医用细胞生物学复习重点修正

1/15细胞生物学：从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科生命活动的基本单位是细胞，对细胞的概念，可以从以下几个方面去理解：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.细胞是有机体生长和发育的基础4.细胞是遗传的基本单位5.没有细胞就没有完整的生命6.病毒必须在活细胞内才能表现出基本的生命特征细胞分为三种类型：原核细胞、古核细胞（划为原核）和真核细胞真核细胞的结构特点：1．以脂质及蛋白质成分为基础的膜相结构体系——生物膜系统2．以核酸-蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系——遗传信息表达系统3．由特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系——细胞骨架系统4．细胞质溶胶原核细胞与真核细胞的比较表：特征原核细胞真核细胞细胞结构核膜无有核仁无有线粒体无有内质网无有高尔基复合体无有溶酶体无有细胞骨架有细胞骨架相关蛋白有核糖体有，70S有，80S基因组结构DNA量（信息量）少大DNA分子结构环状线状染色质或染色体仅有一条DNA，DNA裸露，不与组蛋白结合，但可与少量类组蛋白结合有2个以上DNA分子，DNA与组蛋白和部分酸性蛋白结合，以核小体及各级高级结构构成染色质与染色体基因结构特点无内含子，无大量的DNA重复序列有内含子和大量的DNA重复序列转录与翻译在细胞质内同时进行核内转录，胞质内翻译转录与翻译后大分子的加工与修饰无有2/15细胞分裂无丝分裂有丝分裂，减数分裂，无丝分裂生物大分子：由有机小分子构成，是构成生命的基础物质，细胞内主要的大分子有核酸、蛋白质和多糖核酸的基本结构单位：核苷酸多核苷酸间的化学键：3’，5’磷酸二酯键DNA双螺旋结构的要点：1.DNA分子由两条相互平行而方向相反的多核苷酸链组成，即一条链中磷酸二酯键连接的核苷酸方向是5’→3’，另一条是3’→5’，两条链围绕着同一个中心轴以右手方向盘绕成双螺旋结构。2.脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧3.碱基通过氢键配对，遵循碱基互补原则（A=、C≡G）4.碱基对之间距离为0.34nm，双螺旋螺距为3.4nm基因组：细胞或生物体一套完整的单倍体遗传物质，（是所有染色体上全部基因和基因间的DNA的总和）动物细胞内含有的主要RNA种类及功能：RNA种类存在部位功能编码RNA信使RNA细胞核、细胞质、线粒体（mtmRNA）蛋白质合成模板非编码RNA持家性ncRNA核糖体RNA（rRNA）细胞核、细胞质、线粒体（mtrRNA）核糖体的组成成分转运RNA（tRNA）细胞核、细胞质、线粒体（mttRNA）转运氨基酸，参与蛋白质合成小核RNA(snRNA)细胞核参与mRNA前体的剪接、加工小核仁RNA（snoRNA）细胞核参与rRNA的加工与修饰调节性ncRNA微小RNA（miRNA）细胞核与细胞质基因表达调节小干扰RNA（siRNA）细胞核与细胞质介导RNA干扰，沉默基因转录piRNA哺乳动物的睾丸参与基因表达调节，调节精子成熟发育长链ncRNA细胞核与细胞质，有些表现出特定的定位模式，如存在于特定的亚细胞区室基因表达调节，调节蛋白质活性，改变蛋白质定位等核酶（具有酶活性的RNA）细胞核与细胞质催化RNA剪接3/15蛋白质组成的基本单位：氨基酸蛋白质的二级结构（蛋白质主要的折叠形式）：α-螺旋和β-片层酶的共性：酶是由生物体细胞产生的具有催化剂作用的蛋白质，具有很高的催化效率，具有高度的专一性，具有高度不稳定性，酶催化的特异性和高效性由酶分子中某些氨基酸残基的侧链基团所决定光学显微镜种类：普通光学显微镜、荧光显微镜、相差显微镜、暗视野显微镜、显微电影摄影技术和共聚焦激光扫描显微镜细胞培养：细胞在体外的培养技术，即无菌条件下，从机体中取出组织或细胞，模拟机体内正常生理状态下生存的基本条件，让它在培养皿中继续生存、生长和繁殖的方法细胞膜：又称质膜，是包围在细胞质表面的一层薄膜生物膜：质膜和细胞内膜系统的总称单位膜：电子显微镜下，呈“两暗夹一明”形态结构的生物膜细胞膜的化学组成：膜脂、膜蛋白和膜糖膜脂包括：磷脂、胆固醇和糖脂磷脂分两类：甘油磷脂和鞘磷脂甘油磷脂：磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇两亲性分子（兼性分子）：同时具有亲水头和输水尾的分子膜蛋白分为三种类型：（膜）内在蛋白或整合膜蛋白、（膜）外在蛋白、脂锚定蛋白细胞外被（糖萼）：真核细胞表面富含糖类的周边缘，现在细胞外被一般用来指与质膜相连接的糖类物质，即质膜中糖蛋白和糖脂向外表面延伸的寡糖链部分，因此，细胞外被实质上是质膜的一部分（而把不与质膜相连接的细胞外覆盖物质称为细胞外物质或胞外结构）细胞外被的功能：保护细胞抵御各种物理、化学性损伤，使细胞周围建立起水盐平衡的微环境，参与细胞间及细胞与周围环境的相互作用膜的不对称性：细胞膜中各种成分的分布是不均匀的，种类和数量上均有很大差异，4/15这与细胞膜的功能有密切关系；包括膜脂、膜蛋白、膜糖的不对称性膜的流动性：膜是一个动态结构，包括膜脂的流动性和膜蛋白的运动性膜脂分子的运动方式：侧向扩散、翻转运动、旋转运动、弯曲运动、伸缩运动和振荡运动影响膜脂流动性的因素：1.脂肪酸链的饱和程度2.脂肪酸链的长短3.胆固醇的双重调节作用4.卵磷脂与鞘磷脂的比值5.膜蛋白的影响6.膜脂的极性基团、环境温度、PH值、离子强度等流动镶嵌模型基本内容：1.脂质分子排成双层，构成生物膜的基本骨架2.蛋白质分子以不同的方式镶嵌或联结于脂双层之上3.膜两侧的结构是不对称的4.膜脂和膜蛋白具有一定的流动性·构成膜的脂双分子层具有液晶态的特性·模型强调了膜的流动性·模型强调了膜的不对称性不足：忽视了膜蛋白对膜脂分子的控制作用忽视了膜各部分流动的不均一性画图：脂筏：因鞘脂的脂肪酸尾比较长，所构成膜区域比其他部分厚，更有秩序且较少流动的结构被动扩散（简单扩散）：由高浓度向低浓度方向进行，所需要的能量来自高浓度本身所包含的势能，不需细胞提供能量的物质穿膜运输方式膜运输蛋白主要有两类：载体蛋白和通道蛋白主动运输：利用代谢产生的能量来驱动物质的逆浓度梯度转运被动运输（包括被动扩散（简单扩散）和易化扩散(帮助扩散））：多种载体蛋白和通道蛋白介导，不需要消耗能量的溶质穿膜转运动物细胞主动运输利用能量的方式：ATP驱动泵（ATP直接供能）和协同运5/15输（ATP间接供能）ATP驱动泵：P-型离子泵（Na+-K+泵、Ca2+泵）、V-型质子泵、F-型质子泵、ABC转运体Na+-K+泵工作原理及画图解释（P87）：在细胞膜的内侧，α亚基与Na+结合后，促进ATP水解为ADP和磷酸，磷酸基团与α亚基上的天冬氨酸残基共价结合使其磷酸化，ATP水解释放的能量驱动酶蛋白构象改变，使与Na+结合的位点转向膜外侧，酶蛋白失去对Na+的亲和性，从而将Na+释放到细胞外。3个Na+被释放后，在酶蛋白就获取2个K+，K+与磷酸化的亚基结合后促使其去磷酸化，结果酶的构象又恢复原状，并失去对K+的亲和力，将K+释放到细胞内，完成一个循环。协同运输：一类由Na+-K+泵（或H+泵）与载体蛋白协同作用，间接消耗ATP所完成的主动运输方式，分为共运输和对向运输共运输：两种溶质分子以同一方向的穿膜运输，物质的逆浓度梯度穿膜运输与所依赖的另一物质的顺浓度梯度的穿膜运输两者方向相同对向运输：由一种膜蛋白将两种不同的离子或分子分别向膜的相反方向的穿膜运输过程，由离子浓度梯度驱动离子通道的特点：1.通道蛋白介导的是被动运输,通道是双向的，离子的净通量取决于电化学梯度，通道蛋白在转运过程中不与溶质分子结合2.离子通道对被转运离子的大小和所带的电荷都具有高度的选择性3.转运速率高，通道可以在每秒中内允许10^6～10^8个特定离子通过，比载体蛋白所介导的最快转运速率高约1000倍4.多数离子通道不是持续开放，离子通道开放受“闸门”控制，即离子通道的活性由通道开或关两种构象所调节，以对一定的信号做出适当的反应离子通道的类型及简单描述各工作原理（P90）：1.配体门控通道：2.电压门控通道：3.应力激活通道：小泡运输：大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成囊泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运过程胞吞（内吞）作用：质膜内陷，包围细胞外物质形成胞吞泡，脱离质膜进入细胞内的转运过程（细胞摄入大分子或颗粒物质的过程），分为吞噬作用、胞饮作用和受体介导的胞吞胞吐（外排或出胞）作用：细胞内合成的物质通过膜泡转运至细胞膜，与质膜融合后将物质排出细胞外的过程（细胞排出大分子或颗粒物质的过程），分为连续性分泌（固6/15有分泌）和受调分泌受体介导的胞吞：细胞外溶质（配体）同有被小窝处的受体结合，形成配体-受体复合物，网格蛋白聚集在有被小窝的胞质侧，有被小窝形成后进一步内陷，与质膜断离后形成有被小泡进入细胞网格蛋白（笼蛋白）：一种蛋白复合物，由3条重链和3条轻链组成。有被小泡的外表面包被是由网格蛋白组装成的笼状篮网结构LDL受体介导的LDL胞吞过程图示（P96）：内膜系统：细胞质内那些在结构、功能及其发生上相互密切关联的膜性结构细胞器之总称内质网的两种基本类型：糙面内质网和光面内质网微粒体：应用超速分级分离的方法，从细胞匀浆中分离出的直径在100nm左右的球囊状封闭小泡内质网的标志性酶：葡萄糖-6-磷酸酶网质蛋白：普遍存在于内质网网腔内的一类蛋白质，其多肽链的羧基端（C端）均含有一个被简称为KDEL或HDEL的4氨酸序列驻留信号网质蛋白类型：免疫球蛋白重链结合蛋白、内质蛋白、钙网蛋白、钙连蛋白和蛋白质二硫键异构酶糙面内质网的主要功能：进行蛋白质的合成、加工修饰、分选及转运光面内质网的主要功能：脂类物质合成的主要场所（参与脂质的合成和转运，参与糖原的代谢，是细胞解毒的主要场所，肌细胞Ca2+的储存场所，与胃酸、胆汁的合成及分泌密切相关）信号肽：指导蛋白多肽链在糙面内质网上合成的决定因素，是被合成肽链N-端的一段特殊氨基酸序列“分子伴侣”（伴侣蛋白）：能够帮助多肽链转运、折叠和组装，本身并不参与最终产物的形成的结合蛋白糖基化：单糖或寡糖与蛋白质之间通过共价键的结合形成糖蛋白的过程高尔基复合体由三种不同类型的膜性囊泡组成：扁平囊泡（潴泡）、小囊泡（小泡），大囊泡（液泡）高尔基复合体极性网状结构及其功能（P115）：顺面高尔基网、高尔基7/15中间膜囊、反面高尔基网高尔基复合体中最具特征性酶：糖基转移酶高尔基复合体的功能：1.细胞内蛋白质运输分泌的中转站2.胞内物质加工合成（糖蛋白的加工合成，蛋白质的水解加工）的重要场所3.胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输的枢纽N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白的主要差别：N-连接糖蛋白O-连接糖蛋白糖基化发生部位糙面内质网高尔基复合体连接的氨基酸残基天冬氨酸丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸连接基团-NH2-OH第一个糖基N-乙酰葡糖胺半乳糖、N-乙酰半乳糖胺糖链长度5-25个糖基1-6个糖基糖基化方式寡糖链一次性连接单个糖基逐个添加蛋白质糖基化的重要意义：1.糖基化对蛋白质具有保护作用，使它们免遭水解酶的降解2.糖基化具有运输信号的作用，可引导蛋白质包装形成运输小泡，以便进行蛋白质的靶向运输3.糖基化形成细胞膜表面的糖被，在细胞膜的保护、识别及通讯联络等生命活动中发挥重要作用分泌小泡的运输途径和去向：1.经高尔基复合体单独分拣和包装的溶酶体酶，以有被小泡形式被转运到溶酶体2.分泌蛋白以有被小泡的形式运向细胞膜或被分泌释放到细胞外3.以分泌小泡的形式暂时性地储存于细胞质中，在有需要的情况下，再被分泌释放到细胞外去溶酶体的共同特征：1.溶酶体都是由一层单位膜包裹而成的囊球状结构小体2.均含有丰富的酸性水解酶3.溶酶体膜中富含两种高度糖基化的穿膜整合蛋白lgpA和lgpB4.溶酶体膜上嵌有质子泵溶酶体的标志酶：酸性磷酸酶溶酶体（根据溶酶体的不同发育阶段和生理功能状态）：初级溶酶体、次级溶酶体和三级溶酶体（三级溶酶体也称后溶酶体、终末溶酶体）次级溶酶体（所含作用底物的性质及来源）：自噬溶酶体、异噬溶酶体和吞噬溶酶体8/15残余