复旦医学细胞生物学课件02细胞的基本特征

细胞的基本特征生命的起源和进化有机分子原始的蛋白质、核酸早期遗传系统多分子体系、原始膜结构自养体系原始细胞真核细胞细胞的分子基础小分子物质：Mr较小（50），每种分子都有特定结构。水、无机离子、有机小分子结构高度不对称两个共价键高度极化三个原子均适合形成氢键糖类：戊糖、己糖脂肪酸：构成细胞膜氨基酸：侧链有重要意义核苷酸：构成核酸、参与能量代谢生物大分子：Mr较大，由小分子单体共价联结组装而成。蛋白质几乎参与所有的细胞活动由多个氨基酸残基构成的多肽链（polypeptidechain），一般经多个层次的组装折叠后形成成熟有活性的蛋白质分子。有高度的特异性结构域（domain）Regionsofaproteinwithdistincttertiarystructure(e.g.,globularorrodlike)andcharacteristicactivity;homologousdomainsmayoccurindifferentproteins.蛋白质的功能参与生物体构成酶肽类激素免疫抗体物质运输受体、信号传递染色质成分蛋白质功能发挥也和构象变化有关蛋白质的构象决定了蛋白质的功能，通过改变理化环境可以使蛋白质的空间构象产生去折叠改变，即蛋白质的变性。蛋白质错误折叠的影响Creutzfeld-JakobDisease(CJD)是一种罕见的致命性疾病，可造成行动失调和记忆衰退，1982年Prusiner发现CJD的病原体是一种蛋白质，后将之命名为prion，即蛋白质感染因子或朊病毒，Prusiner因此项发现更新了医学感染的概念，获1997年的诺贝尔生理与医学奖。Thistissueslideshowssponge-likelesionsinthebraintissueofaclassicCJDpatient.Thislesionistypicalofmanypriondiseases.HumanPrionDiseasesCreutzfeld-JakobDisease(CJD)Gerstmann-Straussler-ScheinkerSyndromeFatalFamilialInsomniaKuruAnimalPrionDiseasesBovineSpongiformEncephalopathy(BSE)Scrapie病羊神经组织的海绵状损伤prionPRIONSarenotviruses,thoughtheywereoriginallythoughttobeviralorviroid.Instead,theyarepolypeptidesandlacknucleicacids.Theyareabnormallyfoldedformsofprionproteinthatoccursnormallyincellmembranes.Prionsarepathogenicvariantsofproteinsthatarenaturallyproducedinnervecellsandcertainothercells.Thenormalfunctionoftheproteinisunknown.Itiscomposedofscrapieformoftheprionprotein(PrPSc)whichwasconvertedbythemisfoldingofcellularformofprionprotein(PrPC).朊病毒（Prion）是一种结构变异的蛋白质，它的增殖既不是由于基因过分表达，也不是因为翻译量增加，而是由于正常分子的构象发生转变造成的。朊病毒能转变细胞内的正常蛋白，使之发生结构变异，具有致病作用。Prion朊病毒(PrPSc)具有极强的生命力和感染力。不畏甲醛，耐热，在高温加热后仍具有一定的感染力。耐受放射线和紫外线的照射，并对化学疗法有抗药性。对蛋白酶K、尿素、苯酚、氯仿等不具抗性。－forhisdiscoveryofprions--anewbiologicalprincipleofinfection.蛋白质组（proteom）细胞中的全部蛋白质，或由基因表达产生的全部蛋白质称蛋白质组（proteom）。从整体水平上研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的学科称为蛋白质组学（proteomics）。核酸核酸是生物遗传信息的载体。DNARNA蛋白质MauriceWilkinsRosalindFranklinDNA双链结构依靠碱基间的氢键维持，破坏氢键，DNA双链即解离为单链，即变性（denature）或熔解（melting）。变性后恢复原有氢键形成条件，两条互补单链又可通过碱基配对恢复双螺旋结构，称为复性（renature）或退火（annealing）。DNA双链的变性与复性是核酸分子杂交的基础PCRRNA的结构tRNA的结构rRNA的结构某些RNA有酶活性：在原生生物中发现从rRNA的前体切除下来的内含子具有剪切核苷酸链的功能，称为核酶（ribozyme）RNAInterference(RNAi)SelectiveintracellulardegradationofRNAthatisintendedtoremoveforeignRNAs,suchasthoseofviruses.Fragmentscleavedfromfreedouble-strandedRNAdirectthedegradativemechanismtoothersimilarRNAsequences.Widelyexploitedinatechniqueusedtosilencetheexpressionofselectedgenes.RNA干扰1995年在反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现，反义和正义RNA都阻断了基因的表达。体外转录得到的单链RNA经纯化后注入线虫时发现，基因抑制效应变得十分微弱，而经过纯化的双链RNA却正好相反，能够高效特异性阻断相应基因的表达。是转录后水平的基因沉默机制具有很高的特异性和很高的效率，数量很少的双链RNA分子就能抑制相应基因的表达多糖营养多糖：糖原、淀粉结构多糖：纤维素、壳多糖、糖胺聚糖细胞的基本特征根据核结构是否存在，细胞被分为原核细胞（prokaryoticcell）和真核细胞（eukaryoticcell）。原核细胞：质膜包被、拟核（nucleoid）、质粒（plasmid）真核细胞：细胞核、膜性细胞器、非膜性结构细胞的大小、形态、数目不同种类的细胞大小、形态相差很大，这与它们的功能相关。同一类型的细胞大小基本相同；生物体体积与细胞数目相关。Theend