第五版细胞生物学整理

第五版细胞生物学整理，只是为了考研而整理书本。如有纰漏，敬请指正。

绪论

• 细胞学与细胞生物学
  • 细胞的发现
    • 胡克—发现软木细胞—死细胞
    • 列文虎克—发现活体动植物细胞—活细胞
  • 细胞学说
    • 内容：
      • 1.所有的生物都是单个或多个细胞构成的
      • 2.细胞是所有生物体结构和功能的基本单位
      • 3.细胞只能通过分类来源于已有细胞
    • 提出者：
      • 施莱登和施旺
    • 时间：
      • 1838-1839
    • 现代生物学三大基石
      • 进化论
        • 提出者：
          • 达尔文
        • 时间：
          • 1859
      • 遗传学
        • 提出者：
          • 孟德尔
        • 时间：
          • 1866
• 细胞的同一性与多样性
  • 细胞的基本共性
    • 1.相似的化学组成
      • 只利用C、H、O、N、P、S等
    • 2.脂-蛋白体系的细胞质膜
      • 作用：
        • 1.使细胞与周围环境保持相对的独立性
        • 2.形成相对稳定的细胞内环境
        • 3.通过细胞质膜与周围环境进行物质交换和信号传递
    • 3.相同的遗传装置
      • 表现：
        • 1.以双链DNA作为遗传信息的载体
        • 2.以RNA作为转录物指导蛋白质的合成
        • 3.都是用几乎相同的一套遗传密码
    • 4.一分为二的分裂方式
  • 细胞的大小
    • 限制因素：
      • 1.核物质
      • 2.表面积/体积比
      • 3.细胞内生物分子的浓度
      • 4.细胞内物质的流通运输
      • 5.细胞生命活动必需的生物物质
    • 大小比较：
      • 病毒—（10倍）—支原体—（10倍）—细菌细胞—（10倍）—多数动植物细胞—（10倍）—原生动物细胞
        • 问题：
          • 为什么支原体是最小最简单的细胞？
            • 1.支原体具有细胞的基本形态结构和基本共性
              • 1.相似的化学组成
              • 2.脂-蛋白体系的细胞质膜
              • 3.相同的遗传装置
              • 4.一分为二的分裂方式
            • 2.支原体是最小的细胞
              • 理论上细胞独立生存所需空间的最小直径为140-200nm，而支原体的直径已接近这个极限。比支原体更小，更简单的结构，基本不可能满足生命活动的基本要求。虽然病毒的体积总体上比支原体小，但它不具备细胞形态。目前没有发现比支原体更小，更简单的细胞
            • 3.支原体是最简单的细胞
              • 支原体mRNA与核糖体结合为多核糖体，指导合成700种的蛋白质。这可能是细胞生存和增殖所必需的最低数量的蛋白质。其基因组是迄今为止在能独立生活的生物中最小的，大多为生命活动所必需的基因。
          • 病毒是细胞形态的生命体吗？为什么？
            • 1.病毒是非细胞形态的生命体
            • 2.因为病毒是迄今为止发现的最小的，最简单的有机体，但是只是一种生物大分子复合体，本身并不表现任何特性。所有的病毒必须在细胞内繁殖才能表现出其生命特征。其分裂方式并非一分为二的分裂增殖。
            • 3.因此病毒是非细胞形态的生命体。
          • 病毒和细胞之间的关系？
            • 1.病毒是一种生物大分子复合体，是非细胞形态的生命体。本身不表现任何hen生命特征，所有的病毒必须在细胞内繁殖才能表现其基本生命活动。
            • 2.病毒很小，结构极其简单，没有核糖体等结构。因此，不可能独自进行任何代谢活动，绝大多数病毒的大小只有20~200nm，必须在电子显微镜下才能看清，而细胞结构完整，可独立生活，体积大。
            • 3.遗传物载体不同。细胞都含有DNA或RNA，而以双链DNA分子作为遗传物质，病毒的遗传物质载体只为DNA或RNA，病毒基因组的复制与表达，也必须在细胞中进行。
            • 4.病毒以在细胞内复制和装配的方式进行增值，利用宿主细胞的物质合成各种大量的病毒核酸以及各种病毒蛋白质，用以合成子代病毒。一般把病毒的增值称为复制，而细胞只能以分裂方式进行增值。
            • 5.彻底的寄生性：病毒必须借助细胞作为宿主，利用其细胞结构，原料，能量，酶系统进行繁殖，而细胞可以独立完成生命活动。
            • 6.在进化上，病毒应该是由细胞或细胞组分演化而来的，病毒可能是细胞在稳定条件下“扔出的”基因组，游离的基因组只有回到原来的细胞环境才能发挥作用。
  • 细胞的功能
    • 1.细胞是构成有机体的基本单位
    • 2.细胞是代谢与功能的基本单位
    • 3.细胞是有机体生长发育的基础
    • 4.细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁
    • 5.细胞是生命起源的标志，是生物演化的起点
  • 细胞的基本类型
    • 三域
      • 原核生物
        • 细菌
        • 放线菌
        • 蓝细菌
        • 支原体
        • 衣原体
        • 立克次氏体
      • 古核生物
      • 真核生物
    • 六界
      • 原核生物界
      • 古核生物界
      • 原生生物界
      • 真菌界
      • 植物界
      • 动物界
    • 原核细胞、古核细胞与真核细胞的比较

细胞生物学研究方法

• 细胞形态结构的观察方法
  • 显微镜类型
    • 光学显微镜
      • 普通复式光学显微镜
        • 结构
          • 光学放大系统
            • 目镜
            • 物镜
          • 照明系统
            • 普通光源
            • 聚光镜
            • 滤光片
          • 镜架及样品调节系统
        • 原理
          • 经物镜形成倒立实像，经目镜进一步放大成像
        • 观察对象
          • 直接观察
            • 单细胞生物
            • 体外培养细胞
          • 间接观察
            • 生物组织样品
              • 处理过程
                • 1.取材
                • 2.固定
                  • 固定剂为甲醛
                • 3.包埋
                  • 包埋剂如石灰
                • 4.切片
                • 5.染色
                  • 苏木精和伊红染色（又称H-E染色）
                  • 原理
                    • 碱性染料苏木精和酸性染料伊红分别与细胞核和细胞质的某些成分特异性结合，从而改变透射光线的波长。因此可以看到蓝紫色的细胞核和红色的细胞质的形态。
      • 相差显微镜
        • 结构
          • 光学放大系统
            • 目镜
            • 物镜
          • 照明系统
            • 普通光源
            • 聚光镜
            • 滤光片
          • 镜架及样品调节系统
          • 环状光阑
          • 相差板
          • 作用
            • 可将这种光程差或相位差，通过光的干涉作用，转换成振幅差，因此，可以分辨出细胞中密度不同的各个区域。
        • 原理
          • 当两束光通过光学系统时，会发生相互干涉。如果它们的相位相同，干涉的结果是使光的振幅加大，亮度增强。反之，就会相互抵消而亮度变暗
      • 微分干涉显微镜
        • 结构
          • 光学放大系统
            • 目镜
            • 物镜
          • 照明系统
            • 平面偏正光为光源
              • 样品更加立体
            • 聚光镜
            • 滤光片
          • 镜架及样品调节系统
          • 环状光阑
          • 相差板
          • 作用
            • 可将这种光程差或相位差，通过光的干涉作用，转换成振幅差，因此，可以分辨出细胞中密度不同的各个区域。
        • 原理
          • 当两束光通过光学系统时，会发生相互干涉。如果它们的相位相同，干涉的结果是使光的振幅加大，亮度增强。反之，就会相互抵消而亮度变暗
      • 倒置显微镜
        • 结构
          • 光学放大系统
            • 目镜
            • 物镜
              • 物镜与照明系统颠倒。 工作距离长，可观察较远物体中的样品
          • 照明系统
            • 平面偏正光为光源
              • 样品更加立体
            • 聚光镜
            • 滤光片
          • 镜架及样品调节系统
          • 环状光阑
          • 相差板
          • 作用
            • 可将这种光程差或相位差，通过光的干涉作用，转换成振幅差，因此，可以分辨出细胞中密度不同的各个区域。
      • 荧光显微镜
        • 结构
          • 光学放大系统
            • 目镜
            • 物镜
          • 照明系统
            • 紫外线光源
              • 波长短，分辨力＞普通显微镜
            • 聚光镜
            • 2个特殊的滤光片
            • 照明方式为落射式
          • 镜架及样品调节系统
        • 基本原理
        • 样品处理
          • 1.样品作为抗原
          • 2.抗体结合
          • 3.带荧光的抗体的抗体结合
          • 不直接用带荧光抗体原因
            • 若直接用带荧光的抗体，则荧光量少，不易见
      • 超高分辨率显微术
        • 全内反射荧光显微术
          • 观察对象
            • 对单分子的动态观测
        • 基于单分子成像技术的PALM/STORM方法
          • 基本原理
            • 光激活定位显微术照射单分子
    • 电子显微镜
      • 结构
        • 电子束照明系统
          • 电子枪
          • 聚光镜
        • 成像系统
          • 物镜
          • 中间镜
          • 投影镜
        • 真空系统
          • 用两级真空泵不断抽气，保持电子枪、镜筒及记录系统内的高度真空，以利于电子的运动
        • 记录系统
          • 电子成像须通过荧光屏显示用于观察或用感光胶片或CCD相机记录下来。
      • 电镜制样技术
        • 超薄切片技术
          • 过程
            • 1.固定
              • 方法
                • 化学固定剂
                  • 四氧化锇
                  • 戊二醛
                • 物理方法
                  • 超低温冷冻
              • 注意
                • 1.固定操作中，动物的处死和取材都要快速进行，防止细胞自溶作用造成的损伤
                • 2.固定的样品快直径一般小于1mm，以便固定剂迅速渗透
            • 2.包埋
              • 目的
                • 保证在切片过程中，包埋介质能均匀良好地支撑样品，以便获得连续、完整并有足够强度的超薄切片。
              • 介质要求
                • 1.具有良好的机械性能（如刚度和韧性等）以利于切片 2.在聚合过程中，不发生明显的膨胀与收缩 3.观察样品时，易被电子穿透并能耐受的电子轰击 4.在高倍放大的图像中不显示本身结构等特征
              • 包埋剂
                • 各种环氧树脂
              • 注意
                • 生物样品固定后含有大量水分，而包埋剂多具疏水性质。因此固定的样品在包埋前通常要经过一系列的脱水处理
            • 3.切片
              • 厚度
                • 40~50nm
              • 工具
                • 以玻璃或钻石为材料的切片刀
            • 4.染色
              • 染色剂
                • 重金属盐。 锇酸——脂质 柠檬酸—蛋白质 乙酸双氧铀—核酸
          • 作用
            • 1.观察各种细胞的超微结构 2.在超微结构水平上完成蛋白质与核酸等组分的定性、定位和半定量研究。
          • 观察效果
            • 黑白 当电子束穿过样品时，样品中的金属离子不同程度地散射和吸收电子，在样品的图像上形成明暗差别。因此，电镜下观察到的图像只能为黑白图像
        • 负染色技术
          • 过程
            • 1.用重金属盐对铺展在载网上的样品进行染色。 2.吸去多余染料，样品自然干燥后，整个载网上都铺上了一薄层重金属盐，从而衬托出样品的精细结构。
          • 染色剂
            • 重金属盐，如：磷钨酸或醋酸双氧铀
          • 作用
            • 显示物体轮廓
        • 冷冻蚀刻技术
          • 过程
            • 1.冰冻断裂
              • 用快速低温冷冻法，在液氮或液氦中将样品迅速冷却，然后低温下进行断裂。
              • 作用
                • 冷冻样品往往从其结构相对“脆弱”的部位（即膜脂双分子层的疏水端）裂开，从而显示出镶嵌在膜脂中的蛋白质颗粒。
            • 2.蚀刻复型
              • 1.经过一段时间冰的升华（又称蚀刻），进一步增强图像“浮雕”样的效果。 2.再用铂等重金属进行倾斜喷镀，以形成对应与凹凸断裂面的电子反差。 3.用碳进行垂直喷镀，在断裂面上形成一层连续的碳膜。 4.用消化液把生物样品消化掉，将复型膜（碳膜及其被碳膜包裹的，含有图像信息的金属微粒膜）移到在载网上，电镜下观察。
          • 作用
            • 观察膜断裂面上的蛋白质颗粒和膜表面形貌特征
        • 低温电镜技术
          • 过程
            • 不经过固定、包埋、染色和干燥等步骤 将样品直接在冷冻剂中快速冷冻，形成100~300nm厚的冰膜，在电镜内-160℃低温下利用相位衬度成像。
          • 作用
            • 研究生物大分子的三维结构，即对包被在冰膜中相同的、分散的、取向随机性的大量颗粒性样品进行拍照和三维重构处理。
    • 扫描隧道显微镜
      • 原理
        • 隧道效应
          • 通常在低电压下，二电极之间具有很大的阻抗，阻止电流通过，称之为势垒；当二电极之间近到一定距离（50nm以内）时，电极之间产生电流，称隧道电流。这种现象称隧道效应。 并且隧道电流和针尖与样品之间的间距呈指数关系，这样间距可转化为电流的函数而被测定，针尖的位置就可以确定，因此样品的表面形貌就可以确定。
      • 装置
        • 实现X,Y,Z三个方向扫描的压电陶瓷
        • 逼近装置
        • 电子学反馈控制系统
        • 数据采集、处理、显示系统
      • 特点
        • 1.具有原子尺度的高分辨本领，侧分辨率为0.1~0.2nm，纵分辨率可达0.001nm
        • 2.可以在真空、大气、液体（接近于生理环境的离子强度）等多种条件下工作
        • 3.非破坏性测量，因为扫描时不能接触样品，又没有高能电子束轰击，基本上可避免样品的形变。
      • 作用
        • 直接观察到DNA、RNA和蛋白质等生物大分子及生物膜、病毒等结构
  • 光学显微镜与电子显微镜的区别
    • 
  • 显微镜性能参数
    • 分辨率D
      • 是指能区分两个质点间的最小距离
      • 影响因素
        • 光源波长λ
        • 物镜进口角α
          • 标本在光轴上的一点对物镜镜口的张口
        • 介质折射率N
        • 镜口率NA=N*sin(α/2)
      • 关系式
      • 分辨率越高，分辨能力越低
• 细胞及其组分的分析方法
  • 超离心技术分离细胞组分
    • 方法
      • 密度梯度离心
        • 类别
          • 速度沉降
            • 作用
              • 用于分离密度相近而大小不一的细胞组分
            • 过程
              • 离心前，将要分离的细胞匀浆放置在蔗糖溶液梯度（通常质量分数范围为5%—40%）溶液的上层，各种细胞组分根据它们的大小以不同的速度沉降，形成不同的沉降带，然后分别收集不同的沉降带中的组分，用于分析
          • 等密度沉降
            • 作用
              • 分离不同密度的细胞组分
            • 过程
              • 细胞组分在连续梯度的高密度介质中经离心力场长时间的作用沉降或漂浮到与自身密度相等的位置，形成不同的密度区带。
        • 介质
          • 蔗糖和氯化铯
        • 原理
          • 将要分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的，高溶解性的惰性物质（如蔗糖）形成的密度梯度溶液表面，通过重力或者离心力的作用，使样品中不同组分以不同的沉降率沉降，形成不同的沉降带。
        • 注意
          • 各组分的沉降率与它们的形状和大小有关，通常以沉降系数(S值)表示。
      • 差速离心
        • 原理
          • 低速与高速离心交替进行，使各种沉降系数不同的颗粒先后沉淀下来，达到分离的目的。
    • 密度梯度离心和差速离心的区别
      • 1.定义不同
        • 差速离心：采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。
        • 密度梯度离心：用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。
      • 2.原理不同
        • 差速离心：物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F的作用
        • 密度梯度离心：不同颗粒之间存在沉降系数差，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带
      • 3.转速不同
        • 差速离心：用多个离心转速
        • 密度梯度离心：只用一个离心转速
      • 4.密度不同
        • 差速离心：样品中各沉降系数差别较大的组分
        • 密度梯度离心：样品密度有一定的差异
  • 特异蛋白抗原的定位与定性
    • 免疫荧光技术
      • 直接免疫荧光技术
      • 间接免疫荧光技术
      • 实验步骤
        • 荧光抗体的制备
        • 标本的处理
        • 免疫染色
        • 观察记录
      • 宗旨
        • 尽量完好地保持被检测蛋白质的抗原性
    • 免疫电镜技术
      • 实验步骤
        • 样品的固定
        • 包埋
        • 超薄切片制备
        • 免疫标记
        • 染色
      • 关键
        • 既要保持样品中蛋白的抗原性，又要尽量保存样品的精细结构。
  • 细胞内特异核酸的定位与定性
    • 原位杂交技术
      • 概念
        • 原位杂交是指，用标记的核酸探针通过分子杂交研究特异 核苷酸序列在染色体上或在细胞中位置与分布的方法。
      • 分类
        • 光镜水平
          • 放射性同位素标记探针——显微放射自显影
          • 同位素或荧光素标记探针——荧光显微镜
        • 电镜水平
          • 生物素-抗生物素抗体相连的胶体金颗粒——电子显微镜
  • 细胞成分的分析与细胞分选技术
    • 流式细胞术
      • 作用
        • 1.定量地测定某一细胞中的DNA,RNA或某一特异的标记蛋白的含量， 以及细胞群体中上述成分含量不同的细胞的数量
        • 2.可将某一特异染色的细胞从数以万计的细胞群体中分离出来
        • 3.将DNA含量不同的中期染色体分离出来
        • 4.细胞的分选
• 细胞培养与细胞工程
  • 细胞培养
    • 动物细胞培养
      • 细胞分类
        • 按培养代数
          • 原代细胞
            • 从机体取出后立即培养的细胞。
          • 传代细胞
            • 进行传代培养后的细胞。
        • 按培养代数是否有限
          • 有限细胞系
            • 传代次数有限（一般40~50代）的体外培养细胞
          • 永生/连续细胞系
            • 细胞发生遗传突变，并使其带有癌细胞的特点，能无限制地传代培养下去。
            • 特点
              • 1.染色体明显改变
              • 2.染色体一般呈亚二倍体或非整倍体
              • 3.失去接触抑制
              • 4.容易传代培养
        • 按细胞的形态
          • 成纤维样细胞
          • 上皮样细胞
          • 可移动的游走细胞
        • 细胞株
          • 具有特殊的遗传标记或性质，这样的细胞系可以称为细胞株
      • 培养类型
        • 原代培养
          • 传至10代以内的细胞统称为原代细胞培养
        • 传代培养
          • 10代细胞之后称为传代培养
      • 培养步骤
        • 1.取出健康动物的组织块，剪碎，用浓度与活性适中的胰酶或胶原酶与EDTA（螯合剂）等将细胞连接处消化使其分散
        • 2.给与良好的营养液+无菌培养环境+小牛（或胎牛）血清
        • 3.静置培养或慢速转动培养
      • 注意
        • 1.转移时1：2（1个培养基里的细胞量最多转移给2个或3个培养基）
        • 2.接触面小有贴壁现象，启动生长、分裂信号
    • 植物细胞培养
      • 类型
        • 细胞培养（单倍体细胞培养）
          • 用花药在人工培养基上进行培养。从小孢子（雄性生殖细胞）直接发育成胚状体，然后长成单倍体植株
        • 原生质体培养
          • 用植物体细胞（二倍体细胞），先经纤维素酶处理去掉细胞壁。去壁的细胞称为原生质体
        • 植物组织培养
          • 分离出小块的植物体，又称外植体，在体外无菌条件下进行培养，形成愈伤组织，即植物创面的新生组织。在一定条件下，诱导分化最终长成植株。
  • 细胞工程
    • 细胞融合
      • 促融剂
        • 灭活的病毒（如仙台病毒）
        • 化学物质（如聚乙二醇，PEG）
        • 高压脉冲
    • 单克隆抗体技术
      • 单克隆抗体的制备原理
        • 小鼠的骨髓瘤细胞与脾B淋巴细胞在聚乙二醇或灭活的病毒的介导下发生融合。融合后的杂交瘤细胞，具有两种亲本细胞的特性可以分泌抗体和无限增殖。 骨髓瘤细胞不能在含有氨基蝶呤的HAT培养液中通过旁路合成核酸而得以生存。所以通过HAT培养基选择培养和细胞克隆，可以获得大量分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞株。
      • 优点
        • 可以利用混合型的异质抗原制备出针对某一单一性抗原分子特异决定族的同质性单克隆抗体。
    • 显微操作技术与动物的克隆
      • 技术
        • 细胞拆合
          • 把细胞核与细胞质分离开来，然后把不同来源的胞质体和核质体相互组合，形成核质杂交细胞
          • 物理法
            • 用机械方法或短波光把细胞核去掉或使之失活，然后用微细管吸取其他细胞核，注入去核的细胞质中，组成新的杂交细胞。这种核移植必须用显微操纵仪进行操作。
          • 化学法
            • 用细胞松弛素B处理细胞，细胞出现排核现象，再结合离心技术，将细胞拆分为核质体核胞质体两部分。在PEG或灭活病毒的介导下，与其他的胞质体或核质体融合。
• 细胞及生物大分子的动态变化
  • 荧光漂白恢复技术
    • 作用
      • 1.检测所标记分子在活体细胞表面或细胞内部的运动
      • 2.检测所标记分子咋活体细胞表面或细胞内部的迁移速率
    • 原理
      • 1.利用高能激光束照射细胞的某一特定区域，使该区域内标记的荧光分子发生不可逆的淬灭，这一区域称光漂白区。
      • 2.由于细胞中脂质分子或蛋白质分子的运动，周围非漂白区的荧光分子不断向光漂白区迁移。结果使光漂白区的荧光强度逐渐地恢复到原有水平。这一过程称荧光恢复
      • 3.荧光恢复地速度在很大程度上反映荧光标记的脂质或蛋白质在细胞中的运动速率
  • 酵母双杂交技术
    • 原理
      • 细胞基因转录起始需要转录激活因子的参与，转录激活因子一般由两个或两个以上相互独立的结构域构成： 1.DNA结合域 可识别DNA上的特异转录调控序列并与之结合 2.转录激活域 可与其他成分作用形成转录复合体，从而启动它所调节的基因的转录
  • 荧光共振能量转移技术
    • 原理
      • 在一定波长的激发光照射下，只有携带发光基因A的供体分子可被激发出荧光A，而同一激发光不能激发携带发光基因B的受体分子发出荧光B。 然而，当供体所发出的荧光光谱A与受体上的发光基因之间的距离小到一定程度时，就会发生不同程度的能量转移现象，即以供体的激发波长A激发时，可观察到受体发射的荧光B，这种现象称为FRET。 在体内，如果两个蛋白质分子的距离在10nm之内，就可能发生FRET现象，由此认为这两个蛋白质存在着直接的相互作用。
  • 双分子荧光互补分析技术
  • 作用
    • 判断分子之间有无特异性结合关系
  • 放射自显影技术
    • 作用
      • 放射性标记细胞内生物大分子，进行定性、定位与半定量研究。对细胞或生物体内生物大分子进行动态研究和追踪。
    • 步骤
      • 1.用合适的放射性前体分子标记机体或细胞， 按实验需要与标记的持续时间，分为持续标记和脉冲标记
      • 2.标记后的组织与细胞可按常规方法制片
      • 3.在暗室中向样品表面均匀地敷一层厚3~10μm地乳胶膜
      • 4.在暗盒中曝光（或称自显影）数天，再经显影、定影后于显微镜下观察
• 模式生物与功能基因组的研究
  • 模式生物特点
    • 1.个体小
    • 2.易培养
    • 3.操作简单
    • 4.生长繁殖快
  • 常用模式生物
    • 大肠杆菌——原核生物代表
      • 特点
        • 1.培养方便
        • 2.生长快
        • 3.基因结构简单
        • 4.突变体诱变，分离和鉴定容易
        • 5.转基因技术成熟
        • 6.进行基因定位简便易行
    • 酵母——单细胞真核生物代表
      • 特点
        • 1.生殖方式有芽殖和裂殖
        • 2.有各种细胞器和细胞和
        • 3.生长迅速
        • 4.易于遗传操作
      • 作用
        • 1.为揭示细胞周期调控的分子打下基础
        • 2.酵母基因突变体库也为蛋白质相互作用、基因表达调控、细胞分化和衰老等领域提供 了重要的研究材料。
    • 线虫
      • 特点
        • 1.繁殖快
        • 2.生命周期仅为3天
        • 3.在显微镜下通体透明，可以追踪体内每一个细胞的形成
        • 4.胚胎发育过程中，细胞分裂，分化以及细胞的死亡具有高度的程序性，便于对其进行遗传学分析
    • 果蝇
      • 特点
        • 1.具有丰富的表性特征，易于进行遗传学操作
    • 斑马鱼
      • 特点
        • 1.有许多基因与人类的基因存在一一对应的关系
        • 2.容易饲养，一般孵化3个月后，可达到性成熟，每次产卵200个左右
    • 小鼠
      • 特点
        • 1.小鼠在进化和基因组方面和人类接近
        • 2.可建立人类疾病的小鼠模型
    • 拟南芥
      • 特点
        • 1.个体小，30cm
        • 2.生长周期快
        • 3.种子多
        • 4.生活力强，用普通培养基可做人工培养
        • 5.具有最小的植物基因组，自花授粉容易获得各种突变种

细胞质膜

• 定义：
  • 围绕在细胞最外层，由脂质蛋白质和糖类组成的生物膜
• 结构模型
  • 三明治模型（蛋白-脂-蛋白）
  • 单位膜模型
  • 流动镶嵌模型
  • “脂筏”模型
• 特征
  • 膜的流动性
    • 膜脂的流动性
      • 运动方式
        • 1.脂分子侧向运动
        • 2.旋转运动
        • 3.摆动运动
        • 4.伸缩振荡
        • 5.翻转运动
        • 6.旋转异构
      • 限制因素
        • 1.脂肪酸链越短，不饱和程度越高，膜脂流动性越大
        • 2.温度温度
          • 当温度高于相变温度时膜脂体现流动性。
          • 当温度低于相变温度时膜脂的流动性急剧下降。
        • 3.胆固醇（双重作用）
          • 当温度高于相变温度时，胆固醇与膜脂分子结合，以限制膜脂的流动性。
          • 当温度低于相变温度时，胆固醇将膜脂分子隔开，以增强膜脂的流动性。
        • 4.卵磷脂/鞘磷脂（卵磷脂不饱和脂肪酸含量高）
          • 卵磷脂/鞘磷脂的比值越大，膜脂的流动性越强。
          • 卵磷脂/鞘磷脂的比值越小，膜脂的流动性越弱
        • 5.膜蛋白与膜脂的相互作用、细胞骨架与膜脂的相互作用、pH、离子强度等都会影响
    • 膜蛋白的流动性
      • 运动方式
        • 自发热运动
        • 侧向扩散
        • 旋转扩散
      • 限制因素
        • 1.某些膜蛋白与膜下细胞骨架结合，限制运动
        • 2.膜蛋白与另一细胞膜蛋白作用
        • 3.其他蛋白不动
  • 膜的不对称性
    • 1.膜脂的不对称性：
      • 不同种类的膜脂在脂双层内外表面的分布是完全不对称的，不同细胞的膜脂不对称性差异很大。糖脂只分布于细胞质膜或细胞器膜的 ES 面。
    • 2.膜蛋白的不对称性：
      • 膜蛋白在质膜上的分布具有方向性，这是膜蛋白行使特异性功能的基础。糖蛋白的寡糖链只分布于细胞质膜或细胞器膜的 ES 面。

物质的跨膜运输

• 膜运转蛋白与小分子及离子的跨膜运输
  • 膜转运蛋白
    • 载体蛋白
      • 速度慢，能被动+主动运输
      • 特点：
        • 1.特异性结合
        • 2.有类似酶与底物作用的饱和动力学特征
        • 3.可被底物类似物竞争性抑制
    • 通道蛋白
      • 速度快，只能协助运输
      • 类型：
        • 1.离子通道蛋白
          • 选择性跨膜通道
          • 门控性跨膜通道
          • 选择性：
            • 通道的直径，形状
            • 通道内带电荷氨基酸残基的分布
          • 特点：
            • 1.运转速率快
            • 2.通道的开启和关闭受膜电位变化、化学信号或压力刺激调控
          • 分类：
            • 1.电压门控通道
            • 2.配体门控通道
            • 3.应力激活通道
          • 作用：
            • 1.决定细胞膜对于特定离子的通透性
            • 2.与离子泵（钠钾泵）一起，调节细胞内的离子浓度和跨膜电位
        • 2.孔蛋白
          • 位置
            • 革兰氏阴性细菌的外膜及线粒体和叶绿体的外膜上
          • 特点：
            • 选择性低
            • 能通过较大的分子
        • 3.水孔蛋白
  • 小分子及离子的跨膜运输类型
    • 1.简单扩散
      • 特点：
        • 1.顺电化学梯度或浓度梯度
        • 2.不需能量
        • 3.不需转运蛋白
        • 4.双向的
    • 2.协助扩散
      • 特点：
        • 1.顺电化学梯度或浓度梯度
        • 2.不需能量
        • 3.需要转运蛋白
          • 1.葡糖转运蛋白——载体蛋白
            • GLUT蛋白家族
            • 特点：
              • 高度相似的氨基酸序列
              • 含有12个跨膜的α螺旋
            • 作用：介导葡萄糖进入红细胞及血脑屏障
          • 2.水孔蛋白
            • 作用：
              • 1.肾小管和集合管的重吸收
              • 2.从脑中排出额外的水
              • 3.眼泪和唾液的形成
    • 3.主动运输
      • 特点：
        • 1.逆电化学梯度或浓度梯度
        • 2.需能量
        • 3.需要转运蛋白
      • 根据能量来源分为
        • 1.ATP直接提供能量（ATP驱动泵）
        • 2.间接提供能量（协同转运或偶联转运蛋白）
          • 1.同向协同转运蛋白
            • 偶联物的运输方向相同
          • 2.反向协同转运蛋白
            • 偶联物的运输方向相反
        • 3.光驱动泵
          • 细菌细胞对溶质主动运输与光能的输入相偶联
• ATP驱动泵与主动运输
  • Na-K泵
    • 存在
      • 动物细胞的质膜上
    • 结构：
      • 2个α亚基
      • 2个β亚基
        • 是糖基化的多肽，不直接参与离子跨膜转运，但帮助在内质网新合成的α亚基折叠
    • 转运机制
      • 细胞内侧的α亚基与Na+相结合促进ATP水解
      • α亚基上一个天冬氨酸残基磷酸化引起α亚基构象发生变化，将Na+泵出细胞
      • 同时细胞外的K+与α亚基的另一位点结合使其去磷酸化，α亚基构象再度发生变化，将K+泵入细胞，完成整个循环。
    • 影响物质
      • 抑制剂
        • 乌本苷
          • 抑制钠钾泵活性
            • 结合钠钾泵上钾离子结合位点，导致钠离子无法泵出，钾离子无法泵入
        • 氰化物
          • 使ATP供应中断
      • 提高物
        • Mg2+和少量膜质
    • 功能：
      • 1.维持膜电位
      • 2.维持细胞渗透平衡
      • 3.吸收营养
        • 钠钾泵驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式，转运到小肠上皮细胞
        • GLU2以协助扩散的方式转运进入血液，完成葡萄糖的吸收
• 胞吞胞吐
  • 胞吞作用
    • 定义：
      • 细胞通过质膜内陷形成囊泡，将胞外的生物大分子、颗粒性物质或液体等摄取到细胞内，以维持细胞正常的代谢活动。
    • 分类：
      • 吞噬作用
      • 胞饮作用
  • 胞吐作用
    • 定义：
      • 细胞内合成的生物分子（蛋白质和脂质等）和代谢物以分泌泡的形式与质膜融合而将内含物分泌到细胞表面或细胞外的过程

细胞质基质及其功能与内膜系统

• 细胞质基质及其功能
  • 定义
    • 在细胞内除膜性细胞器外的细胞质液相内容的区域
  • 特点
    • 1.含有大量分子，显得很拥挤，分子扩散速率慢
    • 2.高度有序的动态结构（与细胞骨架有关）（生物大分子聚合再解聚）
    • 3.蛋白质占20%
    • 4.水分子以水化物的形态存在，少部分游离态
    • 5.分子与分子间通过弱健连接
  • 功能
    • 1.中间代谢过程在细胞质基质中进行
    • 2.包含细胞骨架，维持细胞形态，与细胞运动、细胞内部运输密切相关
    • 3.蛋白质、脂肪酸合成场所
    • 4.蛋白质的修饰，选择性降解（泛素化）
    • 5.控制寿命
    • 6.帮助变性或错误折叠的蛋白质正确折叠
    • 7.细胞信号传递网络
• 细胞器内膜系统及其功能
  • 细胞器内膜系统
    • 定义：
      • 指细胞质基质中在结构和功能上相互联系的一些列膜性细胞器的总称。
    • 细胞器
      • 内质网
        • 定义
          • 由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔所形成互相连同的三维网状结构
        • 功能
          • 1.糙面内质网与蛋白质的合成
          • 2.光面内质网与脂质的合成
            • 合成：
              • 通过三种活性部位在膜的细胞质基质侧的酶合成，合成后，通过翻转运动或转位酶作用，由细胞质基质侧转向内质网腔面
            • 转运：
              • 1.以出芽的形式形成膜泡转运
              • 2.利用磷脂交换蛋白（载体蛋白）
                • 与磷脂分子结合形成水溶性复合物进入细胞质基质，遇到靶膜时，安插在膜上
          • 3.蛋白质的修饰与加工
            • 1.糖基化修饰
              • 定义：
                • 通过酶将寡糖链连接在肽链特定的糖基化位点
              • 类别;
                • N-糖基化
                  • 磷酸多萜醇为载体
                  • 合成一个14糖基的寡糖链前体
                  • 通过糖基转移酶，从载体到肽链糖基化位点（天冬酰胺残基，结合N-乙酰葡糖，有3个氨基酸序列构成Asn-X-ser/Thr）
                  • 加工：将末端的一些葡萄糖连去掉，形成高甘露糖型糖蛋白
                  • 内质网中
                  • 在顺面膜囊，切除已经糖基化的寡糖链上3个甘露糖残基
                  • 蛋白质进入中间膜囊，在酶作用下附加3个N-乙酰葡萄糖残基，再移除2个甘露糖残基
                  • 进入反面膜囊，再加3个半乳糖残基，在每个半乳糖残基上连一个N-乙酰神经氨酸残基（唾液腺残基）
                  • 高尔基体中
                • O-糖基化
                  • 由不同的糖基转移酶催化，每次加上一个单糖，最后一步加上唾液酸残基
                    • 高尔基体中
              • 作用：
                • 1.使蛋白质能抵抗消化酶作用
                • 2.赋予蛋白质传导信号功能
                • 3.某些蛋白只有在糖基化后才能正确折叠
              • 为什么糖基链在细胞质膜外侧？
                • 在内侧修饰，融合时方向翻转
            • 2.形成二硫键
            • 3.特异性的蛋白质水解切割
          • 4.新生多肽的折叠与组装
            • 探究蛋白质的去向：
              • 放射自显影技术
              • 荧光标记技术（构建融合基因，自发放射荧光的蛋白）
          • 5.肝细胞的解毒作用
          • 6.肌质网中贮存Ca2+
          • 7.为多种酶提供结合位点
          • 8.内质网作为完整封闭体系，将内质网合成的物质与细胞质基质中合成的物质分隔开，有利于加工运输
      • 高尔基体
        • 定义：
          • 由大小不一、形态多变的囊泡体系构成
        • 功能：
          • 1.将内质网合成的蛋白质加工，分类与包装
          • 2.运送蛋白质到特定部位或细胞外
            • 溶酶体酶的包装与分泌
            • 调节型分泌
            • 组成型分泌
          • 3.细胞内糖类合成的工厂
          • 4.糖基化
            • N-糖基化
            • O-连接糖基化
          • 5.蛋白酶水解和其他加工过程
      • 溶酶体
        • 定义：
          • 是单层膜围绕，内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器。
        • 功能：
          • 1.消化由胞吞作用进入细胞的内容物
          • 2.细胞自噬与生物大分子、损伤细胞器的降解
            • 微自噬
            • 巨自噬
            • 分子伴侣介导的自噬
          • 3.防御功能
          • 4.形成精子的顶体
          • 5.参与分泌过程的调节
      • 过氧化物酶体
        • 定义：
          • 单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器
        • 功能：
          • 1.依赖与黄素的氧化酶
            • 将底物降解，并产生H2O2
          • 2.过氧化氢酶
            • 将H2O2降解，形成水和氧气
            • 分解脂肪酸等高能分子，向细胞直接提供热能

蛋白质分选方式

• 要求
  • 1.蛋白质自身信号序列（靶向序列）
  • 2.靶细胞器上包含特定的信号识别装置
• 类型
  • 跨膜转运
    • 蛋白质在细胞质基质中合成，跨过一层膜结构到达靶位点
    • 特点
      • 1.被转运的蛋白质含有特定的信号序列
      • 2.细胞器上含有相应的转运蛋白
      • 3.蛋白质是未折叠的
        • 依靠分子伴侣维持
  • 膜泡运输
    • 细胞器产生转运膜泡，通过膜泡将相应物质转运到目的地
    • 过程
      • 1.供体膜以出芽形式形成转运膜泡
      • 2.转运
      • 3.锚定
      • 4.膜泡与受体膜融合
    • 特点
      • 1.膜泡表面有蛋白质包被
        • 类型
          • 1.网格蛋白
          • 2.COPⅠ
          • 3.COPⅡ
      • 2.蛋白质是正确折叠的或者进行了组装
  • 选择性的门控转运
    • 特点
      • 1.发生地点：核孔
      • 2.方向：双向
      • 3.耗能
      • 4.蛋白质是组装好了，折叠好的
  • 转运是相互联系的
    • 
  • 细胞质基质中的转运
    • 是前面转运方式的基础
    • 与细胞骨架有关
• 途径
  • 1.翻译后转运途径
  • 2.共翻译转运途径

可溶性蛋白的合成

• 游离的核糖体合成蛋白质
  • 地点：细胞质基质
  • 合成至80个氨基酸残基
• 肽链延伸停止
  • 信号序列
  • +
  • SRP
• 核糖体-新生肽复合物附着到内质网膜上
  • SRP
    • +GTP
  • +
  • SRP受体
    • +GTP
• 新生肽链与内质网膜的移位子结合
  • SRP脱离信号序列和核糖体
  • 肽链开始延伸
  • 移位子通道打开
• 肽链进入内质网膜
  • 形式：袢环
  • 是否耗能：耗能
  • 信号肽切除
• 肽链延伸，完成整个多肽链的合成
  • 折叠
  • 核糖体释放
  • 移位子关闭
• 膜蛋白的合成
  • 游离的核糖体合成蛋白质
    • 地点：细胞质基质
    • 合成至80个氨基酸残基
  • 肽链延伸停止
    • 信号序列
    • +
    • SRP
  • 核糖体-新生肽复合物附着到内质网膜上
    • SRP
      • +GTP
    • +
    • SRP受体
      • +GTP
  • 新生肽链与内质网膜的移位子结合
    • SRP脱离信号序列和核糖体
    • 肽链开始延伸
    • 移位子通道打开
  • 肽链进入内质网膜
    • 形式：袢环
    • 是否耗能：耗能
    • 信号肽切除
  • 内在停止转移锚定序列与移位子结合
    • 肽链停止进入移位子
  • 肽链延伸，完成整个多肽链的合成
    • 折叠
    • 核糖体释放
    • 移位子关闭
  • 镶嵌到内质网膜上
    • 方向决定：内在信号锚定序列
    • 带正电荷氨基酸残基一侧朝向细胞质基质一侧

蛋白质向各细胞器转运

• 特点
  • 1.蛋白质大部分是由核基因编码，其合成的起始于细胞质基质
  • 2.多步骤，需要多个不同信号序列（靶向序列）
  • 3.后翻译转运
  • 4.跨膜转运
• 蛋白质向线粒体转运
  • 从细胞质基质进入线粒体基质
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • N端基质靶向序列与外膜输入受体结合
      • 输入受体：Tom20+Tom22
      • 位置：线粒体外膜
    • 输入受体将蛋白转入输入通道
      • 输入通道：Tom40
        • 位置：线粒体外膜
      • 输入通道：Tim23\17
        • 位置：线粒体内膜
      • 外膜与内膜相接触（暂时）
    • 与线粒体基质里分子伴侣Hsc70结合
      • 水解ATP，驱动蛋白质进入基质
    • 基质蛋白酶结合，去除基质靶向序列 分子伴侣Hsc70从蛋白质上释放
    • 蛋白质进入基质，折叠，形成正确构象
  • 特点
    • 蛋白质包含的序列
      • 基质靶向序列：不同基质靶向序列具有相同基序
        • 基序由20—50个氨基酸残基构成
        • 形成两性α螺旋构象
          • 带正电荷的氨基酸残基位于螺旋一侧， 不带电荷的氨基酸残疾位于螺旋对面一侧
  • 进入线粒体内膜
  • 途径A：形成一次跨膜蛋白
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • N端基质靶向序列与外膜输入受体结合
      • 输入受体：Tom20+Tom22
      • 位置：线粒体外膜
    • 输入受体将蛋白转入输入通道
      • 输入通道：Tom40
        • 位置：线粒体外膜
      • 输入通道：Tim23\17
        • 位置：线粒体内膜
      • 外膜与内膜相接触（暂时）
    • 与线粒体基质里分子伴侣Hsc70结合
      • 水解ATP，驱动蛋白质进入基质
    • 基质蛋白酶结合，去除基质靶向序列 分子伴侣Hsc70从蛋白质上释放
    • 蛋白质内部的停止转移序列介导蛋白质转移到线粒体内膜上
  • 特点
    • 蛋白质含有的序列
      • 1.N端基质靶向序列
      • 2.内部的停止转移序列
  • 途径B：形成有限次跨膜蛋白
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • N端基质靶向序列与外膜输入受体结合
      • 输入受体：Tom20+Tom22
      • 位置：线粒体外膜
    • 输入受体将蛋白转入输入通道
      • 输入通道：Tom40
        • 位置：线粒体外膜
      • 输入通道：Tim23\17
        • 位置：线粒体内膜
      • 外膜与内膜相接触（暂时）
    • 与线粒体基质里分子伴侣Hsc70结合
      • 水解ATP，驱动蛋白质进入基质
    • 基质蛋白酶结合，去除基质靶向序列 分子伴侣Hsc70从蛋白质上释放
    • 蛋白质进入基质
    • 蛋白质内部包含的OXA1靶向序列，在内膜上OXA1蛋白质 帮助蛋白质插入到内膜
  • 特点
    • 蛋白质含有的序列
      • 1.N端基质靶向序列
      • 2.内部的OXA1靶向序列
  • 途径C：形成多次跨膜蛋白
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • 内在靶向序列与外膜输入受体结合
      • 输入受体：Tom20+Tom70
      • 位置：线粒体外膜
    • 输入受体将蛋白转入膜间隙
      • 输入通道：Tom40
        • 位置：线粒体外膜
      • 膜间空间蛋白：Tim9\10
        • 作用：保持蛋白质未折叠的状态
      • 内膜蛋白：Tim54\22
        • 位置：线粒体内膜
      • 进入形式：环状
    • 蛋白通过Tim22形成的跨膜孔道，横向运输到内膜上
  • 特点
    • 蛋白质含有的序列
      • 1.内在靶向序列
  • 进入膜间隙
  • 途径A：主要途径
    • 例：细胞色素b2在膜间隙与血红素结合形成正确构象
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • N端基质靶向序列与外膜输入受体结合
      • 输入受体：Tom20+Tom22
      • 位置：线粒体外膜
    • 输入受体将蛋白转入输入通道
      • 输入通道：Tom40
        • 位置：线粒体外膜
      • 输入通道：Tim23\17
        • 位置：线粒体内膜
      • 外膜与内膜相接触（暂时）
    • 与线粒体基质里分子伴侣Hsc70结合
      • 水解ATP，驱动蛋白质进入基质
    • 基质蛋白酶结合，去除基质靶向序列 分子伴侣Hsc70从蛋白质上释放
    • 蛋白质中内膜间隙靶向序列定位于膜间隙
    • 蛋白质插入到内膜上
    • 相应蛋白酶切割，膜间隙靶向序列后面的蛋白质进入膜间隙 折叠，形成正确构象
  • 特点
    • 蛋白质包含的序列
      • 1.N端基质靶向序列
      • 2.内膜间隙靶向序列
  • 途径B
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • 通过输入通道，进入膜间隙
      • 输入通道：Tom40
      • 位置：线粒体外膜
  • 特点
    • 蛋白质包含的序列
      • 1.内膜间隙靶向序列
• 蛋白质向叶绿体转运
  • 特点
    • 1.能量来源：ATP水解几乎是大部分
    • 2.蛋白质包含的序列
      • 1.N端基质转运序列
      • 2.类囊体靶向序列
  • 蛋白质进入叶绿体基质
    • 细胞质基质游离核糖体上合成前体蛋白
    • 前体蛋白与分子伴侣结合，保持未折叠状态
    • 蛋白质通过叶绿体外\内膜移位酶复合物，进入基质
    • 叶绿体信号肽（N端基质转运序列）被切除 类囊体靶向序列暴露
  • 蛋白质从叶绿体基质进入类囊体
  • SRP途径：质体蓝素
    • 蛋白质与分子伴侣结合，维持未折叠状态
    • 叶绿体SRP信号识别颗粒与类囊体靶向序列结合
    • SRP与类囊体上SRP受体结合
    • 蛋白质在转运蛋白的介导下，进入类囊体 分子伴侣离开
      • 转运蛋白：SecY
      • 位置：类囊体薄膜
    • 类囊体靶向序列被切除
    • 蛋白质折叠，形成正确构象
  • ph途径：金属结合蛋白
    • 蛋白质折叠与相应辅助因子结合，形成构象
    • 跨叶绿体内膜的ph梯度和类囊体靶向序列起作用，蛋白质通过转运蛋白
    • 金属结合蛋白进入类囊体腔
    • 类囊体靶向序列被切除
    • 蛋白质折叠，形成正确构象

线粒体与叶绿体

• 线粒体
  • 形态
    • 线粒体的形态具有多样性，通常呈现颗粒状、线状、短柄状等，且随线粒体不断融合与分裂处于动态变化中。
  • 分布
    • 不同细胞内差异大
  • 氧化磷酸化
    • 条件
      • 1.内膜不透性
      • 2.电子传递链
      • 3.质子驱动力
      • 4.ATP合酶
    • 为什么产生能量？
      • 随着反应的进行，在内膜两侧形成H+浓度差，ATP合酶是H+通道，打开时，ADP→ATP
      • 条件：
        • 1.氧化磷酸化要有
        • 2.要有H+浓度差
  • 融合与分裂
    • 分子基础：
      • 1.依赖于特定基因和蛋白质的参与和调控
      • 2.果蝇的FZO基因
      • 3.哺乳动物基因：Mfn
      • 编码融合素
      • 4.分裂需dynamin类蛋白是一类大分子GTP水解酶
    • 意义：
      • 1.帮助调整细胞代谢状态
        • 缺：融合
        • 多：分裂
  • 功能：
    • 1.提供能量
    • 2.携带遗传物质
    • 3.细胞凋亡调控（线粒体破膜，体内细胞色素c充当信使出来）
    • 4.线粒体于帕金森，老年痴呆，糖尿病有关

细胞骨架

• 定义
  • 广义
    • 细胞质内+细胞质外基质
  • 狭义
    • 局限于细胞质内的微丝、微管、中间纤维
• 存在
  • 真核与原核细胞中
• 分类
  • 微丝（肌动蛋白纤维）
    • 分布位置
      • 细胞质膜内侧
    • 形态
      • 游离态（单体）
        • 球形肌动蛋白G-actin
          • 外形
            • 呈哑铃形
          • 特点
            • 高度保守（意味着极为重要）
      • 结合态
        • 纤维肌动蛋白F-actin
    • 种类
      • α
      • β
      • γ
    • 装配（G->F,F->G）
      • 条件
        • ATP
        • 温度
        • K离子和Mg离子
      • 过程
        • 核化
          • 2-3个actin聚成一个核心
        • 延长
          • ATP-actin分子向核心两端加装
          • 有极性，ATP-actin加到（+）比（-）速度快5-10倍
      • 踏车现象
        • 溶液中ATP-actin的浓度处于临界浓度时，ATP-actin在(+)添加，而从（-）分离，表现出踏车现象，总长保持不变
      • 特征：
        • 浓度高装配，浓度低解离
    • 排列方式
      • 平行排布，束状
      • 交联排布，网状
    • 功能
      • 1.形成应力纤维
      • 2.在维持细胞形态中起交联作用
      • 3.形成微绒毛
        • 微丝排列方向相同，（+）指向微绒毛的尖端
      • 4.胞质环流
        • 微丝作为轨道
          • 依赖微丝的马达分子
            • 肌球蛋白
              • 结构
                • 1.马达结构域
                  • 位于头部，包含一个肌动蛋白亚基结合位点，和一个具有ATP酶活性的ATP结合位点:ATP水解，化学能→机械能
                • 2.调控结构域
                  • 连接马达结构域和尾部杆状的一段α螺旋，轻链的结合作用，发挥杠杆作用
                • 3.尾部结构域
                  • 选择性与所运输的“货物”结合
              • 功能
                • 1.在细胞皮层部位运输物质
                • 2.改变细胞形态
      • 5.胞质分裂
        • a.微丝间有动力蛋白，介导滑行
        • b.使切割环变小
      • 6.细胞移动
        • 分子学机制
          • 微丝的装配、延长，黏着斑的装配，解体
          • 前面——微丝形成黏着斑 后面——黏着斑解离
      • 7.细胞吞噬
    • 微丝结合蛋白
      • 作用
        • 与微丝结合，执行相应功能
      • 分类
        • 核化蛋白
        • 单体隐蔽蛋白
        • 封端蛋白
        • 单体聚合蛋白
        • 核丝解聚蛋白
        • 交联蛋白
        • 纤维切断蛋白
        • 膜结合蛋白
    • 微丝特异性药物
      • 1.细胞松弛素
        • 作用机制：
          • 与微丝结合并将其切断，
          • 结合在微丝末端后阻止肌动蛋白在该部位的聚合
          • 对微丝解聚没有明显影响
      • 2.鬼笔环肽
        • 作用机制：
          • 与微丝表面有强亲和力，不与游离的肌动蛋白单体结合
          • 阻止微丝解聚，使其保持稳定状态
  • 微管
    • 分布位置
      • 核周围，并呈放射状向胞质四周扩散
    • 分子结构
      • α亚基+β亚基组成二聚体
        • α亚基
          • （-）
          • 结合GTP，无GTP酶功能
        • β亚基
          • （+）
          • 结合GTP/GDP，有GTP酶功能
    • 组织形态
      • 细胞内呈网状或束状分布
      • 分裂分类
        • 单管
          • 13个微管
        • 双联管（鞭毛、纤毛）
          • A(完全管)13个微管
          • B(不完全管)
        • 三联管（中心粒、基体）
          • A(完全管)
          • B
          • C
          • 不完全管
    • 装配
      • （+）端装配，(-)端解聚
      • 踏车现象
      • 特征：
        • 浓度高装配，浓度低解离
    • 动力学不稳定性：
      • 形状与位置会不一样（会改变）
    • 功能：
      • 1.细胞结构的组织作用
        • a.细胞的形态
        • b.细胞器的形态（高尔基体、内质网）
      • 2.物质运输
        • 微管作为轨道
          • 依赖微管的马达分子
            • 驱动蛋白
              • 结构
                • 1.头部
                  • 位于头部，包含一个肌动蛋白亚基结合位点，和一个具有ATP酶活性的ATP结合位点:ATP水解，化学能→机械能
                • 2.中间
                  • 铰链区
                • 3.尾部
                  • 选择性与所运输的“货物”结合
              • 方向
                • N及M型驱动蛋白介导向（+）移动
                • C型驱动蛋白介导向（-）移动
              • 运动分子模型
                • 1.步行模型
                • 2.尺蠖模型
                • 特点：
                  • 1.至少有一个头部结合域在微管上
                  • 2.驱动蛋白沿微管长距离移动，不会脱落
                  • 3.V=2-3μm/s
          • 依赖微管的马达分子
            • 胞质动力蛋白
              • 结构
                • 1.头部
                  • 位于头部，包含一个肌动蛋白亚基结合位点，和一个具有ATP酶活性的ATP结合位点:ATP水解，化学能→机械能
                • 2.尾部
                  • 选择性与所运输的“货物”结合
              • 方向
                • 介导向（-）移动
              • 运动特点：
                • 分子最大，运动速度最快，V=14μm/s
      • 3.纺锤体的形成
      • 4.鞭毛和纤毛的运动
        • 鞭毛：精子
        • 纤毛：呼吸道上皮细胞
    • 影响微管稳定性的药物（工具）
      • 1.秋水仙素
        • 作用机制：
          • 与游离的微管蛋白结合，结合后，其他微管蛋白很难结合
          • 不影响微管解聚
      • 2.紫杉醇
        • 作用机制：
          • 阻止微管解聚
          • 不影响微管装配
    • 微管组织中心MTOC
      • 定义：
        • 位于动物细胞的细胞核附近的中心体，大部分微管在中心体处成核并锚定于此，呈发散状向细胞的边缘延伸
      • 分类：
        • 动态微管的MTOC
          • 中心体
            • 中心体外有一层γ-微管蛋白
              • 作用：
                • 1.促进微管组装
                • 2.促进α亚基的核化
            • 促进微管组装与中心体存在无关
        • 稳定微管 的MTOC
          • 基体
            • 位置：
              • 上皮细胞顶面和高尔基体反面网络
    • 微管结合蛋白
      • 功能：
        • 1.促进微管组装
        • 2.增加微管的稳定性
        • 3.对微管网格结构的调节
          • 例：
            • 1.MAP2蛋白与Tau蛋白表面有正电荷，促进微管成束状排列
            • 2.阿尔茨海默病
              • 异常磷酸化的TAU蛋白导致Tau从微管中脱落，并高度缠绕，微管失去稳定，从而解聚，进一步破环
  • 中间纤维(IF)
    • 分布位置
      • 整个细胞中，与锚定连接有关
    • 特点：
      • 1.具有组织特异性，不同类型细胞含有不同IF
      • 2.一种细胞通常含有1种IF，少数有2种以上
      • 3.结构稳定，不是所有细胞都有
      • 4.肿瘤细胞转移后仍保留原细胞的IF（可进行肿瘤的溯源）
    • 装配特点：
      • 1.形成同型或异型二聚体
      • 2.反向平行，半分子交错，没有极性——四聚体
      • 3.不需要ATP或GTP
      • 4.无踏车现象
      • 5.新的中间丝蛋白可以通过交换的方式掺入原有纤维
    • 功能：
      • 1.细胞核膜骨架，染色质的锚定位点
      • 2.参与细胞连接

细胞核与染色质

• 核被膜
  • 核孔复合体
    • 研究方法
      • 1.树脂包埋超薄切片技术
      • 2.负染色技术
      • 3.冷冻蚀刻技术
    • 结构：
      • 1.胞质环
      • 2.核质环
        • 核篮结构
      • 3.辐
        • 柱状亚基
        • 腔内亚基
        • 环带亚基
      • 4.中央栓
    • 特点：
      • 核质面与胞质面两侧的结构明显不对称
      • 双功能
        • 被动扩散
        • 主动运输
      • 双向性
        • 既介导蛋白质的入核转运
        • 又介导RNA，核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运
    • 组成成分：
      • 蛋白质（核孔蛋白）
    • 功能：
      • 1.被动扩散
        • 有效直径9~10nm
        • 不是符合条件的蛋白质都可以随意出入细胞
        • 不是所有10nm以下的小分子在核被膜两侧一定均匀分布
      • 2.主动运输
        • 特点：
          • 高度选择性
            • 1.对运输颗粒大小的限制是可调节的
            • 2.是信号识别与载体介导的过程，消耗ATP，并表现出饱和动力学特征
            • 3.双向性。包含核输入和核输出
      • 3.入核转运
      • 4.出核转运
  • 核纤层
    • 组成：
      • laminA
      • laminB
    • 性质：
      • 特殊的中间丝蛋白
    • 功能：
      • 1.结构支撑功能
      • 2.调节基因表达
      • 3.调节DNA修复
        • laminA核纤层蛋白是双链DNA断裂修复必需的
      • 4.与细胞周期相关
• 染色质
  • 核小体
    • 结构：
      • 1.200bp左右的DNA超螺旋
        • 146bp的DNA分子盘绕八聚体1.75圈
        • 两个相邻核小体之间60bp的连接DNA
      • 2.一个组蛋白八聚体
        • 2个H2A-H2B和2个H3-H4异二聚体
        • 疏水键连接
      • 3.一分子的组蛋白H1
    • 沿DNA定位受到的影响
      • 1.非组蛋白与DNA特异性位点的结合
      • 2.DNA盘绕组蛋白核心的弯曲
        • 富含AT的片段优先存在于DNA的小沟
        • 富含GC的片段优先存在与DNA的大沟
    • 地位：
      • 染色质组装的基本结构单位
• 染色体
  • 功能元件
    • DNA复制起点（自主复制DNA序列ARS）
    • 着丝粒（着丝粒DNA序列CEN）
    • 端粒（端粒DNA序列TEL）
      • 解决末端复制问题，即新合成的DNA链5'末端RNA引物被切除后变短的问题
• 核仁
  • 结构：
    • 1.纤维中心(FC)
      • 包埋在颗粒组分内部一个或几个浅染的地电子密度的原形结构
      • 存在rRNA
    • 2.致密纤维组分(DFC)
      • 核仁超显微结构中电子密度最高的部分，呈环形或半月形包围FC
      • rRNA转录加工产所
    • 3.颗粒组分
      • 核仁的主要结构
      • 由RNP构成
        • rRNA与相关蛋白质结合产物
    • 4.核仁相随染色质
    • 5.核仁基质
  • 功能：
    • 1.核糖体的生物发生（具有方向性）
    • 2.mRNA的输出与降解

细胞信号转导

• 细胞通信与信号转导
  • 细胞通讯
    • 定义：
      • 一个细胞发出信号，通过介质传递到另一个细胞产生相应反应
    • 构成细胞通讯网格的分子:
      • 种类
        • 蛋白质
        • 蛋白聚糖
        • 肽
        • 氨基酸
        • 脂
        • 核苷
        • 带电离子（Ca,Na,Cl）
        • 温度
        • 光线
        • 声音
      • 种类：
        • 信号分子
        • 受体
        • 信号蛋白
        • 第二信使
    • 细胞通讯方式：
      • 1.化学信号
        • 1.旁分泌
          • 发出信号细胞（A）在接受细胞（B）旁边，通过扩散
        • 2.内分泌
          • A与B非常远，通过血液循环
        • 3.突触
          • 神经突触
        • 4.自分泌
          • A给A
      • 2.接触性细胞通讯
        • A与B挨得近，不是给出分子，而是A膜上的蛋白被B膜上的受体识别反应
      • 3.间隙连接
    • 信号分子：
      • 分类
        • 1.根据是否亲水
          • 1.亲脂性信号分子
            • 特点：
              • 1.分子小
              • 2.疏水性强
              • 3.可穿过质膜进入细胞
              • 4.与细胞质或核中受体结合，调节基因表达
            • 例：
              • 1.甲状腺激素
              • 2.甾类信号分子
          • 2.亲水性信号分子
            • 特点：
              • 与靶细胞膜上受体结合
        • 2.根据本身性质
          • 1.化学信号
          • 2.物理信号
    • 受体
      • 定义：
        • 能识别和选择性结合某种配体的分子物质
        • 多为糖蛋白，少数为糖脂，也有糖蛋白与糖脂复合体
      • 位置：
        • 细胞质或细胞核
      • 结构：
        • 至少有2个功能区域，配体结合，产生效应区
      • 特征：
        • 1.特异性
        • 2.饱和性：受体是有限的
        • 3.高度的亲和力：配体与受体的结合力很强
      • 分类
        • 1.离子通道偶联受体-配体门通道
        • 2.G蛋白偶联受体
        • 3.酶联受体
      • 介导的信号传递
        • 1.类固醇类激素的信号传递
          • 信号性质：
            • 脂溶性化学信号
          • 受体本质：
            • 激素激活的基因调控的蛋白（非组蛋白）
          • 结构：
            • 1.基因调控区
              • 与DNA结合
            • 2.类固醇类激素结合域
          • 原理：
            • 在没激素作用时，受体与热休克蛋白形成复合物，因此阻止受体向细胞核的移动及其与DNA结合
            • 当激素与受体结合后，受体构象变化热休克蛋白解聚，暴露出受体核内转移部位及与DNA结合部位
        • 2.NO的信号传递
          • 信号性质：
            • 气体小分子
          • 原理：
            • 由血管内皮细胞和神经细胞生成NO
            • 旁分泌途径释放到周边邻近细胞，（由血管内皮细胞分泌的NO进入肌肉细胞或血液）
          • PS：
            • 胞外的NO极不稳定，半衰期只有2-30，只能作为同部介质发挥作用
    • 信号传导系统
      • 步骤
        • 受体特异性识别并结合配体被激活
        • 信号初级跨膜转导
        • 信号级联反应，传播，放大
        • 产生细胞应答反应
        • 细胞反应终止或下调
      • 两种反应
        • 1.快反应
          • 胞内信号传导途径
          • 细胞内预存蛋白质的活性或功能改变
          • 改变胞质装置
          • 改变细胞行为
        • 2.慢反应
          • 胞内信号转导途径（信号进入细胞核）
          • 调控基因表达
          • 改变蛋白结合或通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达
          • 改变胞质装置
          • 改变细胞行为
      • 第二信使
        • 定义：
          • 细胞表面受体与信号结合后，胞内产生的非蛋白类小分子，其浓度变化调节胞内酶和非酶蛋白的活性，在细胞信号转到中具有携带或放大的作用
        • 种类
          • 1.cAMP→蛋白激酶A
          • 2.cGMP→蛋白激酶G
          • 3.IP3→钙离子通道
          • 4.Ca2+→钙调蛋白
          • 5.DG→蛋白激酶C
      • 分子开关
        • 本质：
          • 蛋白质
        • 分类：
          • 1.磷酸化/去磷酸化调控
            • 磷酸化位点：
              • 酪氨酸残基
              • 丝氨酸/苏氨酸残基
          • 2.GTP酶开关（有GTP酶水解酶活性）
            • 结合GTP有活性 GDP无活
          • 3.钙调蛋白
            • Ca2+结合有活性，去调控其他活性
      • 信号蛋白互作方式
        • 2个蛋白质之间靠结构域结合，形成分子传递
• G蛋白偶联受体及其介导的信号转导
  • 组成
    • 1.受体GPCR
      • 特点：
        • 多次跨膜
        • 与感受不同信号有关
        • 是大家族
        • 第6、7胞外环结合配体
        • 第5、6包内环结合G蛋白
    • 2.G蛋白
      • 特点：
        • 不同细胞有组织特异性
      • 位置：细胞膜内侧
      • 结构：
        • α
          • 有GTP结合位点
        • β
        • γ
        • 释放出去，与效应器结合
      • 信号去向：
        • 胞外→膜上
    • 3.效应器
      • 1.离子通道
        • 1.心肌细胞M型乙酰胆碱受体介导
        • 2.光敏受体介导
      • 2.腺苷酸环化酶信号通路
        • 结构：
          • 12次跨膜
          • 活性区：胞内段
        • 腺苷酸环化酶（AC）
          • 作用：
            • ATP→cAMP(第二信使)
              • 下游：
                • 蛋白激酶A（PKA）
                  • 结构：
                    • 2个调节亚基
                    • 2个催化亚基
                  • 位置：
                    • 胞质内
                  • 作用位点：
                    • 氨基酸残基
                  • 作用：
                    • 调节氨基酸活性
                    • 分子开关（磷酸化修饰）
                    • 信号放大（质）
                  • 底物：
                    • 1.代谢酶
                    • 2.细胞支架蛋白
                    • 快反应
                    • 2.基因调控蛋白
                      • 慢反应
            • 信号放大（量）
              • 原来一个信号激活一个受体，一个GTP，但ATP有很多，产生很多个cAMP
        • 信号去向：
          • 膜上→胞质
      • 3.磷脂酶G
  • 信号转导的主要过程及特点
    • 信号触发
      • 特异性（受体有特异性）
    • 信号传递
      • 放大性（产生第二信使，作用范围变大）
    • 生物学效应
      • 有效性
    • 信号终止
      • 时效性
        • GTP→GDP,PDE使cAMP降解为5’-AMP
          • 咖啡提神原因
            • 茶碱，咖啡因可抑制PDE活性，减弱cAMP分解速度

细胞增值调控

• 细胞周期
  • 时期划分：
    • 1.G1
      • 不同细胞，周期时间差异最大时期
      • 非遗传物质的累积期
        • G1期末开始复制中心体
    • 2.S
      • 遗传物质的累积期
    • 3.G2
      • 检查是否准备好
        • 中心体分离
    • 4.M
      • 分裂开始至结束
    • 5.G0
      • 有些细胞会暂时离开细胞周期，停止细胞分裂
  • 增值角度分类：
    • 1.连续分裂期
      • 表皮生发层细胞，骨髓细胞（部分）
    • 2.休眠期
      • G0期细胞。如：淋巴细胞、肝、肾细胞
    • 3.不分裂期
      • 终端细胞。如：神经、肌肉、多形核细胞
  • 细胞周期同步化
    • 1.自然同步化
      • 发生的细胞
        • 多核体
          • 黏菌，疟原虫
          • 某些水生动物的受精卵，如：海胆、海参、两栖类
      • 特点：
        • 增值抑制解除后的同步分裂
          • 例：
            • 真菌的休眠种子移入适宜环境，一起发芽
    • 2.人工同步化
      • 1.选择同步化
        • 1.有丝分裂选择法
          • 原理：
            • M期的细胞与培养皿的附着性低，振荡脱离收集
          • 特点：
            • 获得细胞少
        • 2.细胞沉降分离法
          • 原理：
            • 不同时期的细胞体积与重量有显著差异
          • 特点：
            • 对于大多数细胞不适用
      • 2.诱导同步化
        • 1.DNA合成阻断法
          • 原理：
            • 选用DNA合成抑制剂，可逆地抑制DNA和策划给你。
            • 常用TdR双阻断法。使细胞处于G1与S期交界处
          • 特点：
            • 优点：
              • 同步化效率高，对体外培养都适用
            • 缺点：
              • 1.产生非均衡生长
              • 2.个别细胞体积增大
        • 2.中期阻断法
          • 原理：
            • 用秋水仙素等细胞分裂抑制剂，使细胞阻断在中期
          • 特点：
            • 优点：
              • 1.不产生非均衡生长
              • 2.效率高
            • 缺点：
              • 可逆性较差
• 细胞分裂
  • 实质：
    • 遗传物质形态结构变化和在细胞中空间位置的变化
  • （例）有丝分裂
    • 时期：
      • 1.前期
        • 行为：
          • 1.染色质凝缩
            • 形态结构变化
          • 2。动粒微管开始装配
          • 4.中心体开始移动。
          • 为位置变化做准备（为形成纺锤体做准备）
      • 2.前中期
        • 行为：
          • 1.核膜核仁解体
          • 2.微管与动粒结合
          • 空间位置变化
          • 3..核骨架剧烈变化
            • 形态结构变化
        • 产生结构：
          • 早期纺锤体（不标准）
        • 与染色体动力学机制有关
      • 3.中期
        • 行为：
          • 染色体排列在赤道板上
            • 空间位置变化
      • 4.后期
        • 行为：
          • 姐妹染色单体分开
        • 时期分为：
          • 1.后期A
            • 遗传物质从中间分开到两级去
          • 2.后期B
            • 细胞从球形→被拉长
          • 与染色体动力学机制有关
      • 5.末期
        • 行为：
          • 1.染色体到达两级
          • 2..核膜核仁组装
          • 空间位置变化
          • 3..染色体去浓缩
            • 形态结构变化
      • 6.胞质分裂期
        • 行为：形成收缩环
    • 与有丝有关的亚细胞结构
      • 1.中心体
      • 2.纺锤体
        • 结构：
          • 中心体发出：
            • 1.动粒微管
              • 捕获染色体
            • 2.极微管
              • 未捕获染色体，形成交错区
            • 伸向细胞内
            • 3.星微管
              • 伸向其他方向
      • 3.动粒结构域
    • 染色体动力学机制
      • 1.染色体列队
        • 1.捕捉
          • 动粒结构域与动粒微管结合
            • 由Mad和Bub蛋白调控
        • 2.排队
          • 目的：
            • 为了遗传物质的正确分配
      • 2.染色体分离
        • 1.染色体向两级移动
          • 时期：
            • 后期A
          • 原理：
            • 动粒微管解聚，动粒蛋白结合在动粒上，在ATP供能下，向两级移动
          • 动力来源：
            • 牵拉：动粒微管对染色体拉力
            • 推力：星体对染色体推力
        • 2.细胞拉长
          • 时期：
            • 后期B
          • 原理：
            • 极微管的延长，交错区变多，马达分子移动，交错区拉长
• 细胞周期调控
  • 检验内容：
    • G1：细胞大小，营养物质准备，遗传物质是否损伤，生长因子是否到位
    • G2：细胞大小，遗传物质是否复制完毕
  • 调控因子的发现
    • 1.MPF：有丝分裂促进因子
      • 水平：
        • 细胞水平
      • 研究对象：
        • Hela细胞
      • 技术：
        • 仙台病毒诱导细胞融合
    • 2.MPF：成熟促进因子
      • 水平：
        • 分子水平
      • 研究对象：
        • 非洲爪蟾
      • 技术：
        • 显微注射
      • 实验：
        • 孕酮+蛋白质合成阻断剂→细胞不能成熟
      • 结论
        • 发现了MPF，蛋白质，P32+P45（二者结合有激酶活性）
    • 3.CDC基因
      • 水平：
        • 分子水平
      • 研究对象：
        • 酵母细胞
      • 技术：
        • 突变
      • 结论：
        • 发现P34CDC2P32=CDK1 （丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化激酶，本身不具激酶活性，只有与周期蛋白结合后才有激酶活性）
    • 4.MPF活性
      • 对象：
        • 海胆卵细胞
      • 结论：
        • 1.发现了细胞周期蛋白
        • 2.细胞周期蛋白A\B调控MPF活性
  • 只有周期蛋白依赖性激酶CDK（P32与P34cdc2）+细胞周期蛋白才调控+CDK活性抑制因子
  • 时期调控
    • G1→S期
      • 调控因子：
        • CDK2/CDK4/CDK6+细胞周期的那白D/E/A
      • 调控目的：
        • 促进DNA复制延伸
      • 调控过程：
        • 调控因子结合后，释放出转录因子，促进转录
      • 只能复制一次
        • 原因：
          • DN复制执照假说
            • 执照因子（Mcm蛋白）在细胞内一开始，前一次分裂时与染色体一起进入细胞核，启动后被降解，所以只能复制一次
    • S→G2→M期
      • DNA复制延伸检验点
      • S期，CDC25活性低，Weel活性高（只生长不分裂）
        • 若CDC25活性高，Weel活性低（提早分裂）
    • G2→M期
      • 调控因子
        • CDk1+周期蛋白A\B
      • 调控过程：
        • 1.细胞周期蛋白B在G1晚期合成，G2期Max
        • 2.CDK1活性在G2晚期合成，维持到M中期
        • 3.CDK1使底物磷酸化，组蛋白H1磷酸化→染色体凝缩，核纤层蛋白磷酸化→核膜解体
          • 可激活APC，进行负反馈调节，降解自身
      • CDK1激酶的调控
        • 目的：
          • 为了在准确时间进入M期
        • 调控过程：
          • 1.CDK1与细胞周期B结合（必需）
          • 2.CDK1/细胞周期蛋白B被Weel/mik1与CAK（CDK的激酶）将Thr14、Tyr15和Thr161磷酸化
          • 3.M期，Weel的活性下降，CDC25c使CDKThr14、Tyr15去磷酸化，去掉了CDK活性障碍
    • M中→M后
      • 实质：
        • 周期蛋白降解过程→泛素化过程
        • 原因：
          • DNA要从染色体→染色质，核膜逐渐产生
      • 调节过程：
        • 周期蛋白B、A被降解，CDK1活性丧失，被CDK1激酶磷酸化的蛋白（APC-后期促进因子）去磷酸化
          • APC-后期促进因子
            • 性质：
              • 蛋白质复合体、具有泛素化活性
            • 功能：
              • 1.调节M期细胞周期蛋白泛素化降解
              • 2.促进姐妹染色单体分离（粘连蛋白的降解）
            • 活性产生：
              • 一开始在动粒结构域上，与Mad和Bub结合，活性被抑制
              • M中期时，Mad与Bub引导动粒微管与动粒结合后脱离动粒，APC被释放，被CDK1激活，产生活性
• 癌细胞
  • 产生原因：
    • 细胞分裂调控基因出现了问题
  • 特点：
    • 1.细胞生长与分裂失去控制
    • 2.具有浸润性和扩散性
    • 3，细胞间相互作用改变
    • 4.mRNA表达谱改变或蛋白质活性改变
    • 5.体外培养的恶性转化细胞的特征
    • 5.抵御死亡
  • 相关基因：
    • 1.癌基因
      • 定义：
        • 控制细胞甚至和分裂的正常基因的突变形式,能引起细胞癌变.
    • 2.原癌基因
      • 定义：
        • 正常细胞中与病毒癌基因高同源性的基因,本身不具致癌能力,表达产物多为细胞生长分裂的调控因子,突变后可能有致癌能力。
    • 3.抑癌基因
      • 定义：
        • 正常细胞增殖过程中的负调控因子,编码的蛋白多在细胞周期的检验点上起阻止周期进程的作用.
• ps:CDK量在细胞周期中不会发生太大变化，只有活性发生变化

细胞分化与干细胞

• 细胞分化
  • 定义：
    • 是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。
  • 本质：
    • 奢侈基因在时间和空间上选择性表达的结果
  • 相关基因：
    • 管家基因：
      • 是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的，在生物体生命的全过程都是必需的，且在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。
    • 奢侈基因：
      • 组织特异性基因，是指不同类型细胞中特异性表达的基因，奢侈型基因的产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。
• 干细胞
  • 概念：
    • 是原始且未特化的细胞。它未充分分化、具有再生各种组织器官的潜在功能。干细胞存在所有多细胞组织里，能经由有丝分裂和分化来分裂成多种特化细胞，而且可以利用自我更新来提供更多干细胞。
• 细胞程序性死亡
  • 细胞凋亡
    • 定义：
      • 细胞不断转化为小的圆形的由细胞质膜包裹的细胞质团，内含细胞碎片（细胞器和染色质等），不断从周围组织中脱离的现象
  • 细胞坏死
    • 定义：
      • 是指细胞的被动死亡，指细胞受到物理、化学等环境因素的影响，如机械损伤、毒物、微生物、辐射等，引起的细胞死亡的病理过程。
  • 二者的区别
    • 细胞凋亡：细胞膜完整，细胞内含物不会释放到组织液中，周围组织不发生炎症反应
    • 细胞坏死：细胞膜破裂，细胞内含物释放，周围组织发生炎症反应。

细胞与社会的联系

• 细胞连接
  • 封闭连接
    • 位置：
      • 与外界相通的地方都有
    • 作用对象
      • 细胞间
    • 组成蛋白：
      • 1.跨膜蛋白（跨4次膜）
        • 密封蛋白
        • 闭合蛋白
      • 2.内在膜蛋白
    • 功能：
      • 1.封闭
      • 2.隔绝外来物质的基础
      • 3.限制膜蛋白和膜质的侧向扩散
      • 4.防止失水
    • 特点：
      • 不同的细胞，连接线多少不同，越多，作用越强
  • 锚定连接
    • 位置：
      • 容易受到牵扯的部位
    • 作用对象
      • 黏着蛋白、整联蛋白和细胞骨架以及细胞外基质相互作用
    • 分类：
      • 1.与中间纤维（细胞骨架成分）相连
        • 1.桥粒连接
          • 作用对象：
            • 2个细胞与中间纤维
          • 成分：
            • 1.中间纤维
            • 2.钙粘蛋白（连接蛋白）
          • 特点：
            • 不封闭
        • 2.半桥粒连接
          • 作用对象：
            • 1个细胞与中间纤维
          • 部位：
            • 上皮细胞底部
          • 组成：
            • 1.胞内附着蛋白
            • 2.整联蛋白
            • 3.中间纤维
      • 2.与肌动蛋白（细胞骨架成分）相连
        • 1.黏着带
          • 作用对象：
            • 2个细胞与肌动蛋白
          • 成分：
            • 1.肌动蛋白
            • 2.钙粘蛋白（连接蛋白）
        • 2.黏着斑
          • 作用对象：
            • 1个细胞与肌动蛋白
          • 成分：
            • 1.肌动蛋白
            • 2.整联蛋白（连接蛋白）
    • 细胞骨架在其中的作用：
      • 形成粘连整体，受力均匀
  • 通信连接
    • 分类：
      • 1.间隙连接
        • 连接方式：两个细胞的连接子对接，有孔，通过小分子
          • 连接子
            • 构成：
              • 6个相似/相同蛋白亚基组成
            • 特点：
              • 聚集性
        • 作用：
          • 1.与代谢偶联，协调细胞群体的生物学功能
          • 2.神经冲动传递
          • 3.胚胎早期发育，为影响细胞分化的信息物质提供通路
      • 2.胞间连丝
        • 位置：高等植物细胞
        • 形成：内质网
      • 3.化学突触
        • 位置：可兴奋细胞间（神经、肌肉细胞）
• 细胞黏着及其分子基础
  • 连接细胞的基础：
    • 细胞识别
    • 细胞粘连
  • 细胞黏着因子:
    • 主要是蛋白质
    • 特点：
      • 大多数依赖二价阳离子Ca，Mg
    • 类别：
      • 1.钙粘素
        • 特点：
          • 1.胞外5个结构域，最后一个粘连，其余时Ca离子结合区
          • 2.具有同亲性（结合一样的）
        • 作用：
          • 1.构成锚定连接
          • 2.使细胞成为一个整体
          • 3.影响胚胎分化
      • 2.选择素
        • 结构：
          • 1.类凝集素结构域（与细胞表面糖分子结合）
          • 2.类EGF结构域
        • 特点：
          • 1.异亲性
          • 2.依赖Ca离子
        • 作用：
          • 与炎症有关
      • 3.免疫球蛋白超家族
        • 作用：
          • 1.介导淋巴细胞和免疫应答所需细胞之间的黏着
          • 2.介导非免疫细胞的黏着，在神经发育中有重要作用。
      • 4.整合素（整联蛋白）
        • 结构：
          • 配体识别序列RGD：Arg-Gly-ASP
        • 特点：
          • 1.异亲性
          • 2.依赖Ca,Mg离子
        • 作用;
          • 1含RGD序列的肽可竞争性地阻止血小板整联蛋白与纤维蛋白原等结合，预防血栓形成
          • 2.与细胞外基质连接是，发出生长信号
• 细胞外基质
  • 定义：
    • 由细胞分泌的蛋白和多糖构成的网格结构
      • 不是所有细胞都有，结缔组织较为发达
  • 成分：
    • 1.胶原
      • 特点：
        • 1.细长
        • 2.分子多
        • 3.是弹性来源
        • 4.分子排布不是首尾相连，而是从前排到后
        • 5.具有组织特异性
      • 装配
        • 特点：
          • 1. 自发装配，不消耗能量
          • 2.分子之间呈1/4排列
          • 3.原胶原肽链由（Gly-x-y）n重复序列，X常为脯氨酸，y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸（不是自发合成，而是用VC作辅酶，酶催化修饰来的）
        • 过程：
          • 前体肽链
          • 前胶原（三螺旋）
          • 细胞内
          • 胶原
          • 胶原原纤维
          • 胶原纤维
          • 细胞外
        • 排列：
          • 1.平行排列：
            • 在肌腱、韧带、角膜有很好的保护作用
          • 2.交错排列
            • 基膜中（皮肤老化，骨脆化），柔韧性好
      • 功能：
        • 1.构成细胞外基质的骨架
        • 2.提供抗张力和弹性
        • 3.相互交联使细胞外基质强度增加
    • 2、弹性蛋白
      • 存在：
        • 血管壁、肺，少量存在于皮肤，肌腱和疏松结缔组织
      • 结构：
        • 1.疏水区
          • 赋予分子弹性
        • 2.富含丙氨酸和赖氨酸的α螺旋区
          • 有助于相邻分子形成交联
    • 3.多糖
      • 分类
        • 1.糖胺聚糖
          • 重复的二塘单位构成的长链多糖
          • 特点：
            • 带有大量负电荷，具有吸水性
          • 作用：
            • 1.填充了胞外基质大部分空间
            • 2.赋予组织抗压的能力
            • 3.透明质酸形成的水合空间有利于细胞保持彼此分离，使细胞易于运动迁移和增值
            • 4.润滑关节的作用
        • 2.蛋白聚糖
          • 定义：
            • 由糖胺聚糖（除透明质酸外）于核心蛋白的丝氨酸残基共价连接形成的大分子
          • 作用：
            • 1.赋予软骨凝胶样特性和抗变形能力
            • 2.可与生长因子结合，有利于激素分子与细胞表面受体结合，有效完成信号转导
            • 3.参与基膜形成
    • 4.纤连蛋白
      • 结构
        • 两个亚基通过C端形成的二硫键交连形成
        • 整个分子呈V形
      • 作用：
        • 1.有助于维持细胞形态
        • 2.促进细胞迁移
        • 3.有助于血液凝固和创伤修复
        • 4.胚胎发育中组织的形成
    • 5.层粘连蛋白
      • 分布
        • 各种动物胚胎及成体组织的基膜
      • 作用
        • 1.细胞膜与细胞外基质连接在一起
        • 2.促进细胞迁移
  • 功能：
    • 1.为组织构建提供支撑框架
    • 2.对与其接触的细胞的存活、发育、迁移、增殖、形态以及其他功能产生重要的调控作用