细胞生物学 翟中和版 总结笔记第七章
细胞生物学翟中和第四版课后习题答案
第四章:细胞膜与细胞表面1、生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系?以极性尾部相对,极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,蛋白分子以不同的方式镶嵌在脂双分子层中或结合在其表面。
生物膜具有两个显著的特征,即膜的不对称性和膜的流动性:1)、生物膜结构的不对称性保证了膜功能的方向性,使膜两侧具有不同的功能,有的功能只发生在膜外侧,有的则在膜内侧,这是生物膜发生作用所必不可少的。
如调节细胞内外Na+、K+的Na+—K+ATP酶,其运转时所需的ATP是细胞内产生的,该酶的ATP结合点正是处于膜的内侧面;许多激素受体等接受细胞外信号的则处于细胞外侧。
2)、膜的流动性与物质运输、能量转换、细胞识别、药物对细胞的作用密切相关。
可以说,一切膜的基本活动均在生物膜的流动状态下进行。
2、何为内在膜蛋白?它以什么方式与膜脂相结合?内在膜蛋白又称整合膜蛋白,这类蛋白部分或全部插入脂双层中,多数为横跨整个膜的跨膜蛋白。
它与膜结合的主要方式有:1)、膜蛋白的跨膜结构域与脂双层分子的疏水核心的相互作用。
2)、跨膜结构域两端携带正电荷的氨基酸残基,如精氨酸、赖氨酸等与磷脂分子带负电的极性头形成离子键,或带负电的氨基酸残基通过Ca+、Mg+等阳离子与带负电的磷脂极性头相互作用。
3)、某些膜蛋白通过自身在细胞质基质一侧的半胱氨酸残基上共价结合的脂肪酸分子,插到膜双层之间,进一步加强膜蛋白与脂双层的结合力,还有少数蛋白与糖脂共价结合。
3、从生物膜结构模型的演化,谈谈人们对生物膜的认识过程。
生物膜结构模型的演化是人类认识细胞膜的一个循序渐进的过程,是随着实验技术和方法的改进而不断完善的:1)、1925年:质膜是由双层脂分子构成的;2)、1935年:提出“蛋白质—脂质—蛋白质”的三明治式的质膜结构模型,这一模型影响达20年之久;3)、1959年提出单位膜模型,并大胆推测所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的单位膜构成;4)、1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型,强调:①膜的流动性,膜蛋白和膜脂均可侧向运动;②膜蛋白分布的不对称性,有的镶嵌在膜表面,有的嵌入或横跨脂双层分子。
细胞生物学习题答案(翟中和)
《细胞生物学》习题及解答第一章绪论本章要点:本章重点阐述细胞生物学的形成、发展及目前的现状和前景展望。
要求重点掌握细胞生物学研究的主要内容和当前的研究热点或重点研究领域,重点掌握细胞生物学形成与发展过程中的主要重大事件及代表人物,了解细胞生物学发展过程的不同阶段及其特点。
一、名词解释1、细胞生物学cell biology2、显微结构microscopic structure3、亚显微结构submicroscopic structure4、细胞学cytology5、分子细胞生物学molecular cell biology二、填空题1、细胞生物学是研究细胞基本规律的科学,是在、和三个不同层次上,以研究细胞的、、、和等为主要内容的一门科学。
2、年英国学者第一次观察到细胞并命名为cell;后来第一次真正观察到活细胞有机体的科学家是。
3、1838—1839年,和共同提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的。
4、19世纪自然科学的三大发现是、和。
5、1858年德国病理学家魏尔肖提出的观点,通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。
6、人们通常将1838—1839年和确立的;1859年确立的;1866年确立的,称为现代生物学的三大基石。
7、细胞生物学的发展历史大致可分为、、、和分子细胞生物学几个时期。
三、选择题1、第一个观察到活细胞有机体的是()。
a、Robert Hookeb、Leeuwen Hoekc、Grewd、Virchow2、细胞学说是由()提出来的。
a、Robert Hooke和Leeuwen Hoekb、Crick和Watsonc、Schleiden和Schwannd、Sichold和Virchow3、细胞学的经典时期是指()。
a、1665年以后的25年b、1838—1858细胞学说的建立c、19世纪的最后25年d、20世纪50年代电子显微镜的发明4、()技术为细胞生物学学科早期的形成奠定了良好的基础。
细胞生物学,翟中和,第三版--第七章
(二)与细胞质骨架相关的。
细胞质骨架作为细胞质基质的主要结构成分,不仅与维持 细胞的形态、细胞的运动、细胞内的物质运输及能量传递
有关,而且也是细胞质基质结构体系的组织者,为细胞质
基质中其他成分和细胞器提供锚定位点。
一个直径为16μm的细胞,其细胞骨架的表面积可达50×103~ 100×103μm2而相同直径的球形细胞的表面积仅有0.8×103μm2。这样 大的表面积不仅限制了水分子的运动,而且把蛋白质、mRNA等生物大分 子固定在特定的位点,在细胞质基质中形成了更为精细的区域,使复杂 的代谢反应高效而有序地进行,其功能在某种程度上类似于细胞的内膜
(2)磷酸化与去磷酸化:调节蛋白质的生物活性。 (3)糖基化。把N-乙酰葡萄糖胺分子加到蛋白质的 丝氨酸残基的羟基上 (4)对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰。
(5)酰基化。
细胞生物学
2.控制蛋白质的寿命
在蛋白质分子的氨酸序列有决定蛋白质寿命的信号。若
N端的第一个氨基酸是Met(甲硫氨酸)、Ser(丝氨酸)、 Thr(苏氨酸)、Ala(丙氨酸)、Val(缬氨酸)、Cys(半胱氨 酸)、Gly(甘氨酸)或Pro(脯氨酸),则蛋白质是稳定的; 如是其他12种氨基酸之一,则是不稳定的。
细胞质基质
内包含由微管、微丝和中间纤维等在内的除细胞器以 外的所有物质。其中蛋白质和其他分子以凝聚状态或暂时 的凝聚状态存在,与周围溶液的分子处于动态平衡。包括 作为细胞质基质主要成分的多种酶和代谢中间产物,以及 细胞生物学 呈溶解状态存在的微管蛋白。
Paine用乳胶小球实验证明,能够渗入小球 中的多肽只占所检测多肽总量的20%,80%的 多肽结合在细胞质基质上。
细胞生物学(超全_翟中和)名词解释与课后练习题与答案与配套习题答案
第一章细胞基本知识1.cell theory (细胞学说) 细胞学说是1838~1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。
它是关于生物有机体组成的学说,主要内容有:① 细胞是有机体,一切动植物都是由单细胞发育而来,即生物是由细胞和细胞的产物所组成;② 所有细胞在结构和组成上基本相似;③ 新细胞是由已存在的细胞分裂而来;④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。
2.prokaryotic cell (原核细胞) 组成原核生物的细胞。
这类细胞主要特征是没有明显可见的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核,进化地位较低。
由原核细胞构成的生物称为原核生物3.eukaryotic cell(真核细胞)构成真核生物的细胞称为真核细胞,具有典型的细胞结构, 有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质; 遗传信息量大,并且有特化的膜相结构。
真核细胞的种类繁多, 既包括大量的单细胞生物和原生生物(如原生动物和一些藻类细胞), 又包括全部的多细胞生物(一切动植物)的细胞。
4.cell plasma (细胞质) 是细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分, 包括透明的粘液状的胞质溶胶及悬浮于其中的细胞器。
5. protoplasm (原生质) 生活细胞中所有的生活物质, 包括细胞核和细胞质。
6. protoplast (原生质体) 脱去细胞壁的细胞叫原生质体, 是一生物工程学的概念。
如植物细胞和细菌(或其它有细胞壁的细胞)通过酶解使细胞壁溶解而得到的具有质膜的原生质球状体。
动物细胞就相当于原生质体。
7. mycoplasma (支原体) 是最简单的原核细胞,支原体的大小介于细菌与病毒之间,直径为0.1~0.3 um, 约为细菌的十分之一, 能够通过滤菌器。
支原体形态多变,有圆形、丝状或梨形,光镜下难以看清其结构。
支原体具有细胞膜,但没有细胞壁。
它有一环状双螺旋DNA,没有类似细菌的核区(拟核), 能指导合成700多种蛋白质。
细胞生物学(翟中和完美版)笔记.
细胞生物学教案. 第一章绪论教学目的1 掌握本学科的研究对象及内容;2 了解本学科的来龙去脉(发展史及发展前景);3 掌握与本学科有关的重大事件和名词。
教学重点本学科的研究对象及内容第一节细胞生物学研究内容与现状一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科1.细胞学(Cytology):是研究细胞的结构、功能和生活史的科学2.细胞生物学(Cell Biology):运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法,从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。
二、细胞生物学的主要研究内容1. 细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。
2.生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题(“膜学”)。
3. 细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要.性。
4. 细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径(“再教育细胞”)。
5. 细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。
(细胞全能性)6 .细胞衰老、凋亡及寿命问题。
7. 细胞的起源与进化。
8. 细胞工程改造利用细胞的技术。
生物技术是信息社会的四大技术之一,而细胞工程又是生物技术的一大领域。
目前已利用该技术取得了重大成就(培育新品种,单克隆抗体等),所谓21世纪是生物学时代,将主要体现在细胞工程方面。
三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域1. 染色体DNA与蛋白质相互作用关系;2. 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控;3 .细胞信号转导的研究;4 .细胞结构体系的装配。
第二节细胞生物学发展简史一细胞生物学研究简史1.细胞学创立时期19世纪以及更前的时期(1665—1875),是以形态描述为主的生物科学时期;2. 细胞学经典时期20世纪前半世纪(1875—1900),主要是实验细胞学时期;3. 实验细胞学时期(1900—1953);4. 分子细胞学时期(1953至今)。
翟中和细胞生物学复习资料
第一章绪论1 理解细胞生物学概念2 了解细胞生物学研究内容3 了解细胞生物学发展过程中重要的人物和事件;细胞学和细胞生物学的区别;细胞生物学的发展方向4 思考:①生命的特征有哪些?其中哪些是最主要的,为什么?②构成生命体的物质有哪几类?其中核酸类和蛋白质类的地位如何?为什么?5 cell biology, mRNA, rRNA, tRNA, DNA, R Hooke, A V Leeuwenhoek, M J Schleiden, M J Schwann, cell theory, protoplasm, protoplast, mitosis, miosis第二章细胞的统一性与多样性1 理解:细胞是生命活动的基本单位,“基本”如何理解?2 细胞的四个共性及其作为共性的理由。
3 原核细胞与真核细胞概念;理解支原体作为最简单细胞的理由;原核细胞膜的多功能性;真核细胞三大结构体系。
4 理解细胞体积大小的限制因素。
6 思考:细胞由简单到复杂的进化主要体现在哪些方面?7 virus, prokaryotic cell, eukaryotic cell, prokaryote ,eukaryote, replicon, intron, exon, cell cycle, nanobiology第三章细胞生物学研究方法1 显微镜的分辨力和分辨率。
提高显微镜分辨力的措施2 荧光、暗场、倒置、相差显微镜的基本特点、用途3 扫描电子显微镜和透射电子显微镜基本特点、用途4 细胞组分分析的基本步骤5 免疫学技术、分子杂交技术分析细胞组分的方法、应用6 细胞培养:原代细胞、传代细胞、细胞株、细胞系、接触抑制;由动物组织、植物组织获得单个细胞的方法7 单克隆抗体技术8 light microscopy, fluorescence microscopy, phase-contrast microscopy,electron microscopy, scanning electron microscopy, cell line, cell engineering, monoclonal antibody9 要求:根据拟研究内容正确选择研究方法第六章细胞的能量转换--线粒体和叶绿体1 线粒体结构特点,线粒体酶的定位。
细胞生物学_翟中和版_总结笔记第七章
Cell biology细胞生物学第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输细胞内被膜区分类:细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器第一节细胞质基质的含义和功能一、细胞质基质的含义(1)含义:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质主要含有:(1)与代谢有关的许多酶(2)与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构细胞质基质是一个高度有序的体系,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,从而完成特定的功能。
细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系,蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在,与周围溶液的分子处于动态平衡。
差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。
胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。
二、细胞质基质的功能(1)蛋白质分选和转运N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上,通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。
其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成,并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中,也有些蛋白驻留在细胞质基质中。
(2)锚定细胞质骨架(3)蛋白的修饰、选择性降解1 蛋白质的修饰辅基、辅酶与蛋白的结合磷酸化和去磷酸化糖基化N端甲基化(防止水解)酰基化2 控制蛋白质寿命N端第一个氨基酸残基决定寿命细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解,依赖于泛素降解途径3 降解变性和错误折叠的蛋白质4 修复变性和错误折叠的蛋白热休克蛋白的作用第二节细胞内膜系统及其功能细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。
研究方法:电镜技术免疫标记和放射自显影离心技术和遗传突变体分析一、内质网的形态结构和功能内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。
(一)内质网的两种基本类型糙面内质网和光面内质网。
糙面内质网:扁囊状整齐附着有大量核糖体功能:合成分泌性蛋白和膜蛋白光面内质网:分支管状,小功能:脂质合成,出芽位点部分细胞合成固醇类激素糙面内质网有20多种和光面内质网不同的蛋白,说明有特殊装置隔开两种内质网的组分。
细胞生物学(翟4版)复习提纲
一、线粒体的基本形态及动态特征 二、线粒体的超微结构 三、氧化磷酸化 四、线粒体与疾病
外膜、内膜、膜间隙、基质的标志酶; 电子传递链四种复合物的名称和作用; 氧化磷酸化;化学渗透假说的内容;ATP 合酶及其机制; 电子传递体、质子移位体、Q 循环
第二节 叶绿体与光合作用
一、叶绿体的基本形态及动态特征 二、叶绿体的超微结构 三、光合作用
第五节
其他细胞表面受体介导的信号通路
一、Wnt-β-catenin 信号通路 二、Hedgehog 受体介导的信号通路 三、NF-κB 信号通路 四、Nctch 信号通路 五、细胞表面整联蛋白介导的信号转导
第六节
细胞信号转导的整合与控制
一、细胞的应答反应特征 二、蛋白激酶的网络整合信息 三、信号的控制:受体的脱敏与下调
第二节
细胞质膜的基本特征与功能
一、膜的流动性 二、膜的不对称性 三、细胞质膜相关的膜骨架 四、细胞质膜的基本功能
3
流动镶嵌模型、脂筏模型、膜脂的成分与运动方式、脂质体 膜蛋白的类型、膜蛋白与膜脂结合的方式、成斑和成帽现象 膜骨架的概念、血影蛋白、血型糖蛋白、带 3 蛋白 —————————————
一、内质网 二、高尔基体 三、溶酶体 四、过氧化物酶体
2 种类型内质网、微粒体、肌质网;内质网的功能; 磷脂转位因子与磷脂转换蛋白、N-连接与 O-连接糖基化的比较、 KDEL 序列、极性细胞器、 糙面内质网------蛋白质的合成、修饰与加工; 光面内质网------脂类的合成与转运; 高尔基体------糖类合成; 溶酶体------细胞内消化; 异质性细胞器、溶酶体膜的特征 初级溶酶体、次级溶酶体、自噬溶酶体、异噬溶酶体、残余小体 初级溶酶体与过氧化物酶体的特征比较 过氧化物酶体的功能 内质网的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶,高尔基体的标志酶是糖基转移酶, 溶酶体的标志酶是酸性磷酸酶,过氧化物酶体的标志酶是过氧化氢酶。 —————————————
细胞生物学_(翟中和_第三版)课后练习题及答案
第一章:绪论4. 细胞生物学主要研究内容是什么?1)细胞核、染色体以及基因表达2)生物膜与细胞器3)细胞骨架体系4)细胞增殖及其调控5)细胞分化及其调控6)细胞的衰老与凋亡7)细胞起源与进化8)细胞工程第二章:细胞的基本知识概要2、细胞的基本共性是什么?1)所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜2)所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体4)所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式3、什么是说病毒?1) 病毒是由一个核酸分子(DNA或RNA)芯和蛋白质外壳构成的,是非细胞形态的生命体,是最小、最简单的有机体。
仅由一个有感染性的RNA构成的病毒,称为类病毒;仅由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。
4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式?1)支原体能在培养基上生长2)具有典型的细胞膜3)一个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体4)mRNA与核糖体结合为多聚核糖体,指导合成蛋白质5)以一分为二的方式分裂繁殖6)体积仅有细菌的十分之一,能寄生在细胞内繁殖5、说明原核细胞与真核细胞的主要差别。
第四章:细胞膜与细胞表面1、生物膜的基本结构特征是什么?这些特征与它的生理功能有什么联系?膜的流动性:生物膜的基本特征之一,细胞进行生命活动的必要条件。
1)膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。
温度对膜脂的运动有明显的影响。
在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。
在动物细胞中,胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。
膜蛋白的流动:荧光抗体免疫标记实验;成斑现象(patching)或成帽现象(capping)2)膜的流动性受多种因素影响:细胞骨架不但影响膜蛋白的运动,也影响其周围的膜脂的流动。
膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。
3)膜的流动性与生命活动关系:信息传递;各种生化反应;发育不同时期膜的流动性不同膜的不对称性:1)膜脂与糖脂的不对称性:糖脂仅存在于质膜的ES面,是完成其生理功能的结构基础2)膜蛋白与糖蛋白的不对称性:膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性;糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面;膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。
翟中和细胞生物学第七章总结2(名词解释)
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输1.细胞质基质:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,也称胞质溶胶,内含水、无机离子、酶以及可溶性大分子和代谢产物。
21、许多中间代谢过程在细胞质基质中进行。
包括糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原合成与分解以及蛋白质与脂肪酸的合成等。
2、细胞质骨架是细胞质基质的主要结构成分,与维持细胞形态、细胞运动、物质运输及能量传递有关,而且也是细胞质基质结构体系的组织者,为细胞质基质中其他成分和细胞器提供锚定位点。
3、与蛋白质的修饰及选择性降解有关。
①蛋白质的修饰,在细胞质中发生的蛋白质修饰的类型主要有:辅酶或辅基与酶的共价结合;磷酸化与去磷酸化,用以调节很多蛋白质的生物活性;糖基化作用;对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰;酰基化。
②控制蛋白质的寿命。
③降解变性和错误折叠的蛋白质。
④帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠,形成正确的分子构象。
这一功能主要靠热休克蛋白来完成。
3①辅酶或辅基与酶的共价结合。
②磷酸化与去磷酸化,用以调节很多蛋白质的生物活性。
③糖基化作用:糖基化主要发生在内质网和高尔基体中,在细胞质基质中发现的糖基化是指在哺乳动物的细胞中把N-乙酰葡糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上。
④对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰:这种修饰的蛋白质,如很多细胞支架蛋白和组蛋白等,不易被细胞内的蛋白质水解酶水解,从而使蛋白质在细胞中维持较长的寿命。
⑤酰基化:最常见的一类酰基化修饰是内质网上合成的跨膜蛋白在通过内质网和高尔基体的转运过程中发生的,它由不同的酶来催化,把软脂酸链共价地连接在某些跨膜蛋白的暴露在细胞质基质中的结构域;另一类酰基化修饰发生在诸如src基因和ras基因这类癌基因的产物上,催化这一反应的酶可识别蛋白中的信号序列,将脂肪酸链共价地结合到蛋白质特定的位点上。
如src基因编码的酪氨酸蛋白激酶与豆蔻酸的共价结合。
酰基化与否并不影响酪氨酸蛋白激酶的活性,但只有酰基化的激酶才能转移并靠豆蔻酸链结合到细胞质膜上。
南开大学翟中和细胞生物学考研笔记
细胞生物学考研复习笔记------------翟中和第一章绪论第二章细胞基本知识概要第三章细胞生物学研究方法第四章细胞质膜与细胞表面第五章物质的跨膜运输与信号传递第六章细胞质基质与细胞内膜系统第七章细胞的能量转换──线粒体和叶绿体第八章细胞核(nucleus)与染色体(chromosome)第九章核糖体(ribosome)第十章细胞骨架(Cytoskeleton)第十一章细胞增殖及其调控第十二章细胞分化与基因表达调控第十三章细胞衰老与凋亡第一章绪论细胞生物学研究的内容和现状细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科细胞生物学的主要研究内容当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域细胞重大生命活动的相互关系细胞学与细胞生物学发展简史细胞的发现细胞学说的建立其意义细胞学的经典时期实验细胞学与细胞学的分支及其发展细胞生物学学科的形成与发展细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书细胞生物学生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系,而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位,有了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在不同层次(显微、亚显微与分子水平)上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。
核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
主要内容细胞结构与功能、细胞重要生命活动:细胞核、染色体以及基因表达的研究生物膜与细胞器的研究细胞骨架体系的研究细胞增殖及其调控细胞分化及其调控细胞的衰老与凋亡细胞的起源与进化细胞工程总趋势细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势。
重点领域✧染色体DNA与蛋白质相互作用关系—主要是非组蛋白对基因组的作用✧细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控✧细胞信号转导的研究✧细胞结构体系的组装美国科学情报研究所(ISI)1997年SCI(Science Citation Index)收录及引用论文检索,全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是:细胞信号转导(signal transduction);细胞凋亡(cell apoptosis);基因组与后基因组学研究(genome and post-genomic analysis)。
细胞生物学 第四版 翟中和 各章内容摘要
细胞生物学第四版翟中和各章内容摘要第1章细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的学科,它是现代生命科学的基础学科之一。
细胞生物学研究的主要方面包括:①生物膜与细胞器;②细胞信号转导;③细胞骨架体系;④细胞核、染色体及基因表达;⑤细胞增殖及其调控;⑥细胞分化及干细胞;⑦细胞死亡;⑧细胞衰老;⑨细胞工程;⑩细胞的起源与进化。
本章回顾了细胞学与细胞生物学发展的简史,阐述了细胞学说的建立及其重要意义,分析了细胞生物学学科形成的基础与条件。
细胞学与细胞生物学发展的历史大致可以划分为以下几个阶段:①细胞的发现;②细胞学说的建立;③细胞学的经典时期;④实验细胞学时期;⑤细胞生物学学科的形成与发展。
当今的细胞生物学是以细胞作为生命活动的基本单位这一概念为出发点,在各层次上探索生命现象的最基本、最核心问题的一门重要的学科。
第2章细胞是一切生命活动的基本单位,包括以下几个方面的涵义:(1)一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的形态结构单位。
构成多细胞生物体的细胞虽然是“社会化”的细胞,但它们又保持着形态结构的独立性,每一个细胞具有自己完整的结构体系。
(2)细胞是有机体代谢与执行功能的基本单位,在细胞内的一切生化过程与试管内的生化过程的根本不同点,是细胞有严格自动控制的代谢体系,并且有保证完成生命过程有序性的独立的结构装置。
(3)有机体的生长与发育是依靠细胞增殖、分化与凋亡来实现的。
细胞是研究有机体生长与发育的基础。
(4)细胞是遗传的基本单位,每一个细胞都具有遗传的全能性(除少数特化细胞)。
构成各种生物机体的细胞的种类繁多,结构与功能各异,但它们都具有基本共性:细胞膜,两种核酸(DNA与RNA),蛋白质合成的机器——核糖体与一分为二的增殖方式,这些是细胞结构与生存不可缺少的基础。
种类繁多的细胞可以分为原核细胞与真核细胞两大类。
近年认为原核细胞并不是统一的一大类,建议将细胞划分为原核细胞、古核细胞与真核细胞三大类。
支原体是迄今发现的最小最简单的细胞,它已具备细胞的基本结构,并且有作为生命活动基本单位存在的主要特征。
细胞生物学(翟中和完美版)笔记.
细胞生物学教案. 第一章绪论教学目的1 掌握本学科的研究对象及内容;2 了解本学科的来龙去脉(发展史及发展前景);3 掌握与本学科有关的重大事件和名词。
教学重点本学科的研究对象及内容第一节细胞生物学研究内容与现状一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科1.细胞学(Cytology):是研究细胞的结构、功能和生活史的科学2.细胞生物学(Cell Biology):运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法,从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。
二、细胞生物学的主要研究内容1. 细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。
2.生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题(“膜学”)。
3. 细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要.性。
4. 细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径(“再教育细胞”)。
5. 细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。
(细胞全能性)6 .细胞衰老、凋亡及寿命问题。
7. 细胞的起源与进化。
8. 细胞工程改造利用细胞的技术。
生物技术是信息社会的四大技术之一,而细胞工程又是生物技术的一大领域。
目前已利用该技术取得了重大成就(培育新品种,单克隆抗体等),所谓21世纪是生物学时代,将主要体现在细胞工程方面。
三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域1. 染色体DNA与蛋白质相互作用关系;2. 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控;3 .细胞信号转导的研究;4 .细胞结构体系的装配。
第二节细胞生物学发展简史一细胞生物学研究简史1.细胞学创立时期19世纪以及更前的时期(1665—1875),是以形态描述为主的生物科学时期;2. 细胞学经典时期20世纪前半世纪(1875—1900),主要是实验细胞学时期;3. 实验细胞学时期(1900—1953);4. 分子细胞学时期(1953至今)。
翟中和细胞生物学笔记(全)
细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜,即细胞膜。
所有的细胞都含有两种核酸:即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。
作为蛋白质合成的机器─核糖体,毫无例外地存在于一切细胞内。
所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
细胞连接的功能分类封闭连接◆紧密连接 通讯连接◆间隙连接◆神经细胞间的化学突触◆植物细胞中的胞间连丝 锚定连接◆与中间丝相关的锚定连接:✧桥粒✧半桥粒◆与肌动蛋白丝相关的锚定连接:✧粘合带✧粘合斑紧密连接是封闭连接的主要形式,存在于上皮细胞之间◆形成渗漏屏障,起重要的封闭作用;◆隔离作用,使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能;◆支持功能锚定连接连接名称跨膜粘连蛋白胞外配体结合细胞骨架类型胞内錨蛋白桥粒钙黏蛋白相邻细胞钙黏蛋白中间丝桥粒斑珠蛋白、桥粒斑蛋白半桥粒整连蛋白基膜的层粘连蛋白中间丝桥粒斑样蛋白黏合带钙黏蛋白相邻细胞钙黏蛋白微丝连环蛋白、纽蛋白、α—辅肌动蛋白黏合斑整连蛋白基膜的纤粘连蛋白微丝踝蛋白、纽蛋白、filamin和α—辅肌动蛋白通讯连接间隙连接:分布广泛,几乎所有的动物组织中都存在间隙连接。
神经细胞间的化学突触◆存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式它通过释放神经递质来传导神经冲动。
胞间连丝:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成细胞间的通讯联络。
间隙连接✧连接子是间隙连接的基本单位。
每个连接子由6个跨膜连接蛋白呈环状排列,连接子中心形成一个直径约1.5nm 的孔道。
✧连接单位由两个连接子对接构成。
细胞表面的黏着分子 钙粘蛋白 选择素 免疫球蛋白超家族(IgSF) 整联蛋白家族。
钙粘蛋白:属同亲型结合,依赖Ca2+的细胞粘着糖蛋白,介导依赖Ca2+的细胞粘着和从ECM到细胞质传递信号。
对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。
(30多个成员的糖蛋白家族)选择素: 属异亲型结合,依赖Ca2+的细胞粘着分子,能与特异糖基识别并结合。
翟中和细胞生物学笔记_全_(整理打印版)
第一章绪论生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系,而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位,有了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它是在不同层次(显微、亚显微与分子水平)上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。
核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学)相互渗透与交融是总的发展趋势。
“细胞学说”的基本内容认为细胞是有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它“自己的”生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益;新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。
学习细胞生物学的注意点•抽象思维与动态观点•结构与功能统一的观点•同一性(unity)和多样性(diversity)的问题•细胞生物学的主要内容:基本概念与实验证据;细胞器的动态特征;化学能的产生与利用;细胞的活动及其调控等•实验科学与实验技术——细胞真知源于实验室——Whatweknow//Howweknow.细胞是生命活动的基本单位一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位 细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性没有细胞就没有完整的生命细胞概念的一些新思考细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞具有高度复杂性和组织性细胞是物质(结构)、能量与信息过程精巧结合的综合体 细胞完成各种化学反应;细胞需要和利用能量;细胞参与大量机械活动;细胞对刺激作出反应;细胞是高度有序的,具有自组装能力与自组织体系。
细胞能进行自我调控;繁殖和传留后代;细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜,即细胞膜。
所有的细胞都含有两种核酸:即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。
细胞生物学(翟中和完美版)考研笔记
细胞生物学教案第一章绪论第一节细胞生物学研究内容与现状一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科1.细胞学(Cytology):是研究细胞的结构、功能和生活史的科学2.细胞生物学(Cell Biology):运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法,从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上,研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。
二、细胞生物学的主要研究内容1.细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。
2.生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题(“膜学”)。
3.细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要.性。
4.细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径(“再教育细胞”)。
5.细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。
(细胞全能性)6.细胞衰老、凋亡及寿命问题。
7.细胞的起源与进化。
8.细胞工程改造利用细胞的技术。
生物技术是信息社会的四大技术之一,而细胞工程又是生物技术的一大领域。
目前已利用该技术取得了重大成就(培育新品种,单克隆抗体等),所谓21世纪是生物学时代,将主要体现在细胞工程方面。
三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域1.染色体DNA与蛋白质相互作用关系;2.细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控;3.细胞信号转导的研究;4.细胞结构体系的装配。
第二节细胞生物学发展简史一细胞生物学研究简史1.细胞学创立时期19世纪以及更前的时期(1665—1875),是以形态描述为主的生物科学时期;2.细胞学经典时期20世纪前半世纪(1875—1900),主要是实验细胞学时期;3.实验细胞学时期(1900—1953);4.分子细胞学时期(1953至今)。
总过程概括为:细胞发现→细胞学说建立→细胞学形成→细胞生物学的发展(1665)(1838—1839)(1892)(1965)R.Hooke Schleiden、Schwann Hertiwig DeRobertis二、细胞的发现(discovery of cell)以及细胞学说的建立及其意义(The cell theory)1.1838年,德国植物学家施莱登(J.Schleiden)关于植物细胞的工作,发表了《植物发生论》一文(Beitrage zur Phytogenesis).2.1839年,德国动物学家施旺(T.Shwann)关于动物细胞的工作,发表了《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》一文,论证了所有动物体也是由细胞组成的,并作为一种系统地科学理论提出了细胞学说。
细胞生物学(翟中和)重点
;第八章蛋白质分选与膜泡运输一、分泌蛋白合成的模型---信号假说信号假说信号肽与共转移导肽与后转移信号假说信号假说内容指导因子:蛋白质N-端的信号肽信号识别颗粒)信号识别颗粒的受体(又称停泊蛋白)等在非细胞系统中蛋白质的翻译过程与SRP、DP和微粒体的关系信号肽与共转移信号肽与信号斑起始转移序列和终止转移序列起始转移序列和终止转移序列的数目决定多肽跨膜次数跨膜蛋白的取向导肽与后转移基本的特征:蛋白质在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中,称后转移蛋白质跨膜转移过程需要ATP使多肽去折叠,还需要一些蛋白质的帮助(如热休克蛋白Hsp70)使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。
二、蛋白质分选与分选信号分选途径门控运输跨膜运输膜泡运输拓扑学等价性的维持三.膜泡运输膜泡运输是蛋白运输的一种特有的方式,普遍存在于真核细胞中。
在转运过程中不仅涉及蛋白本身的修饰、加工和组装,还涉及到多种不同膜泡定向运输及其复杂的调控过程。
三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用。
膜泡运输是特异性过程,涉及多种蛋白识别、组装、去组装的复杂调控三种不同类型的包被小泡具有不同的物质运输作用网格蛋白包被小泡COPII包被小泡COPI包被小泡网格蛋白包被小泡负责蛋白质从高尔基体TGN质膜、胞内体或溶酶体和植物液泡运输在受体介导的细胞内吞途径也负责将物质从质膜内吞泡(细胞质) 胞内体溶酶体运输高尔基体TGN是网格蛋白包被小泡形成的发源地COPII包被小泡负责从内质网高尔基体的物质运输;COPII包被蛋白由5种蛋白亚基组成;包被蛋白的装配是受控的;COPII包被小泡具有对转运物质的选择性并使之浓缩。
COPI包被小泡COPI包被含有8种蛋白亚基,包被蛋白复合物的装配与去装配依赖于ARF;负责回收、转运内质网逃逸蛋白 ER。
细胞器中保留及回收蛋白质的两种机制:转运泡将应被保留的驻留蛋白排斥在外,防止出芽转运;通过识别驻留蛋白C-端的回收信号(lys-asp-glu-leu,KDEL) 的特异性受体,以COPI-包被小泡的形式捕获逃逸蛋白。
细胞生物学第七章总结
细胞生物学第七章总结第七章细胞骨架与细胞的运动第一节微管真核细胞中细胞骨架成分之一。
是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空柱状结构。
还能装配成纤毛、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、细胞分裂等。
微管蛋白与微观的结构存在:所有真核细胞,脊椎动物的脑组织中最多。
直径:24-26纳米中空小管基本构件:微管蛋白α、β异二聚体。
13根原纤维合拢成一段微管。
极性:增长快的为正端,另一端为负端。
(与细胞器定位分布、物质运输方向灯微管功能密切相关)γ微管蛋白:定位于微管组织中心,对微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂有重要作用。
存在形式:单管(存在于细胞质,不稳定)、二联管(AB两根单管构成,主要分布于纤毛和鞭毛)、三联管(ABC三根单管组成,分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体中)一、微管结合蛋白碱性微管结合区域:明显加速微管的成核作用。
酸性突出区域:决定微管在成束时的间距大小种类:MAP-1,MAP-2,MAP-4,tau不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域:tau只存在于轴突中,MAP-2则分布于胞体和树突中。
三,微管的装配的动力学装配特点:动态不稳定性装配过程:1、成核期(延迟期)α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构,及核心的形成,接着二聚体再起两端和侧面增加使其扩展成片状带当片状带加宽至13根原纤维时,即合拢成一段微管。
是限速过程。
2、聚合期(延长期)细胞内高浓度的游离微管蛋白聚合速度大于解聚速度,新的二聚体不断加到微管正端使其延长。
3、稳定期(平衡期)胞质中游离的微管蛋白达到临界浓度,围观的组装与去组装速度相等(一)微管装配的起始点是微管组织中心中心体和纤毛的基体称为微管组织中心。
作用:帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。
γTuRC:刺激微管核心形成,包裹微管负端,阻止微管蛋白的渗入。
可能影响微管从中心体上释放。
中心体:包括中心粒,中心粒旁物质。
间期位于细胞核的附近,分裂期位于纺锤体的两极。
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Cell biology细胞生物学第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输细胞内被膜区分类:细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器第一节细胞质基质的含义和功能一、细胞质基质的含义(1)含义:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质主要含有:(1)与代谢有关的许多酶(2)与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构细胞质基质是一个高度有序的体系,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,从而完成特定的功能。
细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系,蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在,与周围溶液的分子处于动态平衡。
差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。
胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。
二、细胞质基质的功能(1)蛋白质分选和转运N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上,通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。
其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成,并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中,也有些蛋白驻留在细胞质基质中。
(2)锚定细胞质骨架(3)蛋白的修饰、选择性降解1 蛋白质的修饰辅基、辅酶与蛋白的结合磷酸化和去磷酸化糖基化N端甲基化(防止水解)酰基化2 控制蛋白质寿命N端第一个氨基酸残基决定寿命细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解,依赖于泛素降解途径3 降解变性和错误折叠的蛋白质4 修复变性和错误折叠的蛋白热休克蛋白的作用第二节细胞内膜系统及其功能细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。
研究方法:电镜技术免疫标记和放射自显影离心技术和遗传突变体分析一、内质网的形态结构和功能内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。
(一)内质网的两种基本类型糙面内质网和光面内质网。
糙面内质网:扁囊状整齐附着有大量核糖体功能:合成分泌性蛋白和膜蛋白光面内质网:分支管状,小功能:脂质合成,出芽位点部分细胞合成固醇类激素糙面内质网有20多种和光面内质网不同的蛋白,说明有特殊装置隔开两种内质网的组分。
光面内质网与高尔基体关系密切。
糙面内质网与线粒体紧密相依。
内质网分布与微管走向一致,驱动蛋白与内质网结合。
内质网可能一端固定在核膜上,另一端在驱动蛋白的牵引下沿微管向外延伸形成网络结构。
(二)内质网的功能1 蛋白质的合成是糙面内质网的主要功能(1)向细胞外分泌的蛋白质(2)膜的整合蛋白(3)构成内膜系统细胞器中的可溶性驻留蛋白(4)和高尔基体配合对蛋白进行修饰和加工2 光面内质网是脂质合成的重要场所内质网合成构成几乎全部的膜脂。
合成磷脂的酶都在内质网膜上,活性部位在基质侧。
合成的磷脂几分钟后就转位到内质网腔面,可能借助磷脂转位因子或者转位酶。
合成的磷脂向外转运的两种方式:出芽凭借PEP蛋白形成水溶性复合物在膜之间转运3 蛋白质的修饰与加工在内质网腔,糖基转移酶将寡糖链转移到Asn残基上成为N-连接糖基化,与Asn直接结合的糖食N-乙酰葡糖胺(O-连接的糖基化发生在高尔基体中,修饰发生在Ser/Thr 羟赖氨酸和羟脯氨酸上,直接连接的糖是N-乙酰半乳糖胺)4 新生多肽的折叠和组装畸形肽链被识别后通过Sec61p复合体从ER转运到细胞质基质,通过泛素途径被蛋白酶体降解PDI(蛋白二硫键异构酶)切断二硫键,帮助折叠Bip 识别不正确折叠的蛋白,促进重新折叠,Hsp70家族成员PDI和Bip都有KDEL货HDEL信号保证它们滞留在内质网中维持高浓度5 内质网的其他功能光面内质网:解毒肌质网(特殊的光面内质网):储存钙,在接受冲动刺激后释放钙引起肌肉收缩(三)内质网与基因表达调控三种从内质网到细胞核的转导途径:(1)内质网腔未折叠蛋白的超量积累(2)折叠好的蛋白的超量积累(3)内质网膜上膜脂成分的变化二、高尔基体的形态结构和功能(一)高尔基体的形态结构与极性特征结构:堆叠在一起的排列整齐的扁平膜囊,有极性。
靠近细胞核的一面是凸面形成面和顺面,考级质膜的一面是凹面、成熟面和反面。
电镜染色的标识酶:顺面:嗜锇反应反面:CMP酶TPP酶中间膜囊:甘露糖酶NADP酶GERL:CMP和酸性磷酸酶染色,在高尔基体一侧的结构高尔基体的精细结构1 高尔基体顺面膜囊或顺面高尔基体管网状结构高尔基体顺面最外侧的扁平膜囊,cis膜囊,管网结构。
顺面高尔基体管网状结构,CGN,比高尔基体其他部位略薄,与内质网厚度相近。
接受来自内质网物质并转运入高尔基体中间膜囊。
具有KDEL(HDEL)序列。
可能有O-链接糖基化等其他生物活性。
2 高尔基体中间膜囊功能:糖基修饰糖脂形成与高尔基体有关的多糖合成3 高尔基体反面膜囊及反面高尔基体管网状结构TGNpH比其他部位低CMP阳性反应的TGN就是GERL区域功能:分类包装蛋白,最后从高尔基体输出。
晚期蛋白修饰。
高尔基体周围有许多囊泡。
顺面一侧囊泡可能是ER-Golgi运输泡,叫作ERGIC或者VTCs高尔基体与细胞骨架关系密切,在没有极性的细胞中,高尔基体分布在微管组织中心处。
在高尔基体膜囊上有微丝依赖和微管依赖的马达蛋白。
(二)高尔基体的功能将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类和包装,然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。
高尔基体是糖类合成的工厂。
1 高尔基体与细胞的分泌活动分泌性蛋白、膜蛋白、溶酶体酶和胞外基质成分都通过高尔基体完成定向转运。
比如:溶酶体酶在内质网合成时发生N-连接糖基化,在高尔基体中寡糖链中甘露糖残基发生磷酸化形成M6P。
高尔基体trans面上有M6P受体,溶酶体酶与受体亲和起到局部浓缩的作用。
但糖链的修饰并不是高尔基体蛋白分选的唯一途径。
肝细胞中有不依赖M6P修饰的另一种分选途径。
2 蛋白质的糖基化及其修饰糖基化的作用:给蛋白质打上标记,利于高尔基体分类和包装帮助蛋白折叠,增加糖蛋白稳定性限制其他大分子接近膜蛋白N连接和O连接寡糖比较N-连接O-连接合成部位rER/Golgi Golgi合成方式来自同一寡糖前体一个一个单糖加上去氨基酸残基Asn Ser/Thr 羟脯/赖糖残基N-乙酰葡糖胺N-乙酰半乳糖胺蛋白聚糖也在高尔基体中合成,它是糖胺聚糖结合到核心蛋白的丝氨酸残基上,与丝氨酸羟基结合的是木糖。
是胞外基质成分。
高尔基体参与植物细胞壁形成。
3 蛋白酶的水解和其他加工过程蛋白在高尔基体酶解加工方式(1)蛋白原进入高尔基体,切除N端或两端序列形成成熟多肽(2)有些蛋白在合成时就是含有多个相同氨基酸序列的前体,在高尔基体中水解成同种有活性的多肽(3)蛋白质分子的前体中有不同的信号序列,最后加工成不同的产物。
不同的多肽采取不同的加工方式的原因:1 有些分子太小2 缺少包装并转运到分泌泡中的信号3 防止这些活性物质在合成它的部位其作用硫酸化作用也在高尔基体中进行。
硫酸化蛋白质是蛋白聚糖。
三、溶酶体的形态结构和功能(一)溶酶体的形态结构与类型基本功能:对生物大分子的强烈的消化作用分类:初级溶酶体、次级溶酶体、残余体初级溶酶体:球形,内容物均一,含有多种水解酶。
膜成分特点:含有质子泵多种载体蛋白膜蛋白高度糖基化(防止自身降解)次级溶酶体:初级溶酶体与细胞的自噬泡或者异噬泡、胞饮泡或者吞噬泡融合形成的复合体。
分别成为自噬溶酶体和异噬溶酶体,都进行消化作用。
形态不规则,内部结构复杂。
残余体:消化后的小分子物质通过膜上载体蛋白运到细胞质基质中,未被消化的物质残存在溶酶体中形成残余体。
残余体以类似于胞吐的方式排出细胞。
溶酶体的标志酶:酸性磷酸酶(二)溶酶体的功能3种途径:1 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器和衰老损伤和死亡的细胞2 防御功能,识别入侵的细菌和病毒,杀死并降解之3 其他功能(1)为细胞提供营养(2)摄入分泌颗粒调节分泌过程(3)蝌蚪尾巴退化、断奶后乳腺退化(4)精子顶体(三)溶酶体的发生溶酶体酶在高尔基体中被打上M6P标记(参加高尔基体的功能一节)。
在高尔基TGN中,含有多个M6P标记的溶酶体酶与M6P受体结合。
TGN上转移小泡将溶酶体酶运到前溶酶体中。
M6P受体穿梭于高尔基体和前溶酶体之间。
在高尔基的中性环境中,M6P受体和M6P结合。
在前溶酶体的酸性环境中,M6P受体与M6P分离,并返回高尔基体。
在前溶酶体中,溶酶体酶的M6P去磷酸化,进一步促使M6P受体与之彻底分离。
载有溶酶体酶的运输小跑从TGN出芽的过程需要网格蛋白的帮助。
细胞质膜上也有M6P的受体,可与胞外的溶酶体酶结合运送到前溶酶体。
溶酶体膜上的酶不必M6P化。
(四)溶酶体与过氧化物酶体1 过氧化物酶体与溶酶体的区别初级溶酶体过氧化物酶体形态大小0.2~0.5um 0.15-0.25um无酶晶体内含有酶的晶体酶种类:酸性水解酶氧化酶类pH : 5 7O2 不需要需要功能消化多功能发生rER,golgi出芽细胞质基质,组装标志酶:酸性水解酶过氧化氢酶2 过氧化物酶体的功能动物细胞:解毒降解大分子植物细胞:光呼吸参与乙醛酸循环(种子萌发)3 过氧化物酶体的发生分裂形成。
酶蛋白由细胞核编码,在细胞质基质中合成。
PTS 信号序列内质网参与过氧化物酶体的发生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信号假说:分泌性蛋白N端序列作为信号肽,指导分泌性蛋白到内质网膜上合成,然后在信号肽引导下边合成边通过易位子蛋白复合体进入内质网腔,在蛋白质合成结束前信号肽被切除。
共翻译转运过程:蛋白质首先在游离核糖体上合成,延伸到80氨基酸时,N端的信号序列暴露出核糖体,并与SRP结合,肽链延伸停止。
SRP与内质网膜上的SRP受体结合,这种结合受GTP和SRP与其受体结合的强化。
核糖体/新生肽与内质网上易位子结合,SRP脱离信号序列和核糖体,返回基质重复使用,肽链又开始延伸。
信号肽与易位子结合使孔道打开,信号肽穿入内质网膜并引导肽链以半环形式进入内质网腔,耗能。
同时,腔面上的信号肽酶切除信号肽。
肽链继续延伸至完成。
蛋白质进入腔内并折叠,核糖体释放,易位子关闭。
信号肽可以认为是开始转移序列,也可能有停止转移序列。
信号序列,信号斑二、蛋白质分选的基本途径与类型两条途径:翻译后转运途径:在游离核糖体上完成合成,然后转运到膜围绕的细胞器。
共翻译转运途径:在游离核糖体上开始之后由信号肽引导转移到糙面内质网,新生肽边合成边转入rER中,再经Golgi加工包装、运送到特定部位。
高尔基体和内质网本身是走这一条途径的。
四种类型:1 蛋白质的跨膜转运在细胞质基质中合成的蛋白运送到内质网、线粒体、质体等细胞器。
N端导肽(线粒体、叶绿体)和C端内在引导信号(过氧化物酶体)。
在分子伴侣帮助下通过膜上输入装置。