细胞质基质与内膜系统

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一、细胞质基质的涵义
在细胞基质中，各种复杂的代谢反应是如何有条 不紊地进行，各个代谢环节之间又是如何相互关 联、相互制约的？
数以千种的生物大分子和代谢产物（或底物）又 是如何定向地转运？
调节细胞增殖、分化、衰老与凋亡等重大生命活 动的细胞转导途径又是怎么传递与整合的？
另一些实验表明，mRNA和核糖体也都是结合 在细胞质基质上。
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用差速离心的方法所获得的胞质溶胶的成分与 细胞质基质周围的溶液成分有很大的不同。胞 质溶胶中的多数蛋白质，特别是分子量较大的 蛋白质，可能通过较弱的次级键直接或间接地 结合在细胞质基质的纤维上。
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（一）概念
1、经典细胞学:电镜下，除去可见的细胞器及其亚 微结构以外的细胞质部分称为细胞质基质。
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细胞质基质与胞质溶胶
细胞质基质主要是由微管、微丝和中等纤维等形 成的相互联系的结构体系，其中蛋白质和其它分 子以凝聚状态或暂时的凝聚状态存在，它与周围 的溶液即周围水相中的分子处于动态平衡。
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胞质溶胶的成分是否与细胞质基质周围溶液的成分相同？
Paine把乳胶小球注射到非洲爪蟾的卵母细胞经 过一段时间之后，取出乳胶小球，用聚丙烯酰 胺双向凝胶电泳技术分析了渗入乳胶小球中的 蛋白质成分，并与周围细胞质中的蛋白质成分 进行了比较。结果发现，在所检测到的90多种 多肽中，80％的多肽未曾扩散到乳胶小球中， 而结合在细胞质基质上。
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The microtrabecular lattice（微梁网络） of the cytoplasmic matriபைடு நூலகம் in an unextracted cell.
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基本概念 用差速离心的方法分离细胞匀浆物中个组分，先后除 去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等 细胞器或细胞结构后，存留在上清液中的主要是细胞 质基质的成分。生物化学家多称之为胞质溶胶。
热休克蛋白HSP帮助变性或畸形蛋白质重新折叠
5、物质贮存和运输，如:膜系统和细胞骨架系统解
聚后的物质均贮存于细胞质基质中，被称为“分
子库”，当需重可新编辑组版 装时由此提供元件。
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第二节 细胞内膜系统（endomembrane system）及其功能
成分复杂，不易分析，所以，反映了大部分细 胞生化成分，即是许多细胞器生化反应的底物 和产物的运输通道，本身又涉及了几种细胞代 谢途径。
离心分离中，易发生混杂和丢失，破碎的细胞 器及液泡内含物可能混入可溶相，而另外一些 本属基质的物质，如可溶性酶又可依附在细胞 器碎片上被分离掉。
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二、细胞质基质的功能
2、细胞生物学:分级离心后，除去所有细胞器和颗 粒剩下的清液部分称为胞质溶胶。
学术争议:有人认为细胞骨架不属于细胞质基质的 范畴，是细胞器，也有人认为细胞骨架是细胞质基 质的主要结构体系，是其他成分锚定的骨架，同时 它们经常处于装配和解聚的动态平衡中，其解聚的 亚单位仍保持在液相中。
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（二）化学组成
1、是进行某些细胞生化活动的场所，糖酵解、脂肪 酸合成，有些供细胞自身结构和代谢所需蛋白，
如组蛋白、非组蛋白、肌球蛋白，核糖体蛋白都
在游离核糖体中合成。
2、维持细胞器稳定，提供适宜离子环境
3、供应细胞器内发生反应的底物
4、对蛋白质修饰选择性降解和构象修正 磷酸化与去磷酸化，糖基化，甲基化，酰基化
依赖泛素标记的蛋白酶体中的蛋白质降解途径
主要成分 中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构。
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细胞基质的成分
免疫荧光技术：酵解过程有关蛋白结合在微丝上 原位杂交技术：mRNA在细胞中区域性分布 卵母细胞中不同的mRNA在细胞质的不同的部位 酵解有关的酶类，彼此之间以弱键结合在一起形
成酶的复合体，定位在细胞基质的特定部位，催 化细胞的葡萄糖和丙酮酸的一系列反应。
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细胞分裂期的细胞质基质
细胞质基质是一个高度有序的体系，其中细胞 质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中，多数 的蛋白质直接或间接地与骨架结合，或与生物 膜结合，完成特定的生物学功能。
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细胞超微结构与生物化学等不同的侧面互相结 合来研究细胞质基质的特殊的复杂的结构体系。
在细胞质基质中，蛋白质与蛋白质之间，蛋白 质与其它大分子之间的相互作用都是通过非常 弱的键来进行，并且常常处于动态平衡之中， 这种结构体系的维持只能在高浓度的蛋白质及 特定的离子环境的条件之下实现。
第七章 细胞质基质与细胞内膜系统
第一节 细胞质基质的涵义与功能 一、细胞基质的涵义 二、细胞基质的功能
第二节 细胞内膜系统及其功能 一、内质网的形态结构与功能 二、高尔基体的形态与功能 三、溶酶体的形态与功能
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第三节 细胞内蛋白质的分选与膜泡运输 一、信号假说与蛋白质分选信号 二、蛋白质分选的基本途径与类型 三、膜泡运输 四、细胞机构体系的组装
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细胞内被膜区
细胞质基质（Cytoplasmic matrix) 细胞内膜系统（endomembrane system) 其他被膜包被的细胞器（线粒体、叶绿体、过氧
化酶体和细胞核)
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第一节 细胞质基质的涵义与功能 细胞质基质（Cytosol, Cytoplasmic matrix） 细胞质基质的功能
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细胞基质
细胞液（Cell sap) 透明质(Hyaloplasm) 胞质溶液(Cytosol) 细胞基质(Cytoplasmic Matrix) 细胞基质看成是酶溶液 细胞基质很可能是高度有组织的体系
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根据细胞基质中各种生物大 分子结构的实际数目与相对 大小所绘制的细胞基质结构 的示意图
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细胞质基质（Cytosol, Cytoplasmic Matrix ）
细胞质基质:在细胞中，除去可分辨的细胞器以外的 胶状物质，细胞的重要的结构成分，其体积约占细胞 质的一半。
肝细胞中细胞质基质和细胞其他组分的数目及所占的体积比
细胞组分
数目
体积比
细胞质基质 细胞核 内质网 高尔基体 溶酶体 胞内体 过氧化物酶体 线粒体