医学细胞生物学名词解释
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细胞生物学是以细胞为研究对象,应用近代物理学、生物化学、实验生物学以及分子生物学手段,从显微水平、亚显微水平乃至分子水平来研究生命活动的本质及其规律的科学。
细胞生物学属于普通生物学的范畴。
细胞学说(cell theory)由德国科学家施莱登Schleiden和施旺Schwann提出,其基本内容为:(l)所有生物,从单细胞生物到高等的动物和植物都是由细胞组成的;(2) 细胞是生物体形态结构和生命活动的基本单位。
细胞是绝大多数生命类型的结构和功能的基本单位;也是非细胞生命体现其生命存在的重要平台。
原生质构成生命机体的原始生命物质。
生物大分子:多糖、蛋白质和核酸等,由于分子量巨大、分子结构复杂并具有复杂的生物活性,故称生物大分子。
核酶(ribozyme)具有酶活性的RNA,参与RNA的剪接过程
酶(enzyme)是生物体细胞产生的具有催化作用的蛋白质
一级结构是氨基酸的种类、数目和排列顺序,二硫键的位置和数目。
二级结构是在一级结构的基础上主链内的氨基酸残基间形成氢键;阿拉法螺旋、贝塔片层、三股螺旋;球状蛋白和纤维状蛋白
三级结构是在二级结构的基础上由侧链非共价键或分子间相互作用形成的(氢键、离子键、疏水键等);具有生物学活性
四级结构是在三级结构的基础上,一条以上多肽链构成,结构更为复杂;每个独立的三级结构成为功能亚基(亚单位);亚单位间通过氢键等非共价键相互作用形成的单位膜:电镜下,生物膜呈“两暗夹一明” 的形态结构。
细胞膜是围在细胞质外的一层薄膜,又称外膜,在电镜下表现为单位膜结构。
内在膜蛋白又称穿膜蛋白,占膜蛋白总量的70-80%,通过疏水性氨基酸部分,直接与膜脂的疏水区相互作用而不同程度嵌入膜内。
外在膜蛋白又称周边蛋白,占膜蛋白总量的20%-30%,完全位于脂双层之外,通过非共价键等与膜脂的极性头部或膜镶嵌蛋白的亲水部分相互作用而间接与膜结合。
脂锚定蛋白位于膜两侧,以共价键与膜脂分子结合。
膜的不对称性是指细胞膜中各种成分的分布是不均匀的,包括种类和数量上都有和大差异,这与细胞膜的功能有密切关系。
被动运输(passive transport)指被转运物质顺电化学梯度(物质浓度梯度和电位梯度) 跨细胞膜进行的物质运输,不需要消耗能量。
主动运输是载体蛋白介导的物质逆电化学梯度、由低浓度向高浓度一侧进行的耗能的穿膜运动方式
简单扩散是指一些物质不需要膜蛋白的帮助,能够顺浓度梯度自由扩散,直接通过质膜双层。
易化扩散是指被运输物质顺浓度梯度或电化学梯度无需能量在载体蛋白的参与下的跨膜运输方式
协同运输是一类由相应的离子泵与载体蛋白协同作用,间接消耗ATP所完成的主动运输
膜的流动性是指膜脂和膜蛋白处于不断运动的状态
流动镶嵌模型这一模型认为膜中脂双层构成膜的连贯主体,它具有晶体分子排列的有序性,又具有液体的流动性。
膜中蛋白质分子以不同形式与脂双分子层结合。
它是一种动态的、不对称性的具有流动性结构,其组分可以运动,还能聚集以便参加各种瞬时的或非永久性的互相作用
膜转运蛋白是细胞膜中负责运输物质的特定的穿膜蛋白
离子通道扩散(ion channel diffusion):通道蛋白在膜上形成亲水性的穿膜孔道,快速并有选择的让某些离子通过而扩散到质膜的另一侧,顺浓度梯度转运。
胞吞作用(endocytosis):通过细胞表面内陷,由细胞膜把环境中的大分子和颗粒物质包裹形成胞吞泡,并脱离细胞膜进入细胞内的转运过程。
吞噬作用(phagocytosis)细胞摄取较大的固体颗粒或分子复合物的过程。
细胞膜凹陷或形成伪足,将颗粒包裹后摄入细胞内成为吞噬体或吞噬泡。
吞噬泡与溶酶体结合,内容物被分解。
胞饮作用(pinocytosis)是细胞非特异地摄取细胞外液滴的过程。
部分质膜内陷形成小窝,包围液体物质,形成胞饮体或胞饮泡。
胞饮泡最终与内体或溶酶体融合后被降解,部分小泡膜可回到质膜处。
摄入速度快
受体介导的胞吞是特异性极强的胞吞作用;胞外浓度较低的大分子,先与膜上特异性受体识别并结合,通过膜的内陷形成囊泡,膜囊泡脱离膜而进入细胞;速度快,具有选择浓缩作用
胞吐作用(exocytosis)也称外排作用,是细胞
内某些物质由膜包被形成小泡,从细胞内部逐步移到质膜下方,小泡膜与质膜融合,最终把物质排到细胞外的过程。
连续分泌又称固有分泌,是指分泌蛋白在粗面内质网合成之后,转运至高尔基复合体,经修饰、浓缩、分选,形成分泌泡,随即被送至细胞膜,与质膜融合将分泌物排出细胞外的过程,是不受调节持续不断的细胞分泌
受分泌调节是指分泌性蛋白合成之后先储
存于分泌囊泡中,只有当细胞接收到细胞外信号(如激素)的刺激,引起细胞内钙离子
浓度瞬时升高,才能启动胞吐过程,使分泌囊泡于细胞膜融合,将分泌物释放到细胞外。
内膜系统指细胞质中那些在结构、功能及其发生上相互密切关联的膜性结构细胞器,主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、各种转运小泡及核膜等。
线粒体不包括在其中
内膜是指细胞内的所有由单位膜构成的结
构
信号肽是各种新生分泌型蛋白的N 端都有保守的氨基酸序列,它是指导蛋白多肽链在糙面内质网上合成与穿膜转移的决定因素。
信号肽假说由Blobel提出,该假说认为:蛋白质的合成起始于细胞质中的核糖体,通过新生肽链上的信号肽将核糖体引导到内质网膜上,并在内质网中完成蛋白质的合成,而信号肽本身则在蛋白质合成完之前就被内质网腔的信号肽酶切除。
初级溶酶体是指通过其形成途径刚刚产生
的溶酶体,所以,也有原溶酶体、前溶酶体之称
来自细胞内、外的物质,并与之发生相互作次级溶酶体是当初级溶酶体经过成熟,接受
用时,即成为次级溶酶体。
因此所谓次级溶酶体实质上是溶酶体的一种功能状态,故又被称为消化泡
三级溶酶体是指次级溶酶体在完成绝大部分作用底物的消化、分解作用之后,尚会有一些不能被消化、分解的物质残留于其中,随着酶活性的逐渐降低以致最终消失,进入了溶酶体生理功能作用的终末状态。
此时又被易名为残余体
蛋白质糖基化是指在内质网或高尔基复合体中低聚糖链与蛋白质多肽链共价结合形成糖复合体物的过程称为蛋白质糖基化。
蛋白质糖基化有两种形式:N-连接型糖蛋白和O-连接型糖蛋白,前者发生在粗面内质网,后者发生在高尔基体。
基粒是存在于线粒体内膜的ATP酶复合体,由头部、柄部和基片构成,包括多个蛋白质亚基,具有催化ADP合成ATP的功能。
线粒体是真核细胞中一种含DNA结构的细胞器,是细胞中能量转化、贮存和供能的场所,食物中的能量最终经线粒体内膜的氧化磷酸化转变成ATP的高能磷酸键,是细胞的物质氧化中心和动力供给中心。
细胞呼吸(cellular respir)t :o生物体内的糖类、脂肪、蛋白质等有机物在细胞的某些细胞器(线粒体)内借助O2的作用,被氧化分解,产生CO2,同时释放能量存储于ATP中的过程,也称为生物氧化。
是细胞内提供生物能源的主要途径
底物水平磷酸化是由高能底物水解放能,直接将高能磷酸键从底物转移到ADP上,使ADP磷酸化生成ATP的过程。
氧化磷酸化是指生物氧化过程中所释放能量的转移过程与ADP的磷酸化过程结合起来,从而将生物氧化过程中释放出来的能量转移到ATP的高能磷酸键中,又称为氧化磷酸化偶联。
呼吸链是指一系列能够可逆的接受和释放H+和e-的酶体系,在内膜上有序的排列成相互关联的链状
微管是真核细胞中普遍存在的细胞骨架成分之一,它是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空的圆柱状结构,在不同类型细胞中有相似结构,它主要存在于细胞质中,控制着膜性细胞器的定位及胞内物质运输。
微管还能与其他蛋白质共同装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构,参与细胞形态的维持、细胞运动和细胞分裂等
微丝又称肌动蛋白丝,室友肌动蛋白组成的细丝,普遍存在于真核细胞中,在肌肉细胞中,肌动蛋白占细胞总蛋白的10%,在非肌肉细胞中占1%-5%。
它以束状、网状或散在等多种方式有序的存在于细胞质的特定空间位置上,并由此与微管和中间纤维共同构成细胞骨架,参与细胞形态维持以及细胞运动等生理功能。
直径5-8nm,是极性的。
中间纤维广泛存在于真核细胞中,是三类细胞骨架纤维中结构最复杂的一种,直径为10nm,是一种坚韧耐久的蛋白质纤维
细胞核是真核细胞内最大的细胞器遗传物质储存、复制和转录的场所;细胞生命活动的控制中心;是真核生物区别于原核生物的根本所在,在生命进化历程中具有重要意义
核孔复合体:是内外核膜融合产生的圆环状结构,由多种蛋白质以特定方式排列而成的复合结构。
目前普遍被接受的捕鱼笼式核孔复合体基本结构包括胞质环,核质环,辐和中央栓。
其主要功能是介导细胞核与细胞质间的物质交换。
核基质目前有两种看法;广义的概念是核骨架由核纤层、核孔复合体、残存的核仁和一
个不溶的网络状结构组成。
狭义的概念是指核基质,它不包含核膜、核纤层、染色质和核仁等成分。
亲核蛋白:是指在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白。
亲核蛋白都含有特殊的氨基酸序列--核定位序列
核定位序列或核定位信号(nuclear localization sequence 或signal, NLS)存在于亲核蛋白不同部位,且不被切除。
由4-8 个氨基酸组成的特殊序列,用以介导亲核蛋白经NPC进入细胞核。
染色质是间期细胞遗传物质的存在形式,呈细丝状,弥散分布于细胞核内;
染色体是细胞分裂过程中,染色质复制后凝聚成的条状、棒状结构的细胞遗传物质的存在形式。
端粒(telomere)是染色体两个端部特化结构,通常由富含G的短串联重复序列组成,不同物种序列不同。
端粒维持了染色体复制与结构的完整性。
核型(karyotype)指一个体细胞的全部染色体,按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像。
随体(satellite):是位于染色体末端的球形染色体节段,通过次缢痕区与染色体主体部分相连。
它是识别染色体的重要形态特征之一,有随体的染色体称为sat染色体。
如人类的13 14 15 21 22 号染色体。
次缢痕:除主缢痕外,染色体上其他的浅染缢缩部位称次缢痕。
它的数目、位置和大小是某些染色体所特有的形态特征,可作为鉴定染色体的标记。
组成性异染色质:指在所有细胞类型和各个发育阶段,都处于凝集状态的异染色质,如着丝粒、端粒等。
兼性异染色质:指在某些细胞类型,或特定发育阶段中,原有的常染色质发生凝聚并丧失转录活性后转变为异染色质,如女性的巴氏小体,在特定条件下可转变回常染色质。
常染色质(euchromatin)是处于功能活跃呈伸展状态的染色质纤维。
在间期细胞核中结构较为松散、碱性染料着色较浅的染色质,处于伸展、分散状态,主要是DNA分子中的单一顺序和中等重复顺序,转录活性较高,复制也比较早。
异染色质(heterochromatin)是处于功能惰性呈凝缩状态的染色质纤维。
为间期核中不活跃的染色质,在间期细胞核中结构处于凝集状态、着色很深的染色质,多分布于核膜内侧。
异染色质常位于染色质的着丝粒、端粒或染色体臂的常染色质之间。
细胞分裂一个亲代细胞形成两个子代细胞的过程,为细胞生命活动的重要特征之一。
通过细胞分裂,亲代细胞的遗传物质和某些细胞组分可以相对均等地分配到两个子代细胞中,这有效地保证了生物遗传的稳定性。
呈周期性进行。
无丝分裂细胞核先延长,从中部内凹缢裂为二,接着整个细胞从中部缢裂为二,形成两个子细胞。
因为在分裂过程中核膜、核仁并不消失,也无染色体变化和纺锤体丝出现,所以叫无丝分裂,也称直接分裂( direct division),是真核细胞的一种分裂方式,如蛙的红细胞分裂方式就是这样。
没有出现染色体和纺锤丝;但有遗传物质的复制。
有丝分裂(mitosis)也称(indirect division), 是真核生物体细胞的分裂方式,主要特征是分裂时期染色质形成丝状或带状结构,出现由纺锤丝组成的纺锤体,分裂结束后子细胞和母细胞具有相同的遗传物质。
减数分裂是有性生殖细胞的成熟方式,DNA
复制一次,细胞连续分裂两次,子代细胞染色体数目比亲代减半,形成仅具单倍体遗传物质的配子细胞,对维持生物世代遗传稳定性有重要意义,构成生物变异及多样性的基础
联会是指来自父母的、形态及大小相同的同源染色体相互靠近、配对
二价体是指同源染色体完全配对后形成的复合结构因其共有四条染色单体,又称四分体
细胞周期(cell cycle)指连续进行分裂的细胞从上一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止所经历的全过程。
包括:分裂间期(G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。
成熟促进因子(MPF)由两种蛋白亚基组成的异二聚体(cdk1+ cyclin B);蛋白激酶,可使多种底物磷酸化;G2期形成,作用贯穿M 期,调节G2/M、M/G1转换。
检测点:R点(checkpoint)细胞中存在的一系列监控系统,可对细胞周期发生的重要事件及出现的故障加以检测,只有事件完成或故障修复后,才允许细胞周期进一步运行。
Rb (去磷酸化状态抑癌):去磷酸化的Rb可与转录因子E2F结合,使E2F不能与特定的基因调控序列结合,S期所需要的基因转录被阻断,细胞无法进入S期;磷酸化Rb则可使其与E2F分开,阻断作用消除,细胞进入S期;即磷酸化Rb使E2F脱离掌控间接致癌。
Rb 要点:
去磷酸化状态抑癌
下游:转录因子E2F
E2F下游:S期所需要的基因
子,DNA 一旦受损,P53则活化并启动P21 基因合成蛋白质,从而阻断细胞进入S期。
P53要点:
活化状态抑癌
下游:P21蛋白
P21蛋白阻断下游:S期所需要的cdk 蛋白
细胞分化是指由受精卵产生的细胞,在形态结构、生化组成和功能等方面均有明显的差异,形成这稳定性差异的过程称为细胞分化
细胞全能性(cell totipotency )是指单个细胞在一定条件下可分化发育成一个完整个体的能力。
这类细胞称全能细胞(totipotent cell),它应该具有正常完整的基因组,可以表达基因组中任何基因,分化发育形成该个体的任何种类的细胞。
细胞决定(cell determination)是指细胞在任何可识别的分化性状之前所表现出的分化方向性。
具有遗传稳定性
管家基因(housekeeping gene):指生物体基因组内某些基因的表达产物对所有的细胞都是必需的或必不可少的,这些基因在所有细胞中的表达几乎都是恒定的。
编码的产物:细胞骨架蛋白、组蛋白、核糖体蛋白、基本代谢过程所需要的酶蛋白等各种蛋白质。
奢侈基因(luxury gene):指生物体基因组内某些基因仅在特定细胞或特定条件下才表达,编码具有特殊功能的蛋白质产物。
编码的产物:如上皮细胞中的角蛋白、胶质细胞中的胶质细胞酸性纤维蛋白以及各种分泌细胞的分泌蛋白。
细胞衰老:是指随着时间的推移,细胞的增殖能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。
P53 (活化状态抑癌):作为监测癌变的分
细胞坏死:是指细胞在受到强烈刺激,如
机
械损伤、毒性物质的毒害、极端温度或酸碱度所导致的细胞死亡过程。
细胞坏死时,细胞膜和核膜破裂,细胞内成分溢出,影响到邻近周围细胞,并引发炎症反应
细胞凋亡:是细胞在一定的生理或病理条件下,遵循自身的程序,自己结束其生命的过程。