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细胞生物学
《细胞生物学》全书思维导图、直径10nm的中空管状丝。介于微丝和微管之间。主要与维持细胞外形和各种细胞器的位置有关。是最稳定的细胞骨架成分，它主要起支撑作用。可用去污剂和高盐溶液提取。
编辑于2022-12-28 18:29:36 内蒙古自治区- 药学类
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- 大纲
细胞生物学
第一章 绪论
细胞学说
1.一切动植物都是由细胞组成的
2.细胞是一切动植物生命活动的基本单位
3.一切细胞来源于原有细胞的分裂
第三章 细胞的基本结构
细胞区别于非细胞的特性
1.结构上具有自我装配的能力
2.生理活动中有自我调节的能力
3.增殖上有自我复制能力
第四章 细胞膜
细胞膜的基本结构
细胞质膜：也称细胞膜是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的薄层结构
流动镶嵌模型
强调了膜的流动性和不对称性
细胞膜的化学组成
膜脂
类型
甘油磷脂（最为丰富）、鞘脂、胆固醇
结构
膜脂均为水、脂兼性分子，即它们都是由一个亲水的极性头部和一个疏水的非极性尾部组成
磷脂
在膜中磷脂最为丰富，约占整个膜脂的一半上
鞘脂
糖脂 ：由脂类和寡糖构成
胆固醇
胆固醇散布在磷脂分子之间
膜蛋白
定义
生物膜所含的蛋白质
功能
是细胞膜功能的主要承担者，是细胞膜最为重要的组分
类型
外周蛋白（附着蛋白）
膜蛋白的20％~30％，分布在膜的内外表面，主要在内表面，为水溶性
通过静电作用及氢键、离子键与膜脂的极性头部相结合，或通过与内在蛋白的相互作用，间接与膜结合
结合力较弱
用温和的方法可分离
整合蛋白（内在蛋白）
膜蛋白的70％~ 80％，有的贯穿全膜，两端暴露于膜的内外表面，称跨膜蛋白
单次穿膜
以单条α螺旋穿过脂双层
多次穿膜
以数条α螺旋数次折返穿越脂双层
内在蛋白主要以疏水键或疏水键和离子键两种作用与膜较牢固地结合，不容易分离和纯化
脂锚定蛋白（脂连接蛋白）
通过与之共价相连的脂分子（如脂肪酸或糖脂）插入膜的脂双分子层中，从而锚定在细胞质膜上
与脂肪酸结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜内侧，与糖脂相结合的脂锚定膜蛋白多分布在质膜外侧
糖萼：细胞外被
决定ABO血型的糖脂
生物膜的基本特征和功能
膜的流动性
膜脂的分子运动
侧向运动
自旋运动
摆尾运动
翻转运动
影响膜脂流动的因素
不饱和链的含量 脂肪酸链的长度 卵磷脂与鞘磷脂的比值 胆固醇的影响 膜蛋白的影响
膜蛋白的运动性
影响膜蛋白运动的因素
生理意义
一切膜的基本活动均在膜的流动状态下进行，适宜的流动性是生物膜表现正常功能的必要条件
细胞膜的不对称性
细胞膜内外两层的结构和功能有很大的差异
1.膜脂分布的不对称性
膜脂的不对称性是相对的
2.膜蛋白分布的不对称性
膜蛋白的不对称性是绝对的
①内、外两层蛋白的数量不同
②内、外两层蛋白的种类不同
③跨膜蛋白突出在膜内外表面的亲水端的长度和氨基酸的种类与顺序差异悬殊
3、膜糖的不对称性
生物学意义
生物膜结构上的不对称性，保证了膜功能的方向性
细胞膜的功能
1.为细胞的生命活动提供相对稳定的环境 2.选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出，其中伴随着能量的传递 3.提供细胞识别位点，并完成细胞内外信号跨膜转导。 4.为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序进行 5.介导细胞与细胞、细胞与胞外基质之间的连接 6.参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构 7.膜蛋白的异常表达与某些遗传病、恶性肿瘤，甚至神经退行性疾病相关，很多膜蛋白可作为疾病治疗的药物靶标
跨膜运输
细胞膜的选择通透性
被动运输：浓度梯度，不耗能
简单扩散
离子通道蛋白协助扩散——通道扩散
载体蛋白协助扩散——易化扩散
主动运输：逆浓度梯度，耗能，载体蛋白
离子泵：ATP提供能量
协同转运：离子梯度驱动，ATP间接供能
膜泡运输
胞吞作用
吞噬作用
胞饮作用
受体介导的内吞作用
胞吐作用
细胞连接
细胞膜的特化结构，有机械加固性的，也有功能性的
细胞外基质：细胞外细胞附着、粘合的物质基础
类型
封闭连接（紧密连接）
相邻细胞间局部紧密结合，在连接处，两细胞膜发生点状融合，没有缝隙，形成与外界隔离的封闭带
锚定连接（粘合连接)
锚定连接将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺、有序的细胞群体
桥粒
是相邻细胞间形成的纽扣式结构
特点
相邻两细胞连接成牢固，有序的结构
成分
钙粘素、中间纤维
半桥粒
细胞与基底膜之间的连接
特点
中间纤维中止于致密斑
成分
整联蛋白（整合素）、中间纤维
黏合带和黏着斑
黏合带又称中间连接，位于上皮细胞，紧密连接的下方，细胞间隙介于紧密连接与桥粒之间
成分
钙粘素、肌动蛋白
黏着斑
细胞与细胞外基质的连接形式
成分
整联蛋白、肌动蛋白
通讯连接
间隙连接
最为常见，是哺乳动物细胞最普遍的连接方式
化学触突
神经轴突与效应细胞之间的连接
胞间连丝
植物细胞之间的通讯连接
第五章 细胞外基质
细胞外基质（ECM）是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的精密有序的网络结构
细胞外基质的构成
成分
含量
结缔组织中细胞外基质含量最大
一、多糖
氨基聚糖 （GAG）
氨基聚糖是由重复的二糖单位构成的直链多糖
氨基己糖 (N-乙酰氨基葡萄糖 / 乙酰氨基半乳糖 )
糖醛酸 (葡萄糖醛酸/艾杜糖醛酸)
分为六种
透明质酸（HA)、硫酸软骨素（CS）、硫酸皮肤素（DS）、硫酸乙酰肝素（HS）、肝素、硫酸角质素（KS）
透明质酸
氨基聚糖中结构最简单的一种
二糖单位为N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸
糖链较长，由5000～25000个二糖重复单位重复排列构成，不发生硫酸化
不与蛋白质共价结合成蛋白聚糖
带有大量的负电荷，其相斥作用使整个分子伸展膨胀占据很大的空间，赋予组织具有良好的弹性和抗压性
表面的大量亲水基团
蛋白聚糖（PG）
分子结构
是由氨基聚糖 (除透明质酸外)与核心蛋白共价结合形成的高分子量复合物
合成与装配
核心蛋白肽链在糙面内质网核糖体上合成
多糖侧链在高尔基复合体中被装配到核心蛋白上
氨基聚糖与蛋白聚糖的功能
1.使组织具有弹性和抗压性
2.对物质转运有选择渗透性
3.角膜中蛋白聚糖具有透光性
4.氨基聚糖有抗凝血作用
5.细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用
6.与组织老化有关
氨基聚糖和蛋白聚糖与疾病
粘多糖累积病
肿瘤的发生、发展及转移
二、纤维蛋白
胶原
含量
人体内含量最丰富的蛋白质，约占人体蛋白质总量的25%～30％
分布
存在于体内各种器官和组织，尤其在结缔组织中特别丰富，是细胞外基质的框架结构
来源
由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞以及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外
分子结构
三条a-螺旋肽链组成的3股螺旋结构，右手型超螺旋结构
胶原原纤维
相邻分子相错1/4长度阶梯式有序排列
胶原纤维
胶原的类型
α链是胶原的基本亚单位，不同类型的胶原由3条相同或不同的α链构成
胶原的合成装配与降解
胶原的合成与装配
胶原的降解
胶原酶
创伤组织、癌变组织中胶原酶活性显著增高
胶原的功能
胶原在不同组织中行使不同的功能
胶原与细胞的增殖和分化有关
哺乳动物在发育的不同阶段表达不同类型的胶原
胶原与疾病
弹性皮肤人
坏血病
弹性蛋白
弹性蛋白是构成细胞外基质中弹性纤维网络的主要成分
结构特点
高度疏水的非糖基化纤维蛋白，富含甘氨酸和脯氨酸，但很少羟化，不含羟赖氨酸，无糖基化修饰
不含胶原特有的三肽（Gly-X-Y）重复序列，呈无规则卷曲
合成、装配与降解
合成、装配
弹性蛋白在内质网合成后，以可溶性前体原弹性蛋白（tropoelastin）的形式分泌到细胞外，通过赖氨酸残基之间相互交联装配成弹性纤维网
弹性纤维网既可伸长又可回缩 ，共存于组织细胞外基质中的弹性纤维与胶原纤维相互交织，分别赋予组织弹性和抗张性
降解
由弹性蛋白酶催化
纤连蛋白 FN
存在形式
可溶性的纤连蛋白
主要存在于血浆及各种体液中，主要由肝实质细胞分泌产生，称为血浆纤连蛋白
不溶性的纤连蛋白
主要存在于细胞外基质及细胞表面，主要由间质细胞分泌产生，称为细胞纤连蛋白。
分子结构
血浆纤连蛋白
是由两条相似的肽链形成的二聚体，两条肽链在C端借二硫键交联形成V字形
细胞纤连蛋白
为由二聚体交联后形成的多聚体
Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序列
是指存在于纤连蛋白和某些细胞外基质蛋白肽链中的“精氨酸（R）-甘氨酸（G）-天冬氨酸（D）”三肽序列。可被细胞表面一些整联蛋白所识别，并与之结合
纤连蛋白肽链中的Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序列是细胞表面各种纤连蛋白受体识别并结合的最小结构单位
纤连蛋白细胞表面受体
整联蛋白家族成员，是一种高分子量的穿膜糖蛋白，由α、β两条多肽链组成的异源二聚体 ，在其细胞外功能区有与RGD序列高亲和性结合部位 。
功能
介导细胞与细胞外基质间的黏着
通过黏着斑的作用，调节细胞的形状和细胞骨架的装配，促进细胞的铺展，加速细胞的增殖与分化
纤连蛋白与细胞的迁移
细胞通过黏着斑的形成与解离，影响细胞骨架的组装与去组装，促进细胞的迁移运动;
纤连蛋白在组织创伤修复中的作用
血浆中的纤连蛋白能促进血液凝固和创伤面的修复
疾病
纤连蛋白与肾小球肾炎发生有关
在创伤愈合过程中，组织局部的纤连蛋白过度表达，可导致瘢痕过度形成
在恶性肿瘤中，细胞表面的纤连蛋白受体异常，细胞黏着能力下降，使细胞容易分散和转移
层粘连蛋白 LN
胚胎发育过程中出现最早的细胞外基质成分，同时也是基膜的主要结构组分之一
存在部位
上皮下和内皮下紧靠细胞基底部，还存在于肌细胞和脂肪细胞周围
来源
由附着在基膜上的上皮细胞和内皮细胞以及被基膜包绕的肌细胞等分泌产生
分子结构
层粘连蛋白是一种高分子量糖蛋白
是由α、β、γ三条不同的多肽链组成的异三聚体。三聚体分子由一条重链（α链）和二条轻链（β、γ链）借二硫键交联而成，外形呈不对称十字形结构。
分子中存在的多个结构域，具有和多种物质结合的位点。还可通过自身的RGD三肽序列与细胞膜上的整联蛋白结合
功能
层粘连蛋白是基膜的主要组分，在基膜的基本框架的构建和组装中起了关键作用
层粘连蛋白借助RGD三肽序列，使细胞黏附固定在基底膜上，促进细胞的生长并使细胞铺展而保持一定的形态
层粘连蛋白通过与细胞间的相互作用，可直接或间接控制细胞的活动
层粘连蛋白在早期胚胎中对于保持细胞间的粘附、细胞的极性及细胞的分化具有重要意义
疾病
层粘连蛋白在体内的合成与降解异常与许多疾病有关，糖尿病性肾病的肾小球基底膜中层粘连蛋白的含量明显降低
一些疾病与层粘连蛋白的自身免疫反应有关，如由链球菌感染所致的肾小球肾炎患者血中出现抗层粘连蛋白的抗体，从而引起自身免疫反应，使肾小球基底膜受损
层粘连蛋白具有促进肿瘤细胞生长和转移的作用
细胞外基质的特化结构——基膜
基膜（basal lamina或basement membrane）：是细胞外基质的特化结构形式，存在于多种组织之中
基膜的分布
基膜位于上皮细胞和内皮细胞的基底部，或包绕在肌细胞、脂肪细胞、雪旺氏细胞周围，将细胞与结缔组织隔离
组成成分
IV型胶原
是构成基膜的主要结构成分之一
各IV型胶原分子通过C端球状头部之间的非共价键相互作用，以及N端非球状尾部之间的共价交联，形成了构成基膜基本框架的二维网络结构
层粘连蛋白
非对称型十字结构，通过长、短臂的臂端相连，装配成二维纤维网络结构，并进而通过巢蛋白与IV型胶原二维网络相连
巢蛋白
作为连接IV型胶原纤维网络与层粘连蛋白纤维网络之间的连桥
协助细胞外基质中其他成分的结合，在基膜的组装中起着重要的作用
渗滤素
渗滤素是基膜中最丰富的蛋白聚糖之一
分子中的硫酸乙酰肝素糖链，连接于核心蛋白质的N端，可与IV型胶原、层粘连蛋白、纤连蛋白等结合，共同构成网络结构
生物学功能
基膜是上皮细胞的支撑垫，在上皮组织与结缔组织之间起结构连接作用
基膜可作为细胞的选择性通过屏障
基膜对分子的通透具有高度选择性
细胞外基质的功能
细胞外基质影响细胞的形态结构
同一种细胞在不同的细胞外基质上黏附和铺展时，可呈现不同的形状
只有在细胞外基质存在的条件下，细胞才能维持正常形态和行使各种生物学功能
细胞外基质影响细胞的生存与死亡
大多数类型的细胞需要黏附在一定的细胞外基质上才能存活失巢凋亡 ，细胞外基质对细胞的生存与死亡起着非常重要的作用
细胞外基质调节细胞的增殖
大多数细胞只有黏附和铺展在细胞外基质上才能增殖，一旦脱离了细胞外基质成为游离的球形时细胞则不能增殖——锚定依赖性生长
细胞外基质参与细胞的分化调控
细胞外基质其多种组分可通过与细胞表面受体特异性结合，从而触发细胞内信号传递的某些连锁反应，影响核基因的表达，调控细胞的分化
细胞外基质影响细胞的迁移
在细胞迁移过程中，细胞发生黏附与去黏附、细胞骨架组装与去组装等，都离不开细胞外基质的影响
第六章 细胞核与细胞遗传
核被膜
外核膜
面向细胞质，其表面附有核糖体
内核膜
面向核基质，与外核膜平行排列
核周隙
内外核膜之间的腔隙，宽20-40nm，与内质网腔相通，充满液态无定形物质，内含多种蛋白质和酶
核纤层
内表面附着有一层纤维状的蛋白网，称核纤层
核孔复合体（NPC）
核孔复合体由周边向核孔中心依次可分为环、辐、栓三种结构亚单位
胞质环：外环，上有8条短纤维对称分布，伸向胞质
核质环：内环，连有8条细长的纤维，末瑞形成一个直径为60 nm的小环(由8个颗粒构成)——捕鱼笼样的结构，也称为核篮
辐：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状8重对称
柱状亚单位、腔内亚单位、 环带亚单位
中央栓：位于核孔中心，呈颗粒状或棒状，中央颗粒
组成
主要由蛋白质构成
gp210、p62（参与核质交换）
功能
双功能性
被动扩散
并不是符合条件的蛋白质都可以随意出入
核质交换、自由扩散
主动运输
过程
亲核蛋白的核输入
亲核蛋白： 在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质
核定位信号NLS
NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位，在指导完成核输入后并不被切除
NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件
亲核蛋白入核转运的步骤
结合：需NLS识别并结合核输入载体
转运：需GTP水解提供能量
转录产物RNA和核糖体亚单位的核输出
转录后的RNA通常需加工、修饰成为成熟的RNA分子后才能被转运出核。出核转运过程有极性，5’端在前，3’端在后，5’ 端的“帽子” 对mRNA出核转运是必要的
rRNA出核由蛋白介导，以RNP形式离核，需能
出核蛋白本身含有核输出信号(nuclear export signal, NES)
双向性
介导蛋白质的入核转运，介导RNA、核糖体亚单位的出核转运
染色质和染色体
染色质
指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式
染色质的化学组成及种类
化学组成
DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA
比例：H/DNA=1:1、非H/DNA=0.6:1、 RNA/DNA=0.1:1
DNA
基因组：某一生物的细胞中储存于单倍染色体组中的总遗传信息，组成该生物的基因组
真核细胞DNA根据其重复单元的重复次数分为2种序列
单一序列：结构基因
重复序列
中度重复序列（101~5）：异染色质区，组蛋白基因、rRNA、tRNA
高度重复序列（>105，卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA）：不转录，不编码蛋白质，如着丝粒、端粒
染色体DNA的三种功能元件（关键序列）
①自主DNA复制序列
②着丝粒DNA序列
③端粒DNA序列。
组蛋白
核小体组蛋白
H2B、H2A、H3和H4，帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构
H1组蛋白
在构成核小体时H1起连接作用, 它赋予染色质以极性
特点
真核生物染色体的基本结构蛋白，富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸，等电点在pH10.0以上，属碱性蛋白质，可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）
没有种属及组织特异性，在进化上十分保守
非组蛋白
非组蛋白主要是指与特异DNA序列相结合的蛋白质，称序列特异性DNA结合蛋白
占染色质的60～70%,识别特异的DNA序列，识别信息来源于结合蛋白;具有多种功能，包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。 是染色体的支架。
染色质的种类
概念
常染色质:指间期核内，染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质
异染色质:（相对于上面）着色较深的染色质组分
结构异染色质
兼性异染色质（如X染色体随机失活）
染色质的包装
多级螺旋模型
DNA：直径2nm，长5cm
一级结构：核小体，直径10nm
每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1
组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构，由四个异二聚体组成，包括两个H2A·H2B和两个H3·H4
146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈, 组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA，锁住核小体DNA 进出端，起稳定核小体的作用
核小体是染色质的基本组成单位，将DNA分子长度压缩1/7
二级结构：螺线管，直径30nm
每6个核小体缠绕一圈形成的中空性管，组蛋白H1位于螺旋管内侧
三级结构：超螺线管 ，直径300nm，长11-60um
突环模型（袢环模型）
将螺线管长度压缩39-40倍，一条染色单体约有106个微带。
四级结构：染色单体（chromatid），直径700nm，长2-10um
经过染色体的四级结构，DNA分子长度压缩了近10000倍
染色体
指细胞在有丝或减数分裂的特定阶段, 由染色质聚缩而成的棒状结构
中期染色体
构成
染色单体
在着丝粒处相连,互称为姐妹染色单体
着丝粒
位于两条染色单体连接处,将染色体分为两个臂
动粒（着丝点）
是着丝粒周围有蛋白质性质的盘状结构，可直接连接纺缍丝，是纺缍丝的附着区域
主缢痕和次缢痕
染色体臂
随体
在有些染色体的短臂近末端，有一棒状或球状的结构，称随体
端粒
是染色体末端的特化部位，防止染色体末端彼此粘着。
根据着丝粒在染色体上的位置，可将中期染色体分为4种类型
核型
一个体细胞中的全部染色体所构成的图像即称核型
特殊染色体（巨大染色体）
多线染色体
多线染色体来源于核内有丝分裂，即核内DNA多次复制而细胞不分裂
多线化细胞处于永久间期，体积也相应增大
多线染色体与基因活性
在果蝇个体发育的某个阶段，多线染色体的某些带区变得疏松膨大而形成胀泡(puff)，胀泡是基因活跃转录的形态学标志
灯刷染色体
灯刷染色体普遍存在于动物界的卵母细胞，两栖类卵母细胞的灯刷染色体最典型
来源：卵母细胞停留在减数第一次分裂时双线期的染色体。
1.染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互转变的形态结构2.染色质与染色体具有基本相同的化学组成，但包装程度不同，构象不同
核仁
核仁是真核细胞间期核中最明显的结构，光镜下为均匀、海绵状的球体，是细胞内合成rRNA、装配核糖体亚基的部位
核仁的形态结构及化学组成
原纤维中心 FC
是rDNA、RNA聚合酶、转录因子
核仁组织区在间期核的副本
致密纤维组分
原纤维中心周围
主要成分是rRNA和蛋白质
致密纤维组分 DFC
rRNA
颗粒组分 GC
核糖体亚单位装配、成熟和储存的位点
高电子密度的颗粒，分布于浅染区及纤维结构的周围，是不同成熟成度的核糖体亚单位的前体物
核仁结合染色质
核仁周边染色质
核仁内染色质
是rRNA基因的存在部位
核仁的功能
核仁主要进行核糖体的生物发生，包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配
核仁的另一个功能涉及mRNA的输出与降解
①rRNA转录
rRNA基因在染色质轴丝上呈串联重复排列，沿转录方向，新生rRNA链逐渐增长，形成“圣诞树”样结构
5.8、18、28S rDNA组成一个转录单位
②pre-RNA加工
由RNA聚合酶Ⅰ转录生成45S rRNA前体(哺乳类)很快与蛋白质结合，包装成80S的RNP复合体，再切割成小的5.8、18、28S rRNA-蛋白复合体
由RNA聚合酶Ⅲ转录生成的5S rRNA 经适当加工即参与装配核糖体大亚单位
18S rRNA及相关蛋白装配成小亚单位，速度较快(30 min)
②核糖体亚单位组装
28S、5.8S、5S rRNA及相关蛋白装配成大亚单位, 速度稍慢(1h)
加工下来的蛋白质和小的RNA存留在核仁中，可能起着催化核糖体构建的作用
核糖体转移到细胞质以后才成熟，从而阻止有功能的核糖体与核内加工不完全的hnRNA分子接近
核仁周期
核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化(形成和消失)
核仁结构的动态变化依赖于rDNA转录活性和细胞周期的运行
第七章 细胞骨架
细胞骨架
普遍存在于真核细胞中，是一种复杂的蛋白质纤维网络结构
用荧光显微镜、电视显微镜、电子显微镜研究
功能
细胞骨架的组成和分布
微管主要分布在核周围并呈放射状向胞质四周扩散
肌动蛋白纤维主要分布在细胞质膜的内侧和细胞核膜的内侧（微丝）
中间纤维则分布在整个细胞中
第一节 微丝
一、微丝（MF）的化学组成及形态结构
微丝是指由肌动蛋白组成的、纤维状的实心结构，直径为6~7nm
具有稳定和不稳定两种状态
肌动蛋白
球状肌动蛋白(G-肌动蛋白)单体：分子量为43kDa
G-肌动蛋白具有极性，每个肌动蛋白单体周围都有4个结构域，呈上、下及两侧排列
具有阳离子(Mg2+、K+或Na+)、ATP(或ADP)的结合位点
肌动蛋白一个重要特点是具有自组装的作用，在G肌动蛋白溶液中加入Mg2+、K+和Na+会使G-肌动蛋白聚合成F-肌动蛋白
纤维状肌动蛋白(F-肌动蛋白)：是由G-肌动蛋白聚合形成的多聚体，分子量为104kDa
G-肌动蛋白的头、尾相接形成右手螺旋盘绕的F-actin，每37nm拧成一圈
F-肌动蛋白也具有极性；微丝则专指F-肌动蛋白
经典模型认为微丝是由两条F-肌动蛋白单链螺旋盘绕形成的纤维
二、微丝的组装及影响因素
组装过程
条件： ATP；盐浓度 K+ Mg2+
过程（三个阶段）
成核期 — 微丝组装的限速过程
生长期 — 肌动蛋白在核心两端聚合，正端快，负端慢
平衡期 — 聚合速度与解离速度达到平衡
影响F-actin组装的因素
离子种类和浓度： Ca2+及低浓度Na+和 K+→解聚， Mg2+及高浓度Na+和 K+ →聚合
ATP：ATP肌动蛋白易与其他肌动蛋白结合，且聚合速度与浓度成正比。而ADP肌动蛋白易从微丝末端解聚
球形肌动蛋白临界浓度
球形肌动蛋白浓度与微丝聚合的速度成正比，能使微丝装配的最低球形肌动蛋白浓度称为临界浓度。一般负端的临界浓度高于正端。
微丝的动态性质
踏车模型
非稳态动力学模型
ATP是调节的主要因素
ATP-肌动蛋白 对微丝末端亲和性高
ADP-肌动蛋白 对微丝末端亲和性低
ATP-肌动蛋白浓度与聚合速度成正比
微丝的任何一端都可以以添加肌动蛋白单体的方式增长，不过由于极性，两端的速度不同，速度快的一端为正端，速度慢的一端为负端
当到达平衡期，肌动蛋白分子添加到肌动蛋白丝上的速度正好等于肌动蛋白分子从肌动蛋白上失去的速度，微丝的净长度没有改变，这种过程称为微丝的踏车行为
三、微丝的特异性药物
细胞松弛素
通过切断微丝并结合在微丝的正端,抑制其组装，从而导致微丝解聚
鬼笔环肽
与微丝具有强烈的亲合作用, 可紧密地结合在微丝上，因而能抑制微丝的解聚从而稳定微丝
四、微丝结合蛋白
收缩蛋白
调节蛋白
连接蛋白
五、微丝的功能
①维持细胞外形
②参与肌肉收缩
肌原纤维包括粗肌丝和细肌丝
粗肌丝主要成分是肌球蛋白，细肌丝的主要成分是肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白。
肌球蛋白
组成：两条重链 两条轻链
结构特点
两个头部：与肌动蛋白纤维结合，水解 ATP
一个尾部：装配成粗丝
肌球蛋白分子利用ATP从细肌丝“-”端向“+”端的移动机制
③参与细胞分裂
④参与细胞运动
参与阿米巴运动、胞质环流、吞噬等活动
⑤参与细胞内物质运输
⑥参与信号转导
微丝骨架参与Rho-GTPase介导的信号传导。在动物细胞中广泛存在着细胞外基质-质膜-细胞骨架连续体。
⑦参与受精
第二节 微 管
微管：由微管蛋白组装成的一种细长而具有一定刚性的中空圆管状结构
一、微管的化学组成及形态结构
化学组成
N-位点：该结合位点是α-微管蛋白固有结构，结合GTP不能被水解或为GDP替换，也称非交换位点
E-位点：该位点在β-微管蛋白上，结合的GTP可以被水解成GDP，也称为可交换位点。当微管蛋白二聚体结合到微管端部后，E-位点的GTP能水解为GDP
微管具有极性。原纤维中重复的αβ—αβ—αβ亚单位排列即构成微管的极性。αβ—αβ即为头—尾的方向
微管蛋白具有方向性(+)极的最外端是β球蛋白，(-)极的最外端是α球蛋白，(+)极生长速度快，(-)极生长速度慢
形态结构
由13根原纤维纵向围绕而成
横断面上看：中空状，管壁由13个球形蛋白亚基组成
微管的类型
二、微管结合蛋白(microtubule-associated protein, MAP)
结构特点：包括两个结构域
碱性的微管结合域，可与微管结合
酸性的突出结构域，以横桥的方式与质膜、中间纤维和其他微管纤维连接
功能：调节微管的特异性并将微管连接到特异性的细胞器上
①参与微管的装配；②增加微管稳定性或强度。
分类
I 型对热敏感，如MAP-1，主要存在于神经细胞
II型热稳定性高，包括 MAP-2，MAP-4和tau蛋白。其中 MAP2和tau蛋白主要存在于神经细胞，MAP-4在神经细胞与非神经细胞均存在
三、微管的组装
体外微管装配条件
微管蛋白浓度：需高于临界浓度（1mg/ml）
GTP的供应
离子：Ca2+应尽可能除去， Mg 2+为装配所必需
温度：37℃异二聚体装配成微管（0℃解聚为异二聚体）
最适PH：PH6.9
特定程序包括三个阶段：核聚、延伸、稳定期
组装的特点
踏车模型
αβ异二聚体添加到新生MT后，β亚基的GTP逐渐被水解成GDP。所以在一定条件下，（＋）具有GTP帽，MT趋于装配而延长；（－）具有GDP帽，MT趋于解聚而缩短。表现为Tread milling
装配的极性——微管的极性
αβ异二聚体有规律的重复排列：微管装配方向的结构极性：(+)极的最外端是β球蛋白，(-)极的最外端是α球蛋白
装配生长极性：(+)极为生长端，(-)极为起始端
组装的动态调节
动态不稳定性模型
当微管生长端有微管蛋白-GTP帽，微管继续组装；而具有微管蛋白-GDP帽时，将改变异二聚体的构象使原纤维弯曲而不能形成微管的管壁，微管则趋于解聚
GTP微管蛋白聚合速度≥GTP水解速度，形成GTP帽，微管稳定、生长
微管的聚合速度与GTP微管蛋白浓度成正比
当微管蛋白浓度介于两端临界浓度的某一水平时，微管()级的延长长度等于()级缩短长度，微管长度不变，新聚合上的微管蛋白单体不断从正极向负极作踏车式移动
四、特异性药物
抑制微管组装
秋水仙素、秋水酰胺、鬼臼素、长春花碱、美登本、氯丙榛、1-苯胺基-8-磺酸萘
稳定微管的药物
紫杉酚、重水
五、微管的功能
①支持和维持细胞形态
②参与细胞运动
鞭毛和纤毛
组成
质膜
顶部
轴丝
微管
9组二联管+中央微管（9+2）
相关蛋白
动力蛋白 连接蛋白 辐射丝
基体
纤毛组织中心（ 9组三联管）
中心体的结构
主要功能
组织形成微管
中心粒周围物质中有数百个-微管蛋白环，结构稳定，为α、β微管蛋白二聚体提供起始装配位点，所以又叫成核位点
r-微管蛋白环
每一个环是一条微管形成的起点，微管生成的真正诱导起点——“晶种”
植物细胞中无中心粒，并不能证明无MTOC
③维持胞内细胞器的定位和分布
线粒体的分布与微管相伴随
游离核糖体附着于微管和微丝的交叉点上
内质网沿微管在细胞质中展开分布
高尔基体借助微管实现极化分布
④参与细胞内物质运输
马达蛋白
细胞内有一类蛋白质分子能利用ATP，通过自身构型的变化产生推动力，能够带动与之连接的结构在细胞内移动。所以，马达蛋白又被称为移动因子
动力蛋白结构和运输方式
神经轴突中的膜泡转运
运输方式
内向运输：内吞泡----动力蛋白
外向运输：神经递质，分泌泡----驱动蛋白
色素颗粒的运输
各种膜泡、细胞器
⑤参与细胞分裂
第三节 中间纤维
直径10nm的中空管状丝。介于微丝和微管之间。主要与维持细胞外形和各种细胞器的位置有关。是最稳定的细胞骨架成分，它主要起支撑作用。可用去污剂和高盐溶液提取
1.中间纤维的类型
角蛋白丝、波形蛋白丝、结蛋白丝、神经元蛋白丝、神经胶质蛋白丝、核纤层蛋白丝
2.中间纤维的结构
中间纤维蛋白来源于同一基因家族, 具有高度同源性
中间纤维蛋白的大小主要取决于尾部的变化
3. 中间纤维的装配
特点
1）.中间纤维装配的单体是纤维状蛋白(微管、微丝的单体呈球形)；
2）.反向平行的四聚体导致中间纤维不具有极性
3）.中间纤维在体外装配时不需要核苷酸或结合蛋白的辅助
4）.在体内装配后，细胞中几乎不存在中间纤维单体(但中间纤维的存在形式也可以受到细胞调节，如核纤层的装配与解聚)
4. 中间纤维结合蛋白
网蛋白
5. 中间纤维的功能
①中间纤维在从细胞核到细胞膜和细胞外基质的贯穿整个细胞的结构系统中起着广泛的骨架功能
②参与桥粒和半桥粒的形成
③ 很可能还参与细胞内机械或分子信息的传递：
④ 中间纤维与细胞分化可能具有密切的关系
微管和三种微丝的主要特征及其差异
第八章 线粒体和叶绿体
第一节 线粒体的一般特征
一、线粒体的形态结构
可塑性细胞器，多为粒状、杆状或线状 大小：直径为0.5～1.0微米，长1.5～3.0微米
二、线粒体的分布
数量: 与细胞新陈代谢有关
分布：均匀分布在细胞质中，有些分布的位置与供能部位有关
第二节 线粒体的生物学特性
电镜下是由两层单位膜围成的封闭的囊状结构
（一）外膜
包围在线粒体最外面的一层单位膜，平滑，厚约6nm
脂类组成与内质网相似
与某些细菌的细胞壁同源
标志酶：单胺氧化酶
（二） 内膜
外膜内侧的一层单位膜，通透性较低，向内折叠形成嵴
线粒体嵴
线粒体内膜向基质侧折叠形成向内的突起
增大内膜呼吸面积
形态、数量因细胞类型而异
基本颗粒（F1颗粒）
ATP 酶复合体，有柄的小球体。由头、柄和基部组成
头部：ATP合成酶
柄部：OSCP（对寡酶素敏感的蛋白）
基部：疏水蛋白、嵌于膜中
标志酶：细胞色素氧化酶
（三）膜间隙
线粒体外膜与内膜之间，又称外室，含有许多可溶性酶类、底物和辅助因子
标志酶：腺苷酸激酶
（四）基质
含各种蛋白质，酶：三羧酸循环、丙酮酸氧化以及DNA、RNA和蛋白质合成所需要的酶等
线粒体的化学组成及酶的定位
蛋白质、脂类、外膜（脂类和蛋白质比例1：1）、内膜（脂类和蛋白质比例1：3）、DNA和完整的遗传系统（水、辅酶、维生素、金属离子）
线粒体中酶的定位
第三节 线粒体的能量转化功能
①氧化磷酸化，合成ATP
②氧自由基的生成
③细胞信号转导
④细胞的衰老和死亡
⑤细胞内多种离子跨膜转运
⑥电解质稳态平衡的调控
氧化磷酸化的分子结构基础
氧化（释能）与磷酸化（放能）同时进行，密切耦联，但为各不相同的结构系统
电子传递链
ATP合酶的分子结构与组成
氧化磷酸化作用与电子传递的偶联
氧化磷酸化的偶联机制
1、化学渗透假说
在完整线粒体中，随着高能电子沿呼吸链的传递，质子从线粒体基质侧被定向转移至膜间隙，从而在内膜的两侧形成质子动力势（∆P）。在这个梯度驱动下，质子穿过内膜上的ATP合酶回到基质，促使ADP与Pi合成ATP。
质子动力势（ΔP）由两部分组成
膜内外H+浓度差（ΔpH）
膜电位（ΔΨ）
ΔP＝ΔΨ－2.3RT/F*ΔpH
氧化能能级逐渐降低，释放出来的自由能部分转化为 ATP，其余以热能释放
两个特点
强调了膜的完整性
定向的化学反应
ATP合酶的分子结构与组成
质子迁移的能量不直接用于合成ATP，而是改变ATP生成活性位点的亲和力
四、线粒体与疾病
最易受损伤的敏感细胞器
线粒体病
较早出现在病变细胞内的线粒体明显异常的病理变化
克山病：缺硒引起的心肌线粒体病
线粒体与细胞凋亡有关
人线粒体数量随年龄增长而减少，体积增大，内部结构变化
线粒体有可能通过释放CytC参与细胞凋亡
第四节 叶绿体与光合作用
一、叶绿体的形态、大小和数目结构
球形、椭圆形、卵圆形
二、叶绿体的结构和化学组成
叶绿体膜
类囊体
基质
注意：类囊体膜的结构是高度动态的，有些膜组分可以横向移动，如PQ、PC、Fd
三、光合作用
第五节 线粒体和叶绿体
—— 是半自主性细胞器
半自主性细胞器
自身含有遗传表达系统(自主性)；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、 自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息(自主性有限)
线粒体和叶绿体的DNA（mtDNA和ctDNA）
双链环状
均可以半保留方式复制。复制所需DNA聚合酶是由核DNA编码，复制受核的控制
线粒体和叶绿体的蛋白质合成
线粒体和叶绿体合成蛋白质的种类十分有限
线粒体或叶绿体蛋白质合成体系对核基因组具有依赖性
参加叶绿体组成的蛋白质来源有３种情况
由ctDNA编码，在叶绿体核糖体上合成； 由核DNA编码，在细胞质核糖体上合成； 由核DNA编码，在叶绿体核糖体上合成。
为什么说线粒体和叶绿体是半自主性细胞器？
1）两种细胞器含有DNA自我复制、转录、翻译所必需的基本组分
2）两种细胞器中的蛋白绝大多数是由核基因编码的。这些蛋白在细胞质基质中合成，然后被转运至细胞器中。
3）细胞核与细胞器之间存在着密切的、精确的、严格调控的关系。 线粒体和叶绿体的自主性是有限的，对核遗传系统有很大的依赖性。
因此，线粒体和叶绿体的增殖和生长受核基因、自身基因两套遗传信息的控制，所以称半自主性细胞器。
二、线粒体蛋白质的运送和组装
绝大多数的蛋白质都是在细胞质中首先合成后运送的。线粒体蛋白前体的N-末端含有一前导序列称为导肽。定位于外膜上的蛋白质，一般不含有特殊的导肽，其N-端的氨基酸序列即具导肽功能。
线粒体蛋白前体的N-末端含有一前导序列称为导肽
后转移
导肽不仅能引导线粒体蛋白质进入线粒体，而且还含有指导蛋白质进入线粒体特定部位的信息。
叶绿体蛋白的运送和组装
与线粒体类似
前体蛋白N端的信号序列称转运肽
分为两个区域，引导两步转运
N端导向基质的序列
C端导向类囊体的序列
第六节 线粒体和叶绿体的增殖与起源
内共生起源学说
认为线粒体来源于细菌、叶绿体来源于蓝藻，即细菌被真核生物吞噬后，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。 革兰氏阴性菌
非共生起源学说
又称细胞内分化学说。认为线粒体的发生是质膜内陷的结果。
第九章 细胞内膜系统
高尔基复合体
嗜银的网状结构（内网器）
一、高尔基复合体的形态结构
高尔基复合体(Golgi complex)：若干个分散的高尔基体相互连接成复杂的网状结构。
大囊泡
泡内含物质：高电子密度，浓缩泡
来源：扁平囊周边或局部膨突脱落形成。
扁平囊
呈盘状，3-10层 ——高尔基堆
凸面：形成面、顺面
凹面：成熟面、反面
囊腔内含：中等电子密度的物质
来源：小囊泡融合
小囊泡
泡内含物质：低电子密度，较透明
来源：由rER"芽生"而来
高尔基复合体是一种极性细胞器
顺面高尔基网络（CGN）
靠近细胞核的一面,连续分支的管网络结构，嗜锇反应
功能
高尔基体的入口区，是初级分选站，分选来自ER合成的蛋白质和脂类，进行蛋白质的糖基化和酰基化修饰
中央扁平囊
多层间隔囊、管道结构复合体，NADP酶反应
功能
糖基修饰、糖脂形成及糖合成部位
反面高尔基网络（TGN）
靠近细胞膜一侧，TPP酶反应
功能
是高尔基体的出口区，蛋白质分选信号在此被特异性受体接受，进行分类、集中，形成不同分泌小泡，最后输出
二、高尔基复合体的化学组成
糖基转移酶(标记酶)
糖基转移酶分布
形成面潴泡
甘露糖和N-乙酰半乳糖的糖基化酶
中间潴泡
N-乙酰葡萄糖胺的糖基化酶
成熟面潴泡
唾液酸、半乳糖和岩藻糖的糖基化酶
三、高尔基复合体的功能
（一）分泌蛋白的加工与修饰
1、蛋白质的糖基化
高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性
N-连接寡糖与O-连接寡糖的区别
内质网和高尔基复合体在糖蛋白形成过程中的作用图解
主要是对糖蛋白中的寡糖链进行修饰
糖基化修饰的意义
①给蛋白打上标志，利于分类与包装，保证糖蛋白从RER到高尔基复合体的单方向转移
②影响多肽构象，促使其正确折叠；侧链上的多羟基糖还可影响蛋白的水溶性及所带电荷的性质
③增强蛋白稳定性，抵御水解酶降解；(溶酶体酶)
④在细胞表面形成糖萼，起细胞识别和质膜保护作用
2、蛋白质的加工
（二）蛋白质的分选与运输
高尔基复合体扁平囊的区域化
溶酶体酶（顺面修饰）
顺面初步分选：将含内质网驻留信号的蛋白返还内质网，分泌蛋白进入中间膜囊
内质网驻留信号：：蛋白C 末端有Lys-Asp-Glu-Leu /KDEL序列（KDEL(Lys-Asp-Glu-Leu-coo-)序列是ER滞留信号，高尔基体将把其押回ER）
膜蛋白（中层修饰）
分泌蛋白（反面修饰）
反面分选，决定加工后蛋白的去向（膜蛋白、溶酶体酶和分泌蛋白的分选）
高尔基体对蛋白质的分类，是由蛋白质上的信号肽与受体间的相互作用而决定。其它不同部位的蛋白都具不同的滞留信号，分选包装到不同的运输小泡。没有特别信号的将进入非特异的分泌小泡
（三）参与溶酶体的形成
（四）参与细胞内的物质运输
1、参与细胞的分泌活动
（3H标记亮氨酸）高尔基复合体在细胞分泌活动中起着重要的运输作用；在分泌颗粒的形成过程中起着浓缩、修饰、加工等作用
2、高尔基复合体是胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽
运输小泡的类型
（1）成笼蛋白有被小泡
（2） COPⅡ有被小泡
（3）COPⅠ有被小泡:介导蛋白质从高尔基体运回内质网
膜泡运输的定向
SNAREs
功能：介导运输小泡与靶膜的融合
类型：v-SNAREs（膜泡）和t-SNAREs（靶膜）
结构：具有一个螺旋结构域，相互缠绕形成跨SNAREs复合体，将小泡与靶膜拉在一起
N-乙基马来酰亚胺敏感因子（NSF）参与复合体的分离
（五）膜的转化
膜转化是高尔基复合体的重要功能之一,高尔基复合体的膜,在形成面近似于内质网膜，在成熟面则近似于细胞质膜， 介于二者之间的扁囊膜则呈逐渐过渡的形态
膜流：细胞的各种膜性结构相互联系和转移现象。
四、高尔基复合体的病理变化
高尔基复合体的肥大或萎缩
高尔基复合体内容物的变化
癌细胞内的高尔基体复合体的变化
溶酶体
溶酶体的结构及化学组成
酸性磷酸酶活性——溶酶体
（一）形态和大小：0.2~0.8 微米
单层膜包围、多种酸性水解酶、异质性囊泡状
（二）化学组成
1. 溶酶体膜
为消化作用提供一个密闭空间；控制该空间中的成分和内环境；具有能与其它膜泡融合和内陷的能力
溶酶体膜在成分上与其它生物膜不同:
①膜蛋白高度糖基化
②含有多种载体蛋白
③膜中嵌有质子泵(H+-ATPase)：膜上质子泵利用ATP不断把H+抽进溶酶体，使酸度保持在pH ~5.0
(1) 膜脂
绝大多数均为磷脂（在不同膜制品中差异较大）
(2) 膜蛋白
溶酶体结合膜蛋白（LAMPs)
溶酶体整合膜蛋白( LIMPs)(溶酶体膜糖蛋白, lgp)
LIMP高度保守：同一个祖先基因
2. 溶酶体酶
异质性
蛋白酶、核酸酶、糖苷酶、脂酶、磷酸酶、溶菌酶
其中酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶
二、溶 酶 体 的 来 源
三、溶酶体降解底物来源及溶酶体的类型
（一）降解底物的来源
（二）溶酶体的类型
1、初级溶酶体
高尔基复合体分选产生的运输小泡和前溶酶体融合形成
内含各种酸性水解酶，未与底物结合
均质球形
2、次级溶酶体
初级溶酶体与不同的作用底物结合后形成
异噬性溶酶体
作用底物是外源性的
吞噬性溶酶体
多泡小体
自噬性溶酶体
作用底物是内源性的
发生条件：①细胞内结构衰老、变性；②机体发生饥饿；③细胞本身发生病变
残余小体
消化不了的残渣物质累积在次级溶酶体中形成残余小体
脂褐素
含铁小体
髓样结构
四、溶酶体的功能
1、细胞内消化
防御功能
LDL在溶酶体中形成胆固醇
2. 对细胞外物质的消化
精子头部的顶体在受精过程中的作用
3. 溶酶体的自溶作用与器官发育
4、溶酶体与激素分泌的调节
五、溶酶体与疾病
1. 贮积病：与溶酶体有关的先天性疾病绝大多数为贮积病。
粘多糖储积病
黑蒙性先天愚型病
2. 肺结核：结核杆菌——蜡质外被
3. 矽肺
4. 类风湿关节炎
5、溶酶体与休克
6.溶酶体与肿瘤
第四节 过氧化物酶体
微体：专指含有氧化酶、过氧化物酶，或过氧化氢酶活性的细胞器，普遍存在于动物体和植物体中
单层膜、卵圆形或哑铃形小体、0.2~1.5um、无定形的颗粒基质
微体为一类异质性细胞器
常常成群分布在内质网膜的附近。有时紧靠线粒体或叶绿体
微体与初级溶酶体的比较
此外，微体为在一定条件下可以被诱导而进行增殖的一种细胞器
微体
过氧化物酶体
功能
过氧化物酶体是细胞内糖、脂和氮的重要代谢部位
对有毒物质的解毒作用。例如：乙醇
乙醛酸循环体
微体与疾病
广泛性微体功能缺失
Zellweger综合征（脑－肝－肾综合征）
特异性单个微体酶缺陷
X-连锁肾上腺脑白质营养不良（X-连锁ALD）
过氧化物酶体的生物发生
过氧化氢酶
一个含血红素的四聚体蛋白质，其单体在细胞质溶质中合成，在特定信号序列的指导下进入过氧化物酶体
微体输入信号：C-端的3个氨基酸(Ser-Lys-Leu)序列（此信号序列在完成使命后不会被切除）
第十一章 细胞信号转导
细胞通讯
一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程
信号细胞与靶细胞
信号分子与信号细胞
信号分子按其作用的性质分类
1、旁分泌信号
2、突触信号
3、内分泌信号
4、自分泌信号
信号分子按溶解性分类
亲脂性信号分子
甾类激素和甲状腺素
亲水性信号分子
神经递质、生长因子、局部化学介质、大多数激素
气体性信号分子
靶细胞
反应特征
专一识别信号
反应差异
受体
离子通道偶联受体
G蛋白偶联受体
酪氨酸激酶活性的酶联受体
细胞内信号传递的基本原理
细胞内信号的级联放大作用
G蛋白关联受体与G蛋白
G蛋白偶联受体又称蛇型受体
分子结构
G蛋白的结构与活性变化
异源三聚体G蛋白：介导七跨膜受体信号
低分子量G蛋白
G蛋白在信号传递中的功能
调节离子通道
激活腺苷酸环化酶
第二信使
cAMP信号传递途径
细胞外信号与相应受体结合，激活G蛋白耦联系统，激活效应酶腺苷酸环化酶（AC），导致细胞内第二信使cAMP的水平变化而激活蛋白激酶A（PKA），最终引起细胞应答
1.腺苷酸环化酶
2.cAMP浓度的调节
3. 激活型和抑制型cAMP信号通路
4.蛋白激酶A(PKA)
细胞核功能--- 开启基因表达合成特异性蛋白（缓慢应答胞外信号）子主题
细胞质功能：激活靶酶影响细胞代谢 （快速应答胞外信号）
肌醇三磷酸（IP3）途径
酶关联受体信号传递途径
1. 受体酪氨酸激酶
2. 信号分子的结合导致RTK发生自磷酸化
3.活化的RTK激活Ras
4. 活化Ras蛋白
第十二章 细胞增殖和细胞周期
第一节 细胞分裂
无丝分裂
有丝分裂
核分裂
前期
中期
后期
末期
胞质分裂
减数分裂
减数分裂Ⅰ
前期Ⅰ
细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
中期Ⅰ
后期Ⅰ
末期Ⅰ
减数分裂Ⅱ
第二节 细胞周期及其调控
细胞周期
根据细胞周期可将高等动物细胞分为3类
①连续分裂细胞
②休眠细胞
③不分裂细胞
细胞周期运行的调控
CDK激酶
周期蛋白
1．与周期蛋白的结合是CDK激活的第一步
2．CDK的磷酸化与去磷酸化
3．CDK抑制剂的作用
细胞周期的检验点
G1/S检验点
S期检验点
G2/M检验点
中-后期检验点（纺锤体组装检验点）
影响细胞周期调控的因素
1．生长因子
2. 抑素
3．原癌基因和抑癌基因
第十三章 细胞分化
第一节 细胞分化的基本概念
一、形态结构发生差异
二、差别基因表达
持家基因
奢侈基因
细胞分化的实质：基因选择性表达的结果
细胞分化特点：持久性、稳定性、不可逆性、选择性
第二节 细胞分化潜能与干细胞
一、细胞分化潜能
细胞分化潜能：一个细胞分化成多少种细胞的能力
细胞决定：细胞做出的发育选择
二、干细胞
是指一类处于未分化或者低分化状态，具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞
全能干细胞
多能干细胞
单能干细胞
第三节 影响细胞分化的因素
胚胎诱导
位置信息
激素调节（发育晚期）
环境因素
第四节 细胞分化与差别基因表达
基因表达的多级调控
细胞分化的基因表达调控主要发生在转录水平
几种调控模式
（1）基因连锁激活组织专一性基因转录
（2）转录因子组合对细胞分化的调节
(3)DNA甲基化在转录水平上调控细胞分化的基因表达
二、翻译水平的调控
第十四章 细胞衰老和凋亡
第一节细胞衰老
细胞衰老学说
氧化损伤学说（自由基理论）
细胞有限分裂学说
端粒缩短假说
第二节 细胞凋亡
细胞死亡
细胞坏死（细胞被动性死亡）
细胞凋亡（细胞主动性死亡）
凋亡小体
生化特征
染色质DNA片段化（最显著）
第三节 细胞凋亡的基本过程
一、诱导因素：物理、生物、化学因子
二、细胞凋亡的过程
三、细胞凋亡的分子机制
1、效应酶-----胱冬肽酶
Caspase是一类促凋亡的蛋白水解酶，活性中心富含半胱氨酸，对底物的天冬氨酸部位有特异水解作用
经外部或内部刺激可引发其级联（瀑布）式的活化
胱冬肽酶功能
2、Caspase依赖性的细胞凋亡
（1）由死亡受体起始的外源途径
（2） 线粒体起始的内源途径
3、Caspase非依赖性的细胞凋亡
第四节 细胞凋亡的生物学意义
一、 确保正常生长发育
二、 清除完成使命的废旧细胞
三、清除病毒感染的细胞
四、维持器官和组织中细胞数目的相对稳定
细胞凋亡与疾病
1、凋亡相对不足
肿瘤
自身免疫性疾病
2、 细胞凋亡过度
3、细胞凋亡不足与过度并存
动脉粥样硬化
第五节 细胞的癌变
一、癌细胞的特性
有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞
1、细胞外形改变
2、细胞骨架结构紊乱
3、核异常
4、质膜结构变化
生理变化
1、在适宜的条件下，癌细胞能够无限分裂
2、接触抑制现象丧失
3、细胞的黏着性减弱
生物化学变化
1、质膜化学组成改变 2、高尔基体成分改变 3、纤连蛋白分泌减少 4、产生新的膜抗原 5、对生长因子的需求量降低 6、分泌多种蛋白质水解酶
二、癌的发生与致癌剂
（一）致癌剂的性质
1、物理致癌剂
2、化学致癌剂
3、病毒致癌剂
（二）癌的发生机制
原癌基因激活
抑癌基因抑制
癌症的预防