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細(xì)胞生物學(xué):是研究細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能和起源的科學(xué)。細(xì)胞:是生命活動(dòng)和結(jié)構(gòu)的基本單位。其結(jié)構(gòu)通常由細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì),以及細(xì)胞器所構(gòu)成。生活在地球上的細(xì)胞可分為:原核細(xì)胞;古核細(xì)胞和真核細(xì)胞三大類。細(xì)胞學(xué)說(shuō):一切生物,從單細(xì)胞生物到高等動(dòng)植物都是由細(xì)胞組成的,細(xì)胞是生物形態(tài)結(jié)構(gòu)功能活動(dòng)的基本單位,細(xì)胞通過(guò)分裂形成組織。細(xì)胞來(lái)自于細(xì)胞。每個(gè)細(xì)胞相對(duì)獨(dú)立,一個(gè)生物體內(nèi)各細(xì)胞之間協(xié)同配合。為什么說(shuō)細(xì)胞是生命的基本單位?細(xì)胞是生命的基本結(jié)構(gòu)單位,所有生物都是由細(xì)胞組成的;細(xì)胞是生命活動(dòng)的功能單位,一切代謝活動(dòng)均以細(xì)胞為基礎(chǔ);細(xì)胞是生殖和遺傳的基礎(chǔ)與橋梁;具有相同的遺傳語(yǔ)言;細(xì)胞是生物體生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ);形狀與大小各異的細(xì)胞是生物進(jìn)化的結(jié)果沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命(病毒的生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)習(xí)方法:【1】抽象思維與動(dòng)態(tài),立體的觀點(diǎn);【2】同一性(unity),多樣性(diversity)聯(lián)系性,開(kāi)放性,歷史性,發(fā)展性的觀點(diǎn);【3】實(shí)驗(yàn)科學(xué)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)——細(xì)胞真知源于實(shí)驗(yàn)室,來(lái)源于觀察,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的觀點(diǎn);【4】化學(xué)成分,結(jié)構(gòu),和功能結(jié)合的觀點(diǎn);【5】尊重記憶的規(guī)律來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。細(xì)胞的大小和細(xì)胞分裂的原因細(xì)胞如果太小,則最低限度的細(xì)胞器以及生命物質(zhì)沒(méi)有足夠的空間存放;太大則表面積不夠。有人認(rèn)為,由于細(xì)胞的重量和體積的增長(zhǎng),造成了細(xì)胞表面積與體積的比例失調(diào),從而觸發(fā)細(xì)胞分裂。隨著細(xì)胞生長(zhǎng),細(xì)胞體積增大,而細(xì)胞表面積和體積之比(表面積/體積)卻在變小?;罴?xì)胞不斷進(jìn)行新陳代謝,細(xì)胞表面擔(dān)負(fù)著輸入養(yǎng)分,排出廢物的重任。表面積/體積比值的下降,意味著代謝速率的受限和下降。所以,細(xì)胞分裂是細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中保持足夠表面積,維持一定的生長(zhǎng)速率的重要措施原生質(zhì)(protoplasm):1839Purkinje用原生質(zhì)一詞指細(xì)胞的全部活性物質(zhì),從現(xiàn)代概念來(lái)說(shuō)它包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(或擬核)。細(xì)胞核:細(xì)胞核(nucleus)是細(xì)胞內(nèi)最重要的細(xì)胞器,核
表面是由雙層膜構(gòu)成的核被膜(nuclearenvelope),核內(nèi)
包含有由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的染色體(chromosome)。核內(nèi)1
至數(shù)個(gè)小球形結(jié)構(gòu),稱為核仁(nucleolus)。細(xì)胞核中的原
生質(zhì)稱為核質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm):質(zhì)膜與核被膜之間的原生質(zhì)。細(xì)胞器:具有特定形態(tài)和功能的顯微或亞顯微結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的部分。又稱為或胞質(zhì)溶膠(cytosol),其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半。真核細(xì)胞:具有核膜,由膜圍成的各種細(xì)胞器,如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等在結(jié)構(gòu)上形成了一個(gè)連續(xù)的體系,稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞質(zhì)分隔成不同的區(qū)域,即所謂的區(qū)隔化。區(qū)隔化使細(xì)胞內(nèi)表面積增加了數(shù)十倍,代謝能力增強(qiáng)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能:為細(xì)胞內(nèi)各類生化反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了相對(duì)穩(wěn)定的離子環(huán)境;許多代謝過(guò)程是在細(xì)胞基質(zhì)中完成的,如①蛋白質(zhì)的合成;②核苷酸的合成;③脂肪酸合成;④糖酵解;⑤磷酸戊糖途徑;⑥糖原代謝;⑦信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。供給細(xì)胞器行使其功能所需要的一切底物;控制基因的表達(dá),與細(xì)胞核一起參與細(xì)胞的分化;參與蛋白質(zhì)的合成、加工、運(yùn)輸、選擇性降解真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁(植物細(xì)胞具有)細(xì)胞細(xì)胞膜(質(zhì)膜)原生質(zhì)體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核三大結(jié)構(gòu)體系:生物膜系統(tǒng)質(zhì)膜、內(nèi)膜系統(tǒng)(細(xì)胞器)遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)染色質(zhì)(體)、核糖體、mRNA、tRNA等等細(xì)胞骨架系統(tǒng)胞質(zhì)骨架、核骨架植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁、葉綠體、大液泡、胞間連絲細(xì)胞形態(tài):?jiǎn)渭?xì)胞生物細(xì)胞的形態(tài)通常與細(xì)胞外沉積物或細(xì)胞骨架有關(guān);高等生物細(xì)胞的形狀與細(xì)胞功能及細(xì)胞間的相互作用有關(guān)原核細(xì)胞:沒(méi)有核膜,遺傳物質(zhì)集中在一個(gè)沒(méi)有明確界限的低電子密度區(qū),稱為擬核。DNA為裸露的環(huán)狀雙螺旋分子,通常沒(méi)有結(jié)合蛋白,沒(méi)有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng),核糖體為70S型。無(wú)細(xì)胞器,無(wú)細(xì)胞骨架原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物,均為單細(xì)胞生物。一般以二分裂的方式繁殖,也有的產(chǎn)生孢子。以無(wú)絲分裂或出芽繁殖原核細(xì)胞 真核細(xì)胞細(xì)胞大小很?。?-10微米)較大(10-100微米)細(xì)胞核無(wú)核膜、核仁(稱“類核”)有核膜、核仁 遺傳系統(tǒng)DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色質(zhì),一個(gè)細(xì)胞僅一條DNA一個(gè)細(xì)胞有多條的染色體細(xì)胞器 無(wú) 有 細(xì)胞分裂無(wú)絲分裂有絲分裂為主質(zhì)粒(plasmid):除核區(qū)DNA外,可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子,是裸露的環(huán)狀DNA分子,所含遺傳信息量為2~200個(gè)基因,能進(jìn)行自我復(fù)制,有時(shí)能整合到核DNA中去。質(zhì)粒常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。細(xì)胞膜:細(xì)胞質(zhì)與外界相隔的一層薄膜,又叫質(zhì)膜生物膜:細(xì)胞內(nèi)由膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)其成分基本相近,因此又把細(xì)胞中的所有膜統(tǒng)稱為生物膜。特征:流動(dòng)性,不對(duì)稱性“單位膜”模型由厚約3.5nm的雙層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm的蛋白質(zhì)構(gòu)成。細(xì)胞膜的功能:1.為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境;2.選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸,包括代謝底物的輸入與代謝產(chǎn)物的排出;3.提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn),并完成細(xì)胞內(nèi)外信息的跨膜傳遞4.為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn),使酶促反應(yīng)高效而有序地進(jìn)行5.介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接;6.參與形成具有不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu)。脂雙層的特點(diǎn):⑴自我封閉性⑵裝配性⑶流動(dòng)性⑷不對(duì)稱性單純擴(kuò)散:分子量越小、脂溶性越強(qiáng)、非極性比極性分子通過(guò)脂雙層膜速率越快易化擴(kuò)散:特點(diǎn):①轉(zhuǎn)運(yùn)速率高;②運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成非線性關(guān)系:③特異性;④飽和性。載體:離子載體、通道蛋白。載體蛋白:是在生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子??梢院吞囟ǖ娜苜|(zhì)分子結(jié)合,通過(guò)構(gòu)象改變介導(dǎo)溶質(zhì)的主動(dòng)和被動(dòng)跨膜運(yùn)輸。主動(dòng)運(yùn)輸:是指由載體蛋白介導(dǎo)的物質(zhì)逆濃度梯度(或化學(xué)梯度)的由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)的跨膜運(yùn)輸方式。特點(diǎn)是:①可以逆濃度梯度(逆化學(xué)梯度)運(yùn)輸;②需要消耗細(xì)胞代謝能量(由ATP直接供能)或與釋放能量的過(guò)程偶聯(lián)(協(xié)同運(yùn)輸);③都有載體蛋白。能量來(lái)源:ATP驅(qū)動(dòng)的泵通過(guò)水解ATP獲得能量,協(xié)同運(yùn)輸中的離子梯度動(dòng)力Na+-k+泵:對(duì)向運(yùn)輸:逆電化學(xué)梯度,將Na+運(yùn)出細(xì)胞,將k+運(yùn)入細(xì)胞。動(dòng)力是自身ATP水解供能—Na+-k+-ATP酶。消耗一個(gè)ATP;轉(zhuǎn)運(yùn)出三個(gè)Na+,轉(zhuǎn)進(jìn)兩個(gè)K+。Na+-K+泵作用是:①維持細(xì)胞的滲透性,保持細(xì)胞的體積;②維持低Na+高K+的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境,維持細(xì)胞的靜息電位。鈣泵:ATP直接供能,位置:質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。分解一個(gè)ATP,泵出2個(gè)Ca2質(zhì)子泵:ATP直接供能。位置:溶酶體膜上。從胞質(zhì)中主動(dòng)將H+輸入溶酶體離子梯度驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(對(duì)向)——調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)pH:Na+-H+交換載體,Cl--HCO3-交換載體,Na+與HCO3-的進(jìn)入伴隨著Cl-和H+的外流通道蛋白:是橫跨質(zhì)膜的親水性通道,允許適當(dāng)大小的分子和帶電荷的離子順梯度通過(guò),又稱為離子通道。特征:具有選擇性;門(mén)控:配體閘門(mén)通道:信號(hào)分子:電壓閘門(mén)通道:跨膜電位變化囊泡轉(zhuǎn)運(yùn):囊泡以出芽方式從細(xì)胞的一種內(nèi)膜細(xì)胞器脫離后又與另一內(nèi)膜細(xì)胞器發(fā)生融合,這一轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程稱為囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)物質(zhì)的運(yùn)輸方向:胞吞作用,胞吐作用。共同特點(diǎn):雙向、特異、有序、化學(xué)修飾胞吞作用消耗能量,屬于細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸。吞噬:由專門(mén)的吞噬細(xì)胞完成,大的顆粒,直徑>250nm,最終到達(dá)溶酶體被降解。吞飲:攝入液體和小溶質(zhì)分子進(jìn)行消化,直徑<150nm胞吐作用:⑴結(jié)構(gòu)性途徑:分泌蛋白合成后立即包裝入高爾基復(fù)合體的分泌囊泡中,然后被迅速帶到細(xì)胞膜處排出。幾乎存在于所有細(xì)胞中⑵調(diào)節(jié)性途徑:細(xì)胞分泌的蛋白,儲(chǔ)存于特定的分泌囊泡中,只有當(dāng)接受細(xì)胞外信號(hào)(如激素)時(shí),分泌囊泡才移至細(xì)胞膜處,與其融合將分泌物排出。主要存在于特化的分泌細(xì)胞中。消耗能量,屬于細(xì)胞膜的主動(dòng)運(yùn)輸。功能:補(bǔ)充質(zhì)膜更新所需的物質(zhì),分泌各種分子細(xì)胞連接是多細(xì)胞有機(jī)體中相鄰細(xì)胞之間通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜相互聯(lián)系,協(xié)同作用的重要組織方式。根據(jù)行使功能不同分為:封閉連接,錨定連接,通訊連接封閉連接:以緊密連接為典型代表,它將相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜密切地連接在一起阻止溶液中的分子沿細(xì)胞間隙滲入細(xì)胞內(nèi)。錨定連接:通過(guò)細(xì)胞骨架系統(tǒng)將細(xì)胞與相鄰細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)之間連接起來(lái)。分為:粘著連接、粘合帶、焦點(diǎn)粘著、粘合斑、橋粒、半橋粒通訊連接:間隙連接、化學(xué)突觸(神經(jīng)細(xì)胞間)胞間連絲(植物細(xì)胞間)緊密連接又稱封閉小帶。存在于脊椎動(dòng)物的上皮細(xì)胞間(消化道上皮、膀胱上皮、腦毛細(xì)血管內(nèi)皮以及睪丸支持細(xì)胞),長(zhǎng)度約50-400nm,相鄰細(xì)胞之間的質(zhì)膜緊密結(jié)合,沒(méi)有縫隙。在電鏡下可以看到連接區(qū)域具有蛋白質(zhì)形成的焊接線網(wǎng)絡(luò)。緊密連接由圍繞在細(xì)胞四周的嵴線網(wǎng)絡(luò)而成,嵴線是成串排列的特殊跨膜蛋白。功能:封閉作用:封閉相鄰細(xì)胞間的接縫,可阻止可溶性物質(zhì)從上皮細(xì)胞層的一側(cè)擴(kuò)散到另一側(cè),防止溶液中的分子沿細(xì)胞間隙滲入體內(nèi),從而保證了機(jī)體內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。隔離和支持作用:隔離上皮細(xì)胞的游離端與基底面細(xì)胞膜上的膜蛋白,以行使各自不同的膜功能。橋粒在兩個(gè)細(xì)胞間形成鈕扣式的結(jié)構(gòu)將相鄰細(xì)胞鉚接在一起??缒ぬ堑鞍祝衡}粘素家族。細(xì)胞內(nèi)錨定成份:中間纖維。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的中間纖維通過(guò)橋粒相互連接形成貫穿于整個(gè)組織的整體網(wǎng)絡(luò),支持該組織并抵抗外界壓力與張力。帶狀橋粒:主要分布在上皮細(xì)胞頂端緊密連接的下方,在細(xì)胞周圍呈連續(xù)的腰帶狀,但在某些組織如心肌閏盤(pán)處可呈不連續(xù)的點(diǎn)狀分布點(diǎn)狀橋粒:在上皮細(xì)胞,點(diǎn)狀橋粒與帶狀橋粒和緊密連接形成連接復(fù)合體;位于帶狀橋粒下方,也有單個(gè)存在的。呈斑點(diǎn)狀半橋粒通過(guò)膜蛋白將上皮細(xì)胞固著在基底膜上。位于上皮細(xì)胞基面與基膜之間??缒ぬ堑鞍祝赫纤丶易?。細(xì)胞內(nèi)錨定成份:中間纖維。在半橋粒中,中間纖維不是穿過(guò)而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。半橋粒與橋粒的不同:①只在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)形成橋粒斑結(jié)構(gòu),其另一側(cè)為基膜;②穿膜連接蛋白為整合素而不是鈣粘素,整合素是細(xì)胞外基質(zhì)的受體蛋白;③細(xì)胞內(nèi)的附著蛋白為角蛋白間隙連接:間隙連接處相連細(xì)胞膜間的間隙為2-3nm。構(gòu)成間隙連接的基本單位是連接子。每個(gè)連接子由6個(gè)相同或相似的跨膜蛋白亞單位環(huán)繞成,中心是直徑約1.5nm的孔道。相鄰細(xì)胞膜上的兩個(gè)連接子對(duì)接便形成一個(gè)間隙連接單位,因此又稱一縫隙連接或縫管連接。通透性是可以調(diào)節(jié)。功能:在代謝耦連、神經(jīng)沖動(dòng)信息傳遞、早期胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化過(guò)程中起重要作用。細(xì)胞骨架:是真核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系,它對(duì)于維持細(xì)胞的形狀、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸、染色體的分離和細(xì)胞的分裂起著重要的作用。細(xì)胞骨架由以下組分構(gòu)成:微絲、微管、中間纖維廣義的細(xì)胞骨架還包括:核骨架、核纖層、細(xì)胞外基質(zhì)肌動(dòng)蛋白:微絲的結(jié)構(gòu)蛋白,以兩種形式存在,即單體(球狀肌動(dòng)蛋白)和多聚體(纖維狀肌動(dòng)蛋白)。是真核細(xì)胞中最豐富的蛋白質(zhì)。根據(jù)等電點(diǎn)的不同可將高等動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的肌動(dòng)蛋白分為3類:α分布于各種肌肉細(xì)胞中;β和γ分布于肌細(xì)胞和非肌細(xì)胞中。肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu):2個(gè)結(jié)構(gòu)域,4個(gè)亞單位組成,ATP(ADP)、二價(jià)離子--有結(jié)合位點(diǎn);構(gòu)象可改變--與微絲的組裝與解離有關(guān);極性結(jié)構(gòu):正端(+)負(fù)端(-)微絲:又叫肌動(dòng)蛋白纖維,是由兩條線性排列的肌動(dòng)蛋白螺旋形成的細(xì)絲,是直徑約7nm的實(shí)心骨架纖維,屬于非膜相結(jié)構(gòu),普遍存在于真核細(xì)胞中。在細(xì)胞皮質(zhì)區(qū)(細(xì)胞膜內(nèi)測(cè))較集中。微絲和它的結(jié)合蛋白以及肌球蛋白三者構(gòu)成化學(xué)機(jī)械系統(tǒng),利用化學(xué)能產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)。微絲的結(jié)構(gòu):具有可彎曲特性的蛋白纖維,由肌動(dòng)蛋白單體聚合形成雙螺旋,每旋轉(zhuǎn)一圈長(zhǎng)度為37nm,為14個(gè)肌動(dòng)蛋白單體線形聚合的長(zhǎng)度。有極性,肌動(dòng)蛋白單體在正端聚合速度較快。微絲可相互聚合成線狀微絲束或相互交織成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或三維溶膠狀態(tài)。微絲的組裝:條件:ATP,鹽濃度(K+,Mg2+):過(guò)程(三個(gè)階段):成核期(延遲期):微絲組裝的限速過(guò)程,球狀肌動(dòng)蛋白形成三聚體核心;生長(zhǎng)期:肌動(dòng)蛋白在核心兩端聚合。正端快,負(fù)端慢,聚合大于解聚;平衡期:正端聚合速度與負(fù)端解離速度達(dá)到平衡,微絲長(zhǎng)度穩(wěn)定微絲組裝的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié):踏車模型;非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型:ATP是調(diào)節(jié)微絲組裝的主要因素,主要調(diào)節(jié)微絲組裝的生長(zhǎng)期。ATP-肌動(dòng)蛋白對(duì)微絲末端親和性高,ATP-肌動(dòng)蛋白聚合速度與濃度成正比;ADP-肌動(dòng)蛋白對(duì)微絲末端親和性低。ATP-肌動(dòng)蛋白濃度高時(shí),微絲末端形成ATP帽,長(zhǎng)度延長(zhǎng),當(dāng)濃度下降時(shí),ATP-肌動(dòng)蛋白聚合速度下降,ATP帽縮小消失,暴露ADP-肌動(dòng)蛋白,ADP-肌動(dòng)蛋白不斷脫落,微絲長(zhǎng)度縮短微絲結(jié)合蛋白:與肌動(dòng)蛋白纖維結(jié)合,調(diào)節(jié)其性質(zhì)和功能,影響微絲長(zhǎng)度,穩(wěn)定性和構(gòu)形。分類:?jiǎn)误w隔離蛋白、交聯(lián)蛋白、末端阻斷蛋白、纖維切割蛋白、去聚合蛋白、膜結(jié)合蛋白交聯(lián)蛋白:位于平行的微絲之間,呈橋梁狀,具有兩個(gè)和多個(gè)肌動(dòng)蛋白結(jié)合位點(diǎn),能同時(shí)結(jié)合多條微絲,將多條微絲交連成束或凝膠狀網(wǎng)的蛋白質(zhì)。包括成束蛋白和凝溶膠蛋白肌球蛋白:促進(jìn)微絲移動(dòng)的蛋白,由兩條重鏈和兩對(duì)輕鏈組成,兩個(gè)頭部可與肌動(dòng)蛋白纖維結(jié)合,水解ATP,一個(gè)尾部可將肌球蛋白Ⅱ裝配成雙極粗絲微絲的功能:構(gòu)成細(xì)胞的支架,維持細(xì)胞的形態(tài):作為肌纖維組成成分,參與肌肉收縮:參與細(xì)胞分裂4.參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng):參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸:參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞皮質(zhì)(肌動(dòng)蛋白皮質(zhì)):細(xì)胞靠近質(zhì)膜處的一層由微絲和各種微絲結(jié)合蛋白構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有很高動(dòng)態(tài)性,與肌動(dòng)蛋白一起為細(xì)胞膜提供強(qiáng)度和韌性,維持細(xì)胞形態(tài)微穗:細(xì)胞表面伸展出的細(xì)而堅(jiān)硬的突起,由20個(gè)左右的微絲形成的松弛的束捆狀結(jié)構(gòu),可快速形成和回縮,可作為探針使細(xì)胞感受環(huán)境,更長(zhǎng)的微穗成為絲狀假足,常位于神經(jīng)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞,或片狀偽足,位于成纖維細(xì)胞微絨毛:是質(zhì)膜頂端表面的指狀形突起,核心是由20-30個(gè)同向平行的微絲組成的束狀結(jié)構(gòu),含有微絲結(jié)合蛋白,起調(diào)節(jié)長(zhǎng)度、保持形狀的作用。分布:存在于許多動(dòng)物細(xì)胞表面,在上皮細(xì)胞中特別豐富,可增加細(xì)胞表面積。小腸吸收上皮細(xì)胞最多應(yīng)力纖維(張力纖維):真核細(xì)胞中廣泛存在的由微絲束構(gòu)成的較為穩(wěn)定的纖維狀結(jié)構(gòu),位于細(xì)胞內(nèi)緊鄰質(zhì)膜下方,內(nèi)含肌動(dòng)蛋白纖維和肌球蛋白纖維,有收縮功能,但不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),維持細(xì)胞的扁平鋪展和特異形狀,并賦予細(xì)胞韌性和強(qiáng)度微管蛋白:球形酸性蛋白,以異二聚體形式存在,天然亞基為α-微管蛋白和β-微管蛋白單體微管是由微管蛋白和微管結(jié)合蛋白組成的中空的圓柱狀結(jié)構(gòu)。普遍存在于真核細(xì)胞中,主要位于細(xì)胞質(zhì)中,控制著膜性細(xì)胞器的定位和胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸。特殊結(jié)構(gòu):纖毛、鞭毛、基體、中心體、紡錘體。結(jié)構(gòu):α或β微管蛋白相互聯(lián)結(jié)形成的二聚體螺旋盤(pán)繞裝配成微管的壁,13個(gè)二聚體圍成一周,微管管壁原纖維由α與β微管蛋白首尾相接而成,使微管具有極性,正端增長(zhǎng)速度快,負(fù)端慢。分類:?jiǎn)挝⒐埽▎喂埽?3根原纖維螺旋包圍而成,分散于細(xì)胞質(zhì)中或成束分布,是胞質(zhì)中大部分微管的存在形式。二聯(lián)微管(二聯(lián)管):A、B兩根單管,A管有13根原纖維,B與A共用三根原纖維,主要分布于纖毛和鞭毛內(nèi)。三聯(lián)微管(三聯(lián)管):A、B、C三根單管,AB、BC之間分別共用三根原纖維,主要分布于中心粒和纖毛的基體中微管的組裝:成核期(延遲期):α和β微管蛋白聚合成短的寡聚體即核心,二聚體在其兩端和側(cè)面增加使之?dāng)U展成片狀帶,加寬至13根纖維時(shí),合攏成一段微管。限速過(guò)程。聚合期(延長(zhǎng)期):高濃度游離微管蛋白,聚合速度大于解聚速度。穩(wěn)定期:聚合速度等于解聚速度(游離管蛋白達(dá)到臨界濃度)微管組織中心:微管的聚合從特異性核心形成位點(diǎn)開(kāi)始,主要是中心體和纖毛的基體,稱為~。通常,正端遠(yuǎn)離微管組織中心,負(fù)端指向中心體或基體微管組裝的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié):踏車模型;非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型:GTP是調(diào)節(jié)微管體內(nèi)外組裝的主要物質(zhì):GTP-微管蛋白對(duì)微管末端的親和力大,GDP-微管蛋白對(duì)微管末端的親和力小,GTP-微管蛋白的聚合速度與其濃度成正比中心體:動(dòng)物細(xì)胞中決定微管形成的一種細(xì)胞器。組成:中心粒(9組三聯(lián)管,9(3)+0),中心粒旁物質(zhì)。位置:間期:細(xì)胞核附近;有絲分裂期:紡錘體兩極微管結(jié)合蛋白:與微管結(jié)合,調(diào)節(jié)微管活性的一類蛋白。有穩(wěn)定微管、調(diào)節(jié)微管特異性、調(diào)節(jié)微管與細(xì)胞其他成分的作用微管功能:1.維持細(xì)胞的形態(tài):神經(jīng)元細(xì)胞的軸突、RBC雙凹盤(pán)形2.參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng):纖毛、鞭毛—二聯(lián)管:清除細(xì)胞表面異物、輸卵、維持細(xì)胞自身運(yùn)動(dòng);基體、中心?!?lián)管3.參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸及細(xì)胞器的遷移4.調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂5.參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)纖毛:表面為質(zhì)膜,自上到下:頂部,主桿,基體。主桿:微管:9組二聯(lián)管+中央微管(9(2)+2)、相關(guān)蛋白(動(dòng)力蛋白、連接蛋白、輻射絲);基體—纖毛組織中心(9組三聯(lián)管)。鞭毛和纖毛結(jié)構(gòu)基本相同,鞭毛較長(zhǎng),少,纖毛較短,多。基體:是纖毛器的基本結(jié)構(gòu),與中心粒具同源性,結(jié)構(gòu)、功能可以互換驅(qū)動(dòng)蛋白:微管依賴性馬達(dá)蛋白。結(jié)構(gòu):是由兩條輕鏈和兩條重鏈構(gòu)成的四聚體,外觀具有兩個(gè)球形的頭(具有ATP酶活性,時(shí)產(chǎn)生動(dòng)力的活性部位)、一個(gè)螺旋狀的桿和兩個(gè)扇子狀的尾。功能:通過(guò)結(jié)合和水解ATP,導(dǎo)致頸部發(fā)生構(gòu)象改變,使兩個(gè)頭部交替與微管結(jié)合,從而沿微管“行走”,將“尾部”結(jié)合的“貨物”(運(yùn)輸泡或細(xì)胞器)轉(zhuǎn)運(yùn)到其它地方。大多數(shù)能向著微管正端運(yùn)輸小泡。動(dòng)力蛋白:微管依賴性馬達(dá)蛋白。結(jié)構(gòu):分子量巨大,由兩條相同的重鏈和一些種類繁多的輕鏈以及結(jié)合蛋白構(gòu)成,鞭毛二聯(lián)微管外臂的動(dòng)力蛋白具有三個(gè)重鏈,基部固定在一條微管上,頭部是產(chǎn)生動(dòng)力的活性部位,與另一條微管相對(duì)運(yùn)動(dòng)。功能:在細(xì)胞分裂中推動(dòng)染色體的分離,驅(qū)動(dòng)鞭毛的運(yùn)動(dòng),向著微管負(fù)端運(yùn)輸小泡中間纖維:又叫中間絲,粗細(xì)位于微絲和肌球蛋白粗絲之間,普遍存在于真核細(xì)胞中,在細(xì)胞核膜下形成江都核纖層,在胞質(zhì)中形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu),聯(lián)系核膜、質(zhì)膜及其他細(xì)胞骨架。特性:穩(wěn)定。中間纖維的組成:多種異源性纖維狀蛋白:角蛋白纖維(上皮細(xì)胞)、波形纖維(間質(zhì)細(xì)胞、中胚層來(lái)源細(xì)胞中)、結(jié)蛋白纖維(肌細(xì)胞)、神經(jīng)元纖維(神經(jīng)元)、神經(jīng)膠質(zhì)纖維(神經(jīng)角質(zhì)細(xì)胞)中間纖維及其蛋白特點(diǎn):1.IF蛋白來(lái)源于同一基因家族,高度同源性2.IF分布有嚴(yán)格組織特異性,不同類型細(xì)胞含有不同IF蛋白質(zhì),用于鑒別腫瘤細(xì)胞的組織來(lái)源3.IF不參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)4.IF沒(méi)有明顯極性中間纖維蛋白:長(zhǎng)的線性蛋白。頭部區(qū)(氨基端)和尾部區(qū)(羧基端)是可變的非螺旋區(qū),不同的IF蛋白頭部區(qū)和尾部區(qū)的長(zhǎng)度序列不同。桿狀區(qū)為α-螺旋區(qū),恒定,由310(胞質(zhì)中)或356(核纖層)個(gè)氨基酸組成,是形成多聚體的關(guān)鍵部位中間纖維的組裝:兩個(gè)單體平行對(duì)齊形成雙股超螺旋→二聚體;兩個(gè)二聚體反向平行形成四聚體→原絲;兩根原絲以半分子長(zhǎng)度交錯(cuò)的原則排列→原纖維;四個(gè)原纖維互相纏繞→中間纖維組裝的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié):通過(guò)絲氨酸和蘇氨酸的磷酸化作用完成。去組裝(解聚):低離子強(qiáng)度和微堿性條件下中間纖維的功能:(1)提供細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度(2)維持細(xì)胞和組織的完整性(3)參與DNA復(fù)制(4)與細(xì)胞分化及生存有關(guān)核糖體(核蛋白體):顆粒狀,直徑約15-25nm。分布:除哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞外所有細(xì)胞中,線粒體中。組成:RNA(骨架),蛋白質(zhì)。大亞基、小亞基在參與翻譯時(shí)結(jié)合,平時(shí)分別游離原核細(xì)胞:70S核糖體小亞基:30S,由16SrRNA和21種蛋白質(zhì)組成大亞基:50S,由23SrRNA、5SrRNA和31種蛋白質(zhì)組成真核細(xì)胞:80S核糖體小亞基:40S,由18SrRNA和33種蛋白質(zhì)組成大亞基:60S,由28SrRNA、5.8SrRNA和5SrRNA和41種蛋白質(zhì)組成核糖體結(jié)構(gòu):供體部位:P位,肽酰-tRNA結(jié)合的位置;受體部位:A位,氨酰-tRNA結(jié)合的位置;轉(zhuǎn)肽酶活性部位:在肽鏈延長(zhǎng)時(shí)催化進(jìn)入核糖體的氨基酸之間形成肽鍵;GTP酶活性部位:使肽酰-tRNA由A位轉(zhuǎn)移到P位分類:游離核糖體:合成細(xì)胞內(nèi)某些基礎(chǔ)性蛋白或某些特殊蛋白質(zhì)(紅細(xì)胞的血紅蛋白);附著核糖體:合成細(xì)胞的分泌蛋白、駐留蛋白和膜蛋白。合成的蛋白含有輸入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號(hào)肽;多聚核糖體:蛋白質(zhì)合成時(shí),多個(gè)核糖體結(jié)合到一個(gè)mRNA分子上,成串排列,形成蛋白質(zhì)合成的功能單位,稱~。核糖體沿mRNA5'到3'方向閱讀密碼子功能:按照mRNA的指令由氨基酸合成蛋白質(zhì)起始階段:在各種調(diào)節(jié)因子作用下,核糖體的大小亞基、tRNA和mRNA裝配成完整核糖體起始復(fù)合物。在所有氨酰tRNA分子中,只有起始tRNA能夠進(jìn)入P位,其余只能進(jìn)入A位延伸階段:進(jìn)位:氨酰tRNA進(jìn)入核糖體起始復(fù)合物中的A位為標(biāo)志轉(zhuǎn)肽:核糖體大亞基的轉(zhuǎn)肽酶催化,P位上氨酰tRNA攜帶的氨基酸與A位上氨酰tRNA攜帶的氨基酸之間形成肽鍵,產(chǎn)物為肽酰tRNA,P位tRNA空載,從核糖體釋放延伸:核糖體沿mRNA5'到3'方向移動(dòng)一個(gè)密碼子的距離,稱為移位,A位的肽酰tRNA移到P位,mRNA下一個(gè)密碼子出現(xiàn)在A位,與之相對(duì)應(yīng)的氨酰tRNA進(jìn)入A位。此過(guò)程反復(fù)進(jìn)行性,肽鏈羧基端不斷加入新的氨基酸得到延伸終止:A位上出現(xiàn)終止密碼子UAA、UAG、UGA三者之一內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由一層單位膜圍成的相互連續(xù)的小管、小泡和扁囊樣結(jié)構(gòu)組成的三維網(wǎng)狀膜系統(tǒng),膜厚約5-6nm,占細(xì)胞膜面積的1/2;小管、小泡、扁囊可視為構(gòu)成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的單位結(jié)構(gòu),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以細(xì)胞核為中心向周圍鋪展,遍布整個(gè)細(xì)胞質(zhì),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜外與質(zhì)膜相通,內(nèi)與核膜外膜相連續(xù),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與核膜腔相通。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分布狀態(tài)和數(shù)量多少與細(xì)胞種類、分化程度、功能狀態(tài)有關(guān)。標(biāo)志酶:葡萄糖-6-磷酸酶微粒體:在細(xì)胞勻漿和差速離心過(guò)程中獲得的由破碎的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)自我融合形成的近似球形的囊泡狀結(jié)構(gòu),在體外實(shí)驗(yàn)中可合成蛋白質(zhì)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER):特點(diǎn):數(shù)量多。多呈大的扁平囊狀,表面有核糖體附著,扁囊腔內(nèi)含有均質(zhì)的低或中等電子密度的蛋白樣物質(zhì)。旺盛合成分泌蛋白的細(xì)胞分布多如漿細(xì)胞、胰腺細(xì)胞、肝細(xì)胞,旺盛合成膜的細(xì)胞分布多如成熟中的卵細(xì)胞、視桿細(xì)胞,未成熟或未分化的細(xì)胞分布少如干細(xì)胞、胚胎細(xì)胞功能:蛋白質(zhì)的合成、修飾加工、分選和轉(zhuǎn)運(yùn)。分泌蛋白、膜蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔可溶性駐留蛋白、溶酶體蛋白。脂類的合成。磷脂(主卵磷脂)、膽固醇、神經(jīng)酰胺。分泌蛋白的合成:1.核糖體被信號(hào)肽引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(信號(hào)肽被翻譯時(shí),信號(hào)識(shí)別顆粒(SRP)與核糖體A位點(diǎn)結(jié)合形成SRP核糖體復(fù)合體,與暴露于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜外表面對(duì)SRP受體結(jié)合,核糖體的大亞基與附著于膜上的核糖體結(jié)合蛋白Ⅰ、Ⅱ結(jié)合,SRP與SRP受體分離回到胞質(zhì)溶膠循環(huán)使用,多肽繼續(xù)合成)2.核糖體合成的多肽鏈穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔(協(xié)同翻譯轉(zhuǎn)運(yùn))3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)新合成蛋白的折疊(分子伴侶:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)的可溶性駐留蛋白,能特異性地識(shí)別新生肽鏈或部分折疊的多肽并與之結(jié)合,幫助這些多肽進(jìn)行折疊、裝配、轉(zhuǎn)運(yùn),但其自身不參與最終產(chǎn)物的形成,只起陪伴作用。可以與不正確折疊的多肽鏈結(jié)合并將其滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi))4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)新合成蛋白的糖基化(N-連接的寡糖:連接到蛋白質(zhì)的寡糖由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖組成,總是與蛋白質(zhì)的天冬酰胺殘基側(cè)鏈上的氨基基團(tuán)連接。寡糖先通過(guò)焦磷酸鏈與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的多萜醇連接并被活化,在糖基轉(zhuǎn)移酶的催化下轉(zhuǎn)移到天冬酰胺的殘基上。O-連接寡糖:與蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸殘基側(cè)鏈相連接,主要在高爾基復(fù)合體中)5.合成蛋白由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向高爾基復(fù)合體的運(yùn)輸(衣被小泡出芽,沿微管到順面高爾基復(fù)合體。此過(guò)程是能量依賴性的,受GTP結(jié)合蛋白調(diào)節(jié))6.蛋白質(zhì)經(jīng)高爾基復(fù)合體加工、分選并被運(yùn)出胞外信號(hào)肽:常由18-30個(gè)疏水氨基酸組成,由位于成熟mRNA5'端起始密碼AUG之后的信號(hào)密碼編碼,是蛋白質(zhì)合成中最先被翻譯的氨基酸序列“信號(hào)肽”假說(shuō):蛋白質(zhì)的合成起始于細(xì)胞質(zhì)溶膠中的核糖體,通過(guò)新生肽鏈上的信號(hào)肽將核糖體引導(dǎo)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上,并在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成蛋白質(zhì)的合成,而信號(hào)肽本身則在蛋白質(zhì)合成完成之前就被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的信號(hào)肽酶切除。膜整合蛋白的嵌插機(jī)制:取決于合成蛋白上的穿膜信號(hào)。合成過(guò)程中全部穿過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的可溶性蛋白:分泌蛋白、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)駐留蛋白。部分插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中:膜蛋白滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER):特點(diǎn):數(shù)量較少。多由分枝小管和圓形小泡構(gòu)成,表面無(wú)核糖體附著。在多數(shù)細(xì)胞不發(fā)達(dá),僅為rER中不附著核糖體的小段區(qū)域。在一些特化細(xì)胞中豐富功能:固醇激素的合成和脂類代謝(腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞:腎上腺皮質(zhì)激素;睪丸間質(zhì)細(xì)胞和卵巢黃體細(xì)胞:雄激素和雌激素)、糖原的合成與分解(肝細(xì)胞,磷酸酶)、解毒作用(肝細(xì)胞:產(chǎn)生脂蛋白、解毒,單加氧酶系);骨骼肌(肌質(zhì)網(wǎng)):鈣庫(kù);視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(髓樣體):利用光能胰腺外分泌細(xì)胞中全部為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),肌細(xì)胞中全部為滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體特點(diǎn):高爾基體是由扁平囊泡、小泡和大泡組成的三維網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。具有極性:順面高爾基網(wǎng)絡(luò):凸出,靠近細(xì)胞中心或內(nèi)質(zhì)網(wǎng),也叫形成面,有許多由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芽生的運(yùn)輸小泡。功能:篩選有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)新合成的蛋白質(zhì)和脂類,將其大部分轉(zhuǎn)入中央扁囊,小部分返回內(nèi)質(zhì)網(wǎng)扁平囊區(qū):順面扁囊、中間扁囊、反面扁囊。功能:蛋白質(zhì)的糖基化修飾、糖脂形成及多糖合成反面高爾基網(wǎng)絡(luò):凹進(jìn),靠近細(xì)胞膜,也叫成熟面,有數(shù)目不等、體積較大的分泌泡。功能:蛋白質(zhì)的分選標(biāo)志酶:糖基轉(zhuǎn)移酶功能:參與細(xì)胞的分泌活動(dòng)、加工修飾分泌蛋白、糖脂、對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分選和運(yùn)輸、水解和加工蛋白質(zhì)、以出芽方式形成溶酶體、參與細(xì)胞內(nèi)膜的交通糖基化的類型、特點(diǎn)和生理學(xué)意義:N-連接的寡糖:連接到蛋白質(zhì)的寡糖由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖、葡萄糖組成,總是與蛋白質(zhì)的天冬酰胺殘基側(cè)鏈上的氨基基團(tuán)連接。寡糖先通過(guò)焦磷酸鏈與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中的多萜醇連接并被活化,在糖基轉(zhuǎn)移酶的催化下轉(zhuǎn)移到天冬酰胺的殘基上。O-連接寡糖:與蛋白質(zhì)的絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸殘基側(cè)鏈相連接,主要在高爾基復(fù)合體中意義:【1】協(xié)助蛋白質(zhì)的折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)【2】維持膜的不對(duì)稱性【3】保護(hù)蛋白免受蛋白酶的降解【4】作為蛋白的分選信號(hào)【5】作為細(xì)胞表面受體參與細(xì)胞間識(shí)別溶酶體組成及結(jié)構(gòu):由高爾基體出芽形成的一層單位膜包圍的球形小泡,內(nèi)含多種高濃度的酸性水解酶(核酸酶、蛋白酶、糖苷酶、酯酶、磷酸酶、硫酸酯酶),是細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)水解的場(chǎng)所。膜上有質(zhì)子泵,最適pH5.0,膜蛋白高度糖基化。狀態(tài):異質(zhì)性細(xì)胞器。標(biāo)志酶:酸性磷酸酶分型:Ⅰ.初級(jí)溶酶體:由前溶酶體轉(zhuǎn)變成的成熟溶酶體,溶酶體內(nèi)只含有酶,不含底物;次級(jí)溶酶體:初級(jí)溶酶體與底物結(jié)合的溶酶體Ⅱ.內(nèi)體性溶酶體:吞噬性溶酶體:分為自噬性溶酶體、異噬性溶酶體、殘余小體溶酶體的發(fā)展演變:高爾基復(fù)合體芽生的運(yùn)輸小泡與內(nèi)體合并形成內(nèi)體性溶酶體;內(nèi)體性溶酶體和自噬體融合形成自噬性溶酶體,或者內(nèi)體性溶酶體和吞噬體或吞飲體融合形成異噬性溶酶體;有時(shí),吞噬性溶酶體到達(dá)末期階段時(shí),還殘留一些未被消化和分解的物質(zhì)并保留在溶酶體內(nèi),稱為殘余小體功能:異噬、自噬、自溶;消化細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì):自噬、異噬。消化細(xì)胞外的物質(zhì):受精過(guò)程、骨質(zhì)更新。精子的頂體。自溶:蝌蚪變態(tài)時(shí)尾部吸收,組織蛋白酶。器官發(fā)育。激素分泌的調(diào)節(jié):粒溶(分泌自溶),甲狀腺激素的生成過(guò)氧化物酶體:多種名稱:微體:分為:過(guò)氧化物酶體、乙醛酸循環(huán)體、氫酶體、糖酶體。組成和結(jié)構(gòu):圓形或卵圓形,單位膜包繞,中央有電子密度較高、呈規(guī)則的結(jié)晶狀結(jié)構(gòu),稱類核體,化學(xué)本質(zhì)為尿酸氧化酶結(jié)晶。內(nèi)含氧化酶40余種。人和鳥(niǎo)無(wú)類核體,哺乳動(dòng)物中,只有肝細(xì)胞和腎細(xì)胞中有典型過(guò)氧化物酶體。功能:進(jìn)行氧化反應(yīng):(1)利用氧化酶:RH2+O2→R+H2O2(2)利用過(guò)氧化氫酶H2O2+R’H→R’+2H2O22H2O2→2H2O+O2。使毒性物質(zhì)失活;對(duì)氧濃度的調(diào)節(jié)作用;脂肪酸的氧化;含氮物質(zhì)的代謝線粒體:細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和形成ATP的主要場(chǎng)所?;瘜W(xué)組成:蛋白質(zhì)占干重的65-70%,脂類占25-30%。形態(tài):光鏡下呈線狀、粒狀或桿狀。直徑0.5~1μm,長(zhǎng)1.5~3.0μm細(xì)胞中線粒體的數(shù)量隨著人年齡的增大而減少,而其體積則隨著年齡的增大而增大。電鏡:由兩層高度特化單位膜圍成的封閉的囊狀結(jié)構(gòu)。主要由外膜、內(nèi)膜、膜間腔和基質(zhì)組成分布:新陳代謝旺盛、需要能量較多的細(xì)胞,線粒體的數(shù)目就較多。通常分布在細(xì)胞功能旺盛的區(qū)域;線粒體可以向細(xì)胞功能旺盛的區(qū)域遷移,微管是其導(dǎo)軌、馬達(dá)蛋白提供動(dòng)力結(jié)構(gòu):外膜:包圍在線粒體外表面的一層單位膜,厚6~7nm,平整光滑,與內(nèi)膜不連接。含有多套運(yùn)輸?shù)鞍?-孔蛋白,構(gòu)成脂類雙分子層上水溶性物質(zhì)可以穿過(guò)的通道,所以外膜的通透性非常高。標(biāo)志酶:?jiǎn)伟费趸?。功能:磷脂的合?脂肪酸鏈去飽和;脂肪酸鏈延伸內(nèi)膜:位于外膜的內(nèi)側(cè)包裹線粒體基質(zhì)的一層單位膜,比外膜稍薄。蛋白質(zhì)和脂類的比例高于3:1,心磷脂含量高、缺乏膽固醇。通透性很低,僅允許不帶電荷的小分子物質(zhì)通過(guò)。有高度的選擇透過(guò)性。內(nèi)膜通常要向基質(zhì)折褶形成嵴,從而增加了內(nèi)膜的表面積。嵴上有ATP合酶,又叫基粒。內(nèi)膜的酶類可以粗略地分為三類∶運(yùn)輸酶類、合成酶類、電子傳遞和ATP合成酶類。內(nèi)膜是線粒體進(jìn)行電子傳遞和氧化磷酸化的主要部位。標(biāo)志酶:細(xì)胞色素C氧化酶。功能:電子傳遞,氧化磷酸化,代謝物質(zhì)運(yùn)輸膜間隙:內(nèi)外膜之間的腔隙,寬約6-8nm。標(biāo)志酶:腺苷酸激酶。功能:核苷的磷酸化基質(zhì):內(nèi)膜和嵴包圍的空間。標(biāo)志酶為:蘋(píng)果酸脫氫酶。功能:丙酮酸氧化,三羧酸循環(huán),脂肪的β氧化,DNA復(fù)制,RNA合成,蛋白質(zhì)合成基粒:與膜面垂直而規(guī)則排列,粒間相距10nm?;S深^部--F1、柄部和基片--F0三部分組成。頭部含有可溶性ATP酶,功能是合成ATP。在頭部還有一個(gè)多肽,稱為ATP酶復(fù)合體抑制多肽,可能具有調(diào)節(jié)酶活性的作用。柄部是對(duì)寡霉素敏感的蛋白,作用是調(diào)控質(zhì)子通道?;瑸槭杷鞍?,是調(diào)控磷酸化作用的部位。線粒體功能:【1】細(xì)胞呼吸和能量代謝中心線粒體的主要功能是通過(guò)對(duì)糖、脂肪、氨基酸等能源物質(zhì)的氧化磷酸化作用合成ATP,為細(xì)胞各種生理活動(dòng)提供能量。細(xì)胞的動(dòng)力工廠【2】半自主復(fù)制功能。細(xì)胞氧化:是指依靠酶的催化,氧將細(xì)胞內(nèi)各種供能物質(zhì)氧化而釋放能量的過(guò)程。由于細(xì)胞氧化過(guò)程中,要消耗O2并放出CO2和H20,所以又稱為細(xì)胞呼吸。線粒體的增殖:線粒體來(lái)源于已有的線粒體的分裂。1.間壁分離:分裂時(shí)先由內(nèi)膜向中心皺褶,將線粒體分為兩個(gè),鼠肝和植物分生組織。2.收縮后分離:通過(guò)中部縊縮分裂為兩個(gè)。3.出芽:酵母和蘚類植物,線粒體出現(xiàn)小芽,脫落后長(zhǎng)大,發(fā)育為線粒體。線粒體遺傳的特點(diǎn):mtDNA具有半自主性。mtDNA的遺傳密碼與通用密碼不。mtDNA為母系遺傳。mtDNA在有絲分裂和減數(shù)分裂間都要經(jīng)過(guò)復(fù)制分離。mtDNA的雜質(zhì)性與閾值效應(yīng)。mtDNA的突變率和進(jìn)化率極高線粒體遺傳的半自主性:(一)線粒體的自主性:1、線粒體中含有環(huán)形DNA(mtDNA),70S核糖體。2、線粒體含有自身特有的蛋白質(zhì)合成體系(mRNA、rRNA、tRNA、核蛋白體和氨基酸活化酶等)。(二)線粒體的依賴性:由于mtDNA的基因數(shù)量不多,因此由它編碼合成的蛋白質(zhì)有限,只占線粒體全部蛋白質(zhì)的10%,約10種左右,并多為疏水蛋白,其余90%的蛋白質(zhì)是由核基因編碼的。mtDNA的遺傳密碼與通用的遺傳密碼的區(qū)別:1.UGA不是終止信號(hào),而是色氨酸的密碼。2.多肽內(nèi)部的甲硫氨酸由AUG和AUA兩個(gè)密碼子編碼;起始甲硫氨酸由AUG,AUA,AUU和AUC四個(gè)密碼子編碼;3.AGA,AGG不是精氨酸的密碼子,而是終止密碼子,因而,在線粒體密碼系統(tǒng)中的4個(gè)終止密碼子(UAA,UAG,AGA,AGG)。核編碼多肽導(dǎo)入線粒體:1.前體蛋白在線粒體外去折疊:分子伴侶:新生多肽相關(guān)復(fù)合物(NAC)--增加蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)準(zhǔn)確性;熱激蛋白70(hsp70):防止前體蛋白形成不可解開(kāi)的構(gòu)象,防止已松弛的前體蛋白聚集2.多肽鏈穿越線粒體膜:分子伴侶:線粒體基質(zhì)hsp70(mthsp70):轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)動(dòng)機(jī)3.多肽鏈在線粒體基質(zhì)內(nèi)重新折疊:分子伴侶:mthsp70:折疊因子;hsp60:阻止前體蛋白形成低聚復(fù)合物;hsp10核被膜結(jié)構(gòu):1、外核膜:與ER膜相連;表面有核糖體附著;分布有細(xì)胞骨架,與核在細(xì)胞內(nèi)的定位有關(guān)2、內(nèi)核膜:有特殊蛋白結(jié)合于核纖層3、核周間隙:內(nèi)外核膜間的腔隙,與rER腔相通4、核孔復(fù)合體:由一組蛋白顆粒以特定方式排列而成。柱狀成分形成核孔壁;環(huán)形成分向孔中央伸出8個(gè)圓錐狀的幅,輻射狀對(duì)稱;腔成分由大的跨膜糖蛋白組成,有助于核孔復(fù)合體錨定于核膜上;復(fù)合體的胞質(zhì)側(cè)和核側(cè)向外伸出細(xì)纖維,在核側(cè)交匯成籃樣結(jié)構(gòu)。功能:介導(dǎo)核質(zhì)間物質(zhì)運(yùn)輸。核孔:由內(nèi)外核膜融合形成的小孔,細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ篮四さ闹饕δ埽?、區(qū)域化作用:相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,精確調(diào)控遺傳信息的表達(dá)2、合成生物大分子:與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。3、控制細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)流和信息流:小分子、蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。核纖層:附著于內(nèi)核膜下的纖維狀蛋白網(wǎng),一側(cè)結(jié)合于內(nèi)核膜的特殊部位,另一側(cè)與染色質(zhì)的特殊位點(diǎn)結(jié)合。功能:細(xì)胞間期:維持核孔位置及核被膜形狀,為染色質(zhì)提供錨定部位;分裂期:對(duì)核膜崩解及重組起調(diào)控作用核基質(zhì)(核骨架):真核細(xì)胞間期核中除核被膜、染色質(zhì)、核仁外的一個(gè)精密的網(wǎng)架系統(tǒng),基本形態(tài)與細(xì)胞骨架相似。成分:非組蛋白性的纖維蛋白。功能:參與DNA包裝和染色體構(gòu)建染色質(zhì)(體)主要成分:核酸(DNA、RNA)、蛋白(組蛋白、非組蛋白)功能性染色體組成:多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn):能夠進(jìn)行自我復(fù)制。一個(gè)著絲粒:分裂時(shí)兩拷貝分離。兩個(gè)端粒:維持自身在傳代中的完整組蛋白:特性:組蛋白是堿性蛋白,帶正電荷。富含堿性氨基酸(Arg,Lys)約占25%分類:1.核小體組蛋白:H2A,H2B,H3,H4;H1。無(wú)種屬、組織特異性。形成核小體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。2.H1組蛋白:有種屬、組織特異性,在構(gòu)成核小體中起連接作用?;瘜W(xué)修飾:磷酸化、乙酰化和甲基化非組蛋白:特性:酸性蛋白,含天門(mén)冬氨酸,谷氨酸等酸性蛋白,帶負(fù)電。有種屬和組織特異性。作用:維持染色體結(jié)構(gòu);催化酶促反應(yīng);參與基因表達(dá)調(diào)控染色質(zhì)的分類:1、常染色質(zhì)2、異染色質(zhì):結(jié)構(gòu)異染色質(zhì);兼性異染色質(zhì)染色體的組裝:一級(jí)結(jié)構(gòu):核小體:染色體的基本結(jié)構(gòu)單位,由組蛋白核心和一段長(zhǎng)約200個(gè)bp的DNA分子組成八聚體,形成直徑11nm的圓盤(pán)狀顆粒,DNA分子在八聚體上纏繞1.75圈,約146個(gè)dp,即形成核小體。二級(jí)結(jié)構(gòu):螺線管:多以30nm染色質(zhì)纖維的形式存在,在H1參與下形成,每周含6個(gè)核小體三級(jí)結(jié)構(gòu):超螺線管:直徑400nm。四級(jí)結(jié)構(gòu):染色單體:超螺線管再一次折疊螺旋化中期染色體的形態(tài)特征:姐妹染色單體;著絲粒和主縊痕;次縊痕和隨體;端粒核仁:形態(tài):是真核細(xì)胞間期核中最明顯的結(jié)構(gòu),光鏡下為均質(zhì)、無(wú)包膜、海綿狀的球形小體。結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1.纖維中心:電鏡下為淺染的低電子密度區(qū)域,是rDNA的存在部位。核仁組織者:由一個(gè)rDNA袢環(huán)組成2.致密纖維成分:核仁內(nèi)電子密度最高的區(qū)域,位于淺染區(qū)的周圍,所含主要成分為正在轉(zhuǎn)錄的rRNA,及一些RNA結(jié)合蛋白3.顆粒成分:電鏡下呈致密的顆粒結(jié)構(gòu),位于核仁的外周,在核仁中占比例最大。所含主要成分為核糖體前體顆粒(rRNA前體顆粒)功能:rRNA的合成和加工;核糖體的裝配。核仁周期:核仁是一高度動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu),在細(xì)胞周期出現(xiàn)一系列結(jié)構(gòu)與功能的周期性變化,稱為核仁周期。核仁重建的模型:NOR解凝集--前核仁體--小核仁--核仁人類rRNA基因位于5條不同的染色體上(13、14、15、21、22)為什么DNA有時(shí)是染色質(zhì)有時(shí)是染色體?:分裂間期DNA解螺
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