导图社区 细胞生物学
细胞生物学(Cell Biology)是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学,它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能。细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡,以及细胞信号转导,细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等重大生命过程。
编辑于2022-09-26 10:25:30 湖南细胞连接与黏附 第一节细胞连接celljunction •是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构。•分为三大类,即:封闭连接(occludingjunction)、锚定 连接(anchoringjunction)和通讯连接(
细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次完成分裂时为止的过程。一般分为两个阶段:分裂间期和分裂期。有丝分裂 有丝分裂是一个连续的过程,为了描述方便起见,习惯上按先后顺序划分为分裂间期、前期、中期、后期和
细胞生物学(Cell Biology)是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学,它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能。细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡,以及细胞信号转导,细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等重大生命过程。
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细胞连接与黏附 第一节细胞连接celljunction •是细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的联结结构。•分为三大类,即:封闭连接(occludingjunction)、锚定 连接(anchoringjunction)和通讯连接(
细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次完成分裂时为止的过程。一般分为两个阶段:分裂间期和分裂期。有丝分裂 有丝分裂是一个连续的过程,为了描述方便起见,习惯上按先后顺序划分为分裂间期、前期、中期、后期和
细胞生物学(Cell Biology)是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学,它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能。细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡,以及细胞信号转导,细胞基因表达与调控,细胞起源与进化等重大生命过程。
细胞膜
化学组成P69
膜脂
分类
主要为磷脂
甘油磷脂(磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰肌醇)——滑面内质网
信号转导:磷脂酰肌醇, 鞘磷脂,磷脂酰胆碱
鞘磷脂(鞘氨醇为骨架)——高尔基复合体
胆固醇 稳定细胞膜,调节膜流动性(双向调控)
糖脂(质膜的非胞质面,亲水)
信号转导 识别 黏附
细菌,植物细胞 一般磷脂酰胆碱衍生的糖脂
动物 鞘氨醇衍生物
特点及作用
大多为两亲性分子 存在形式:球状分子团,脂双层
构成细胞膜结构骨架 信号转导 物质转运(脂溶性物质)
膜蛋白
分类 (与脂双层结合方式)
内在膜蛋白(α/β),别名整合蛋白,穿膜蛋白
外在膜蛋白(非共价键),别名周边蛋白
脂锚定蛋白(共价键),别名脂连接蛋白
膜外 共价键与磷脂酰肌醇寡糖链结合GPI
胞质侧 共价键与脂双层脂肪酸链结合
G蛋白
作用
物质转运 信号转导 识别,黏附与连接 酶活性
用去垢剂分离内在膜蛋白(SDS,Triton X-100)
膜糖
存在方式(细胞膜表面)
糖蛋白
O-连接:糖链与丝氨酸/苏氨酸残基侧链-OH连接
N-连接:与天冬氨酸残基侧链-NH2连接
糖脂
细胞外被(富含糖类的周缘区)/糖萼
钌红染色
生物学特性P74
不对称性(决定膜功能的方向性)
膜脂
膜蛋白
膜糖
流动性(膜功能活动的保证)
膜脂
脂双层为液晶态二维液体(相变)
运动方式(4种)
侧向扩散(主要)
翻转运动
旋转运动
弯曲运动
(伸缩和振荡运动)
影响流动性因素
脂肪酸链饱和程度和长度 胆固醇(T)双重调节作用,蛋白质 卵磷脂与鞘磷脂比例(正) 膜脂种类etc
流动性意义: 物质运输 酶的活性 物质转导 细胞信息传递 细胞周期 细胞分化 细胞运动
部分膜蛋白
运动方式(2种)
侧向扩散
旋转运动
荧光漂白恢复技术
细胞松弛素B
分子结构模型P78
片层结构模型——三层夹板式结构
单位膜模型(罗伯特森)——电子显微镜“两明一暗”(静态)
流动镶嵌模型(尼克森,桑格)
补充(晶格镶嵌模型,板块镶嵌模型)
脂筏模型(高尔基复合体也有)
微区(富含胆固醇,鞘脂,特定膜蛋白(GPI锚定蛋白)
作用
信号转导 胞吞 胆固醇代谢运输
细胞膜异常与疾病
载体蛋白异常
胱氨酸尿症
肾性糖尿(葡萄糖载体蛋白异常)
ABC转运体蛋白异常
囊性纤维化(常染色体隐性)
影响氯离子和钠离子
膜受体异常
家族性高胆固醇血症(常染色体显性)
LDL受体异常
其他疾病
艾滋病
攻击的细胞及入侵步骤
致死原因
治疗方法
高血压
致病原因
钙通道
治疗方法
物质 运输
小分子物质和离子的穿膜运输P81
四种方式 简单扩散 易化扩散 主动运输 离子通道扩散
小分子
简单扩散(被动)
不带电的脂溶性、非极性小分子 气体 醇
能量来源顺浓度梯度
易化扩散(被动)
亲水性物质,葡萄糖 氨基酸
能量来源顺浓度梯度,电化学梯度
载体蛋白:特异性 可逆性 饱和性 可调控性
蛋白构象变化
有结构特异性,饱和现象,竞争性抑制
葡萄糖转运体glut
ATP驱动泵(主动运输)
低浓度 低渗透压 低电位 小分子
分类
P-型离子泵
(磷酸化和去磷酸化) 转运阳离子
钠离子-钾离子泵
载体和酶的双重作用: 调节渗透压 保持膜电位 物质吸收 细胞正常代谢的必要条件
氰化物 乌本苷
钙离子泵
肌浆网/内质网
V-型质子泵
(真核细胞膜性酸性区室)
F-型质子泵
主要存在于细菌质膜、 线粒体内膜和叶绿体膜
氢离子-ATP合成酶
ABC转运体
以ATP供能
运输脂类,亲脂性,肽等
排毒排药
哺乳动物免疫监视中起作用
逆浓度梯度,逆电化学梯度
利用水解ATP或来自离子电化学梯度供能
协同运输(主动运输)
分类
共运输
对向运输
逆浓度梯度,逆电化学梯度
利用离子浓度差 间接使用ATP 用Na-K或H泵和载体蛋白
动物用Na 植物细菌用H
特殊:水通道介导水的快速转运
分类
经典的选择性水通道
水-甘油通道
通道蛋白结构
以AQP1为例,筛选机制
不耗能量,渗透压差决定
持续开放 转运速度快
离子
离子通道
特点
被动运输,取决于顺电化学梯度 通常为双向
对离子大小,电荷有高度选择性 利于正电离子进入
不耗能
分类
闸门式通道
配体门控通道
结合配体后打开 多用于神经递质运输
乙酰胆碱受体
电压门控通道
膜电位变化控制
应力激活通道
感受应力改变构象
非闸门式通道
主动运输
为ATP驱动泵,多为P-型离子泵
大分子和颗粒物质的穿膜运输(耗能)P92
胞吞
吞噬作用
吞噬细胞摄入颗粒物质
中性粒细胞 单核细胞 巨噬细胞
胞饮作用
细胞吞入液体和可溶性颗粒物质
受体介导(提高效率) 糖蛋白/糖脂
有被小窝和有被小泡
网格蛋白(成笼)
三腿蛋白复合体
衔接蛋白
发动蛋白
无被小泡与内体,溶酶体结合
eg胆固醇
低密度脂蛋白LDL转运胆固醇
PCSK9介导LDL受体降解
胞吐
补充更新细胞膜 分泌物质 构成细胞表面/外基质 为其他细胞提供营养
连续性分泌是不受调节持续不断的细胞分泌
受调分泌是细胞外信号调控的选择性分泌
细胞
细胞学说:施莱登,施旺
作用
是一切多细胞生物的基本结构单位
是生命活动的结构和功能单位
与人出生、成长、衰老、疾病密切相关
基本结构
细胞膜
机械屏障,提供稳定内环境 物质转运 信号传递 细胞识别
细胞质
细胞核
内质网P101
简介
嗜碱性特化区域 三维网状膜结构
单位膜 3种基本结构单位(扁囊状 小泡 小管)
两种基本类型 (分布不均)
糙面内质网RER P102
主要形态特征-核糖体附着 (分化分泌细胞 发达)
功能
蛋白质的合成,加工修饰,分选,转运 蛋白质分选的起始部位
分泌蛋白 膜蛋白 驻留蛋白 溶酶体酶
光面内质网SER P111
管,泡样 脂类物质合成主要场所 多功能细胞器 (肌质网)
脂质合成转运(2种形式)P111
糖原代谢(碳水化合物)
细胞解毒(加氧原子)
肌细胞钙离子储存-肌质网
胃酸胆汁合成分泌
衍生结构
特殊组织细胞-视网膜髓样体和孔环状片层结构
化学组成
超速分级分离 对微粒体研究
主要化学成分
1脂类
磷脂多
2蛋白质
网质蛋白
羧基端有一个KDEL或HDEL的4氨基酸序列驻留信号 驻留于网腔内
有免疫球蛋白重链结合蛋白, 内质蛋白,钙网蛋白,钙连蛋白, 蛋白质二硫键异构酶
内质蛋白为标志的分子伴侣 结合钙离子(钙网蛋白)
以葡萄糖-6-磷酸酶为标志酶的诸多酶系 G-6-P
解毒,氧化反应电子传递酶系
脂类物质代谢
碳水化合物代谢
蛋白质加工转运
功能
内质网应激
3条信号通路
过氧化物酶体 P123
双层膜
线粒体 自噬体 细胞核膜
囊泡与转运P125
胞内蛋白质运输途径: 门控运输-核孔 穿膜运输-结合膜上蛋白质转运体 胞基质中的蛋白质运输-有关细胞骨架 囊泡运输
内质网膜先出现 之后为高尔基体膜 然后是核膜
部分囊泡类型
网格蛋白有被小泡P94
产生于高尔基体 细胞膜 向溶酶体 胞内体 质膜外/细胞质 溶酶体
衔接蛋白AP 发动蛋白(缢断)
COPⅡ有被小泡
产生糙面于内质网 向高尔基体 sec sar
数个融合 形成内质网-高尔基体中间体
COPⅠ有被小泡
产生于高尔基体 ARF
回收转运内质网逃逸蛋白,高尔基体膜内蛋白逆向运输
囊泡转运
是细胞物质定向运输的基本途径(双向)
运输囊泡膜上的膜蛋白
包裹的内含物
是一个高度有序并受到严格选择和精密控制的物质运输过程
简单弥散/运动蛋白
特异性识别是物质定向转运和准确卸载的基本保证
马达蛋白驱动 微管为轨道
Rab蛋白引导到正确靶点-定时器
促进SNARE复合体形成
N-乙基马来酰亚胺敏感因子结合蛋白受体 SNAREs介导囊泡膜靶膜融合-有互补序列 锁钥
VAMP和syntaxin
是实现细胞膜及内膜系统功能结构转换和代谢更新的桥梁
膜流系统
酶 分布
顺
甘露糖磷酸化酶 磷酸转移酶
中
N-乙酰葡萄糖胺转移酶 NADP酶
反
半乳糖和唾液酸转移酶
溶酶体P118
形态结构和化学组成
柠檬酸铅 醋酸铀双重染色
有高度异质性的膜性结构细胞器
膜的特殊性 质子泵 特殊转运蛋白 膜蛋白高度糖基化-等电点低呈酸性
单位膜包裹的囊球状结构小体 数量大小差异 PH3.5-5.5 酶种类不同
共同特征-含有酸性水解酶
酸性磷酸酶为标志酶
膜上富含两种高度糖基化的穿膜整合蛋白lgpA,lgpB-防膜溶解
膜上有质子泵,水解ATP使H+逆浓度梯度
溶酶体膜糖蛋白家族有高度同源性
有相同氨基酸序列
形成与成熟
过程
酶蛋白N-糖基化与内质网转运
高尔基复合体内加工和转移
形成面-反面受体识别-出芽
M-6-P为分选的重要识别信号
酶蛋白分选和转运
内体性溶酶体的形成与成熟
早期,晚期内吞体
溶酶体类型
功能状态
初级
无活性
次级
消化泡 分为自噬,异噬,吞噬
自溶作用
三级
残余体-出胞/留胞堆积 eg脂褐质
形成过程
内体性
吞噬性
内体性+自噬体/异噬体融合
功能
分解胞内外来物质,清除衰老,残损细胞器
物质消化,细胞营养
机体防御保护功能
某些腺体组织细胞分泌过程调节-激素
生物个体发生发育-器官组织变态退化
受精
高尔基体P113
形态结构
三层
扁平囊泡
高尔基体堆
凸:靠核,顺面/形成面
凹:靠细胞膜,反面/成熟面
小囊泡
形成面
光滑小泡
有被小泡
统为运输小泡
大囊泡
成熟面
统称液泡
有显著极性
嗜银嗜锇 重金属选择性侵染
不同的分布形式P115
中性粒附近分布与微管相关 极性/边缘/分散
顺面高尔基网 高尔基中间膜囊 反面高尔基网
分选来自内质网的蛋白质 脂类,部分送回为驻留蛋白 O-连接糖基化(OH),穿膜蛋白酰基化
NADP酶 糖基化修饰 多糖和糖脂的合成
显示酶:TTP酶,CMP酶 分选蛋白质:溶酶体蛋白/分泌蛋白/膜蛋白
化学组成
脂类-基本成分
以糖基转移酶为标志的多种酶蛋白体系 P115
三种密度的酶 生化区隔化/房室化
质膜和内质网间的过渡性细胞器
功能 不同膜囊异
蛋白质运输分泌的中转站
连续分泌
非连续分泌
胞内物质加工合成重要场所
糖蛋白(区隔化/顺序性/选择性)
N-连接糖蛋白
O-连接糖蛋白
糖基化意义
糖类合成
蛋白质水解加工
蛋白质分选,膜泡定向运输的枢纽
三条去向 分选信号
顺面分选:驻留蛋白 错误折叠蛋白 反面:溶酶体蛋白 分泌蛋白 膜蛋白 错误折叠蛋白
参与膜的转化
膜流
无信号肽
非定位分布的细胞质中驻留蛋白
定位性分布的胞质溶质蛋白
核蛋白
半自主性细胞器核基因组编码蛋白
信号肽假说 指导P107
肽链N端一段特殊氨基酸序列 不同定位有不同的信号肽序列
还有信号斑 三维结构信号
分泌性蛋白质合成
合成步骤
起始合成,信号肽和SRP结合制止,SRP连核糖体 与SRP-R附着于内质网,SRP解离, 肽链入内质网网腔,信号肽被切除 核糖体解聚解离
赖于SRP(RNA)介导 受体SRP-R(内质网膜上) 转运体(亲水的蛋白通道 核糖体结合蛋白)
转运体可水解GTP将损伤蛋白外运出
折叠装配
利用伴侣蛋白(属于网质蛋白) 质量监控
羧基端有KDEL驻留信号肽
蛋白质糖基化
与天冬酰胺残基侧链氨基结合(N-连接糖基化)
开始于共同的前体
胞内运输
运向高尔基体or大浓缩泡(某些哺乳动物胰腺外分泌细胞)
穿膜驻留蛋白插入转移机制 跨内质网膜 不完全进内质网
单次穿膜蛋白
起始/终止转移信号
新生肽链共翻译插入/内信号肽介导的内开始转移肽插入
多次穿膜蛋白
内膜系统
房室性区域化 增大了表面积 提高整体代谢水平和功能效率
无线粒体 叶绿体