基因决定细胞分化命运
胞质不均等分裂影响细胞分化
转录水平调控
时间性表达
人β珠蛋白基因
ε在早期胚胎卵黄囊表达
两种γ在胎儿肝脏表达
δ，β在成人骨髓红细胞前体表达
阶段特异性
组织特异性
空间特异性
复杂调控
一个关键基因调节蛋白的表达能启动特定谱系细胞的分化-一对多
一些基因调节蛋白能产生许多类型的细胞
同源异形框基因决定胚胎发育前后轴蓝图
和管家基因区分，这个只是片段不是一个完整的基因
共有的180bpDNA片段
果蝇HOM,Hox
染色体成分的化学修饰在转录水平上调控细胞的特化（表观遗传）
DNA甲基化
异染色质区多
CpG岛
甲基化程度高转录水平低，管家基因一般非甲基化
胞嘧啶碱基
基因组印记
只表达一个基因
组蛋白化学修饰
乙酰化利于转录
甲基化，磷酸化。。。。
染色质成分共价修饰
转录后调控
RNA剪接
非编码RNA
在转录，转录后水平调控
miRNA,piRNA,siRNA,lncRNA
与靶基因mRNA3’端UTR互补结合
组织再生本质是去分化
影响因素
周围细胞
胚胎诱导（ 信号通路）
旁分泌因子
成纤维细胞生长因子
Wnt家族蛋白
Hedgehog家族蛋白
TGF-β家族蛋白
抑制效应
抑素--抑制向同一个方向分化
激素，环境
衰老
细胞衰老和个体衰老
细胞衰老是个体衰老的基础，细胞衰老与某些退行性疾病有关，衰老个体中的细胞不一定都衰老，某些细胞衰老可导致个体衰老，细胞衰老不一定导致个体衰老
组织干细胞衰老是机体衰老的重要原因
未通过G1-S检查点的细胞退出细胞周期走向衰老
学说
自由基学说
内源性自由基
外源性
代谢废物积累
脂褐质
与神经退行性疾病有关
基因复制转录出现差错
基因程序论
WRN基因突变--早衰症
端粒钟学说
复制性衰老
端粒缩短
氧化应激性衰老
非端粒依赖性
特点
酶活性下降--除了β半乳糖苷酶
寿命
与机体等长
神经细胞，肌肉细胞，脂肪细胞
快速更新细胞，寿命短
红细胞，表皮细胞，白细胞
缓慢更新细胞，寿命比机体短
肝细胞，胃壁细胞
Hayflick界限
体外培养细胞传代次数与动物体年龄成反比，与动物平均寿命成正比
死亡
程序性死亡
凋亡
凋亡小体的形成
发芽脱落基质
分隔机制
自噬体形成机制
原因
蛋白酶作用
钙离子--凋亡信号
PH酸化启动，碱化是必然结果
线粒体
呼吸链受损
氧化活性类物质ROS
渗透转变孔通透性增高
释放细胞色素C
分子机制
多种基因调控
ced-3,ced-4凋亡起始，ced9抗凋亡
caspase8.9起始，caspase3执行，caspase12 内质网
bcl-2，c-myc促凋亡，抑凋亡
ice,Fas,FasL促凋亡
信号通路
死亡受体
线粒体
内质网钙离子
检测
形态学
生化特征
流式细胞仪
疾病
系统性红斑狼疮
凋亡功能丧失
神经退行性疾病
AIDS
心血管疾病
影响因素
诱发
生理性诱导因子
神经递质（多巴胺，谷氨酸），钙离子，糖皮质激素
损伤相关因子
缺血，缺氧，抑癌基因（野生型p53），氧化剂，自由基
疾病治疗因子
化疗
细胞毒性物质
抑制
生理性
bcl-2原癌基因，突变型p53，CD40配体，锌，雌雄激素
病毒基因
其他
失巢凋亡
焦亡
引起炎症反应
比凋亡快
天然免疫反应
坏死
炎症反应=免疫反应
由酶性消化和蛋白质变性引起
自噬
调控
mTOR信号途径
选择性自噬
分子伴侣介导自噬
不需要囊泡
Hsc73
非选择性自噬
巨自噬
初级溶酶体+自噬泡=次级溶酶体
微自噬
溶酶体直接吞噬
细胞外微环境
细胞成分
非细胞成分
细胞外基质
纤维网络结构
层粘连蛋白
不对称十字架，α，β，γ三螺旋结构
胚胎发育过程中最早出现的
纤连蛋白
V型，二硫键结合
最早被发现的细胞外基质成分
胶原
结构
3α螺旋链
形成
在内质网合成前α链
羟基化，糖基化
前胶原
高尔基体糖基化
原胶原分子
胶原原纤维
胶原纤维
疾病
爱唐氏综合征
免疫性胶原病
类风湿性关节炎
慢性肾病
维生素C缺乏症
成骨发育不全
分类
1型--皮肤，骨，肌腱，韧带，角膜
成人多
11型---脊索，玻璃体，软骨
111型---皮肤，血管，体内器官
婴儿多
Ⅳ型---基底膜
RGD序列与整联蛋白识别结合
弹性蛋白
没有糖基化，很少羟化
两条短肽交替排列
两种蛋白松散结合
马方综合征--原纤维蛋白基因突变
随年龄增大含量减少
+微原纤维=弹性纤维
弹性
细胞外基质特化结构
基底膜
共有成分
巢蛋白
渗滤素
蛋白聚糖
层粘连蛋白
与细胞膜上的整联蛋白结合
Ⅳ型胶原
功能
细胞形态
细胞生存死亡
增殖分化
迁移
凝胶样基质
糖氨聚糖
氨基己糖+糖醛酸
二糖重复连接的直链糖
透明质酸没有硫酸基团
蛋白聚糖
蛋白聚糖复合体=透明质酸+蛋白聚糖单体
有些蛋白聚糖穿过质膜
蛋白聚糖单体=核心蛋白+糖链（除透明质酸）
作用
角膜中 蛋白聚糖有透光性
弹性，抗压性
糖氨聚糖抗凝血
选择渗透性，分子筛
细胞表面蛋白聚糖参与细胞信号识别
与组织老化有关
细胞外调节因子，液体物质
特殊细胞
肿瘤细胞
形态结构特点
核大，核仁多，核膜轮廓清楚
大量游离核糖体，内膜系统不发达
微绒毛增多变细，细胞间连接少
特点
高迁移
缺少接触抑制
低分化
高增殖
多数细胞处于活跃的增殖状态，G0期细胞少
端粒酶活性高，不衰老
原癌基因；src,ras,sis,myc,myb 抑癌基因；Rb,p53,p21,p16
原癌基因产物
生长因子及其受体，信号转导相关蛋白，转录因子
对细胞周期调控
抑癌基因产物；转录因子有关
在转录水平上影响细胞分化
肿瘤干细胞，终末分化细胞，G0细胞，过渡细胞（无法自我更新，可分化)
小鼠畸胎瘤实验证明肿瘤细胞来自未分化干细胞，分化程度越低，肿瘤恶性程度越高
干细胞
成体干细胞
胚胎干细胞ESC 从囊胚中取出内细胞团在体外培养获得的细胞--标记物：SSEA抗体
诱导多能干细胞--四种转录因子，山中伸弥iPS
证明有多向分化潜能
体外诱导分化形成胚状体中有多种细胞
小鼠混合组织瘤
嵌合体实验--金标准，小鼠
全能干细胞 8细胞期以前
多能干细胞：内细胞团
专能干细胞（组织干细胞）
造血干细胞：CD34
第一种被发现的特异性干细胞，卵黄膜
神经干细胞nsatin巢蛋白
间充质干细胞
免疫原性低，自身免疫疾病
造血干细胞移植
组织创伤修复
肝脏干细胞
高度分化的成熟肝细胞有强大增殖能力
精原干细胞
分化程度最低的之一
上皮组织干细胞：角蛋白
基本特性
增殖响度缓慢
减少DNA复制差错
对外界信号反应
自稳定性增殖
不对称分裂
过渡放大细胞增值速率高于干细胞
分化有很强的可塑性
谱系限定性
分化潜能=干细胞分化的可塑性
干细胞-巢单元
整联蛋白和胞外基质参与其构成 器官水平上各干细胞-巢单元存在协同作用
巢外围细胞
粘附分子
细胞外基质
干细胞
单能干细胞
有分化潜能，和没有分化潜能，一直处于G1期的终末分化细胞区分
分化潜能逐渐缩窄
多数信号转导分子为原癌基因的产物
细胞是结构和功能的基本单位
小肠上皮细胞顶部蛋白；吸收 基底部蛋白；转运
N: 连接天冬氨酸残基Asn的-NH2,寡糖链一次性连接 O:丝氨酸，苏氨酸，酪氨酸，羟脯氨酸，羟赖氨酸的-OH，单糖逐个添加
两种糖基化蛋白比较
从显微水平，亚显微水平到分子水平观察研究细胞一系列生命活动和结构，细胞与个体的关联
区分原核生物和原生生物，原生生物是真核细胞组成的
原核细胞和真核细胞的区别
夷则
细胞膜组成物质蛋白质锚定蛋白应该是GPI锚定蛋白吧？