第十章 真核细胞的信号传导与基因表达
细胞11.细胞信号转导
细胞11.细胞信号转导●细胞信号转导概述●cell communication 细胞通信定义：细胞产生的胞外信号与靶细胞表面相应的受体结合，引发受体构象改变而激活，进而导致细胞内信号转导通路的建立，最终调节靶细胞的代谢、结构功能或基因表达，并表现为靶细胞整体的生物学效应●分泌化学信号进行细胞间通信多细胞普遍采用的方式●endocrine 内分泌由内分泌细胞分泌胞外信号分子（如激素），通过血液或其他细胞外液运送到体内相应组织，作用于靶细胞而发挥作用●paracrine 旁分泌细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞而发挥作用●autocrine 自分泌细胞对自身分泌的信号分子产生反应●synaptic signaling 突出信号传递神经元：突触前膜释放化学信号到突触间隙，通过分子扩散作用于后膜的相应受体（电信号→化学信号→电信号）●contact-dependent signaling 接触依赖性通信细胞直接接触，通过信号细胞跨膜信号分子（配体）与相邻靶细胞表面受体相互作用●gap junction 间隙连接、plasmodesma 胞间连丝通过交换小分子实现代谢偶联或电偶联，从而实现功能调控●signal molecule 信号分子细胞承载物理或化学信息的载体●化学信号●gaseous signal molecule 气体性信号分子：NO、CO可以自由扩散，进入细胞直接激活效应酶（鸟苷酸环化酶），产生第二信使cGMP，参与体内众多生理过程，影响细胞行为●疏水性信号分子：甾类激素、甲状腺素亲脂性分子小、疏水性强，穿过细胞质膜进入细胞，与细胞内核受体（nuclear receptor）结合，调节基因表达●亲水性信号分子：神经递质、局部介质、大多数蛋白类激素不能透过细胞质膜，与靶细胞表面受体结合，经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶，引起细胞的应答反应●膜结合信号分子：Delta受体表达在细胞质膜上的信号分子，通过与靶细胞质膜上的受体分子相互作用，引起细胞应答●物理信号●声、光、电、温度变化●receptor 受体一类能够识别和选择性结合某种信号分子（配体）的大分子intracellular receptor 细胞内受体：位于细胞质基质或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子，如甾类激素、甲状腺素等cell-surface receptor 细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子，包括分泌型信号分子或膜结合型信号分子●种类●ion channel-coupled receptor 离子通道偶联受体（ligand-gated channel 配体门通道）受体本身既有配体结合位点又是离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤●G-protein-coupled receptor, GPCR G蛋白偶联受体（GPCR）介导的信号转导G蛋白：GTP结合蛋白根据其偶联蛋白效应的不同，介导不同的信号通路●enzyme-linked receptor酶联受体介导的信号转导分为胞外段、跨膜段、胞内段一类胞内结构域具有潜在酶活性另一类受体本身不具酶活性，而是受体胞内段与酶相联系●两种主要的细胞反应●快反应：细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞代谢功能的短期反应●慢反应：影响细胞内特殊蛋白的表达量，最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达的长期反应●second messenger 第二信使定义：在胞内产生的非蛋白类小分子，通过其浓度变化（增加或减少）应答胞外信号与细胞表面受体的结合，调节细胞内酶和非酶蛋白的活性，从而在细胞信号转导途径中行使携带和放大信号的功能●cAMP ——激活PKA（GPCR介导，激活AC，cAMP-PKA pathway）●cGMP ——激活PKG（胞内受体介导，NO pathway）●Ca^{2+} ——结合CaM（NO pathway、Ca^{2+}spark）●DAG二酰甘油——激活PKC，进而激活MAPK或NFκB（GPCR介导，激活PLC，DAG-PKC pathway）●IP_31,4,5-三磷酸肌醇——激活内质网钙离子通道（GPCR介导，激活PLC，IP_3-Ca^{2+} pathway）●PIP_3 三磷酸磷脂酰肌醇——激活PKB （酶联受体介导，激活RTK，PI3K-PKB pathway）●molecular switch 分子开关定义：通过激活机制或失活机制精确控制细胞内一系列信号转导级联反应的蛋白质●GTP酶分子开关调控蛋白三聚体GTP结合蛋白、单体GTP结合蛋白（Ras蛋白）●结合GTP → 活化；结合GDP → 失活●由鸟苷酸交换因子介导GTP的添加●由GTP酶促进蛋白、G蛋白信号调节子促进GTP水解●protein kinase 蛋白激酶、protein phosphatase 蛋白磷酸酶PKA、PKB、PKC、PKG等●改变蛋白质的电荷并改变蛋白质构象，从而导致该蛋白质活性的增强或降低，是细胞内普遍存在的一种调节机制●calmodulin, CaM 钙调蛋白●定义：真核细胞中普遍存在的小分子蛋白，每个CaM分子具有含有4个Ca^{2+}结合位点，它作为行使多种功能的分子开关蛋白介导多种Ca^{2+}的细胞效应，CaM可通过与Ca^{2+}的结合或解离而分别处于活化或失活状态。
真核生物的基因表达与调控ppt课件
（1）启动子(promoter): 3种类型； （2）增强子(enhancer)： （3）沉默子(silencer )：负性调节元件，起阻遏作用。 （4）绝缘子(insulator,boundary element):在真核基因 及其调控区的一段DNA序列 。
编辑课件
13
增强子Enhancer
（4）真核生物是多细胞的，在生物的个体发育过程中 其基因表达在时间和空间上具有特异性，即细胞特异性 或组织特异性表达。
编辑课件
2
•真核基因组结构特点
▪ 真核基因组结构庞大：3×109bp、染色质、染色体、核膜 ▪ 单顺反子(monocistron) ▪ 含有大量重复序列 ▪ 基因不连续性：断裂基因（interrupted gene）、内含
而这个序列分析表明，几乎每个内含子5末端起始 的两个碱基都是GT,而3末端最后两个碱基总是AG.
编辑课件
4
多 层 次 调 控
编辑课件
5
u染色体水平的调控
染色质的结构： Ø基本结构是核小体。 Ø在细胞中的状态： （1）紧密压缩 （2）被阻遏状态 （3）有活性状态 （4）被激活状态 Ø异染色质化
编辑课件
编辑课件
16
编辑课件
17
u真核基因转录后水平的调控
5′端加帽(cap)和3′端多聚腺苷酸化(polyA)的调控意义
使mRNA稳定，在转录过程中不被降解 mRNA的选择剪接(alternative splicing)对基因表达
的调控 外显子选择(optional exon)、内含子选择
(optional intron)、互斥外显子、内部剪接位点 mRNA 运输的控制
真核生物的基因表达调控
细胞生物学名词解释
第一章绪论1.细胞生物学：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.第三章细胞生物学研究方法2. 分辨率：能区分开两个物点最小间隔的能力。
通常用相邻两质点的距离表示。
D=0.61λ/N ．A第四章细胞膜与细胞表面3. 单位膜:由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面各厚约2nm的蛋白质构成。
4. 相变: 在不同温度下发生的膜脂状态的改变称为相变5. 生物膜:把细胞所有膜结构统称为生物膜,实际上它是细胞内膜和质膜的总称。
6. 膜骨架:指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构,它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
7. 细胞表面细胞外表面:与细胞外环境接触的膜面。
细胞外基质: 指分布于细胞外空间, 由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构8. 细胞外被:指细胞质膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际指细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链。
第五章物质的跨膜运输9. 被动运输：是指通过简单扩散或协助扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。
转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。
:10.简单扩散: 疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子在以简单的扩散方式跨膜转运中，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助，因此称为简单扩散11.协助扩散: 各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运，该过程不需要细胞提供能量，但需要特异的膜蛋白“协助”物质转运使其转运速率增加，转运特异性增强。
12.载体蛋白：存在于细胞膜上的一种具有特异性传导功能的蛋白质，它能与特定的溶质分子结合，通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运。
13.通道蛋白：存在于细胞膜上的一种跨膜蛋白质，其跨膜部分形成亲水性的通道，当这些孔道开放时允许适宜大小的分子和带电荷的离子通过，通道蛋白所介导的被动运输不需要与溶质分子结合。
细胞生物学第四版课后题答案全
细胞生物学（第四版）课后思考题答案仅供参考目录第一章绪论 (1)1、根据细胞生物学研究的内容与你掌握的生命科学知识，恰当的评价细胞生物学在生命科学中所处的地位，以及它与其他学科的关系。
(1)2、如何认识细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义？ (1)3、试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件，以及它今后发展的主要趋势。
..14、当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些？为什么？ (1)第二章细胞的统一性和多样性 (1)1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ (1)2、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？ (2)3、怎样理解“病毒是非细胞形态的生命体”？试比较病毒与细胞的区别并讨论其相互的关系。
(2)4、试从进化的角度比较原核细胞。
古核细胞及真核细胞的异同。
(2)第三章细胞生物学研究方法 (3)1、举例说明电子显微镜技术与细胞分子生物学技术的结合在现代细胞生物学研究中的应用。
(3)2、光学显微镜技术有哪些新发展?它们各有哪些突出优点? 为什么电子显微镜不能完全代替光学显微镜? (3)3、为什么说细胞培养是细胞生物学研究的最基本的技术之一？ (3)4、研究细胞内大分子之间的相互作用与动态变化涉及哪些实验技术？他们各有哪些优缺点？ (3)5、什么是模式生物？举例说明模式生物的使用在细胞生物学研究中的作用。
(3)6、功能基因组学的基本研究思路与基本方法是什么？为什么说它与细胞生物学的发展密切相关？ (4)第四章细胞质膜 (4)1、从生物膜结构模型的演化，谈谈人们对生物膜的认识过程。
(4)2、膜脂有哪几种基本类型？他们各自的结构特征和功能是什么？ (4)3、何谓内在膜蛋白? 内在膜蛋白以什么方式与膜脂相结合? (4)4、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？ (4)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。
分子生物学真核生物表达系统ppt课件
1
第一节 概述
在进行人的特定基因表达时，真核 细胞表达系统是首要的选择，尤其 是对于功能性膜蛋白、需要翻译后 修饰蛋白、分泌型蛋白和多蛋白复 合体中的蛋白组分等，这些蛋白质
往往只能在真核细胞表达系统中才 能获得有活性的表达产物。其原因
有：
12.02.2020
2
1、真核蛋白在原核宿主中不稳定
2、通过突变研究基因表达产物功能区 及关键位点
3、制备过量表达产物用于结构分析
12.02.2020
5
外源基因导入真核细胞的基本方法
病毒感染 化学法 转染
物理法
DEAE葡聚糖法 磷Байду номын сангаас钙共沉淀法 脂质体介导法 醋酸锂法 电穿孔法
显微注射法
12.02.2020
6
三、外源基因在真核细胞中表达的主 要方式
18
哺乳动物细胞表达载体中常用的多腺苷酸化区
Poly A区
BGH SV40 late
TK SV40 early Hep B
来
源
牛生长激素 猿猴病毒40晚期基因 单纯疱疹病毒腺激酶 猿猴病毒40早期基因
乙肝表面抗原
效率
3 2 1.5 1 1
12.02.2020
19
（3）选择标记
1)药物选择标记基因
a、APH或neor基因：新霉素、庆大霉
素及卡那霉素的结构类似物氨基糖苷G418可以干扰真核细胞核糖体的功能而 阻止蛋白质的合成。APH或neor基因编 码氨基糖苷磷酸转移酶，使G-418灭活。
转染细胞由于表达氨基糖苷磷酸转移酶， 因此可以在含G-418的培养基中生长。
12.02.2020
20
b、ADA基因：ADA基因编码腺苷酸 脱氨酶，Xyl-A经磷酸化转化为XylATP并结合到核酸分子中而导致细胞 死亡。ADA可以使之转变为肌苷衍生 物而解毒。
原核与真核基因表达比较
目录
• 引言 • 原核生物基因表达特点 • 真核生物基因表达特点 • 原核与真核基因表达差异比较 • 原核与真核基因表达互作关系 • 研究展望与意义
01
引言
目的和背景
揭示原核与真核基因表达的差异
通过比较原核生物和真核生物在基因表达调控机制、转录和翻译过程等方面的 异同，深入理解生物进化的本质和复杂性。
宿主环境
真核生物作为宿主，其内部环境可能 对原核生物的基因表达产生影响，如 pH值、温度、营养条件等。
免疫应答
真核生物的免疫系统可以识别并应答 原核生物的感染，从而影响原核生物 的基因表达。生物与真核生物之间可以建 立共生关系，彼此之间的基因表 达会相互影响，以达到共同生存 的目的。
转录延伸
在原核生物中，RNA聚合 酶在DNA模板上持续合成 RNA链，直到遇到终止信 号。
转录终止
原核生物的转录终止通常 涉及rho因子等蛋白质， 帮助RNA聚合酶从DNA模 板上脱离。
翻译过程
01
翻译起始
延伸过程
02
03
翻译终止
原核生物的翻译起始需要特定的 起始因子和核糖体小亚基的结合。
在原核生物中，延伸因子帮助氨 酰-tRNA进入核糖体的A位，并 促进肽键的形成。
表观遗传调控
真核生物具有复杂的表观遗传调控机制，如DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等，这些调控机制可以影响基因 的表达和细胞的命运。而原核生物则缺乏类似的表观遗传调控机制。
信号传导与基因表达调控
真核生物的信号传导途径与基因表达调控密切相关，可以通过信号分子和受体的相互作用来调节基因的 表达。而原核生物的信号传导途径相对简单，通常不涉及复杂的信号分子和受体的相互作用。
第十章 真核生物基因表达的调控
类型II基因转录因子与顺式元件的相互作用
转录因子的调控作用 作用于序列不同的多个DNA位点: 亲和性相近，如HAP-1可以结 合CYC1和CYC7的UAS区，但两区段无同源性； 多种蛋白因子结合同一顺式因子: Ig基因的八聚体ATCAAAT可被 Oct-1、Oct-2、OBP-100、NFIII、NF-A1、NF-A2等因子结合，CCAAT可 被C/EBP、CTF/NF1、CP1、CP2等结合，TGACTCA由Ap1, Fos, Jun的异 源二聚体结合； 识别特异性DNA序列的时序: 不同因子的有序协同作用是特异性 结合调控基因活性的基础； 磷酸化作用: 许多转录因子的磷酸化/去磷酸化直接影响其活性， 如Sp1结合DNA后才能被磷酸化，其激酶亦结合DNA后才具有活性。
第十章 真核生物基因表达的调控
真核基因表达调控的特点 活性染色质和基因的转录 转录的顺式作用元件 基因转录的反式作用调控因子 类型II基因转录因子与顺式元件的相互作用 真核基因转录的调控机制 细胞周期的调控
真核基因表达调控的特点
基因组DNA 原核生物DNA: 很少结合蛋白质，转录起始终止反应快; 真核生物DNA: 与组蛋白形成核小体(染色质)并进一步组装成染色体， 基因的转录需要染色质结构的变化； 转录和翻译 原核生物: 无核膜，转录与翻译偶联(trp操纵子衰减作用); 真核生物: 核膜分隔，核内转录及及其加工，胞质进行翻译，可影响核 内基因转录和加工； 细胞生长与分化 所有细胞含有相同的DNA，不同细胞内进行基因的 “程序化”差异表达是细胞生长分化的基础； 基因表达调控的复杂性 环境信号－原核与真核生物细胞的反应各 异，原核细胞受到的环境变化反应基本一致，真核细胞基因表达受到 调节蛋白、肽激素、信号分子等的特异性调控； 持家基因(house-keeping)-所有细胞类型都表达，时态基因－不同发育 时期表达，组织特异基因(tissue-specific)－特定组织器官表达.
第10章细胞骨架(Cytoskeleton)
第十章细胞骨架（Cytoskeleton）教学目的： 1 掌握细胞骨架的概念2 掌握细胞骨架各成分性质、结构与功能3 了解细胞的各种运动形式教学重点：1 细胞骨架的狭义及广义概念2 细胞骨架各成分性质、结构与功能教学难点：细胞骨架各成分之间的关系讲授与讨论概述细胞骨架是真核细胞中的蛋白纤维网架体系，可以说是迄今为止，最新发现的一类细胞器，也是当前细胞生物学研究中最活跃的领域之一，并且这种研究正方兴未艾。
真正确认细胞中骨架系统的存在，则是在本世纪60年代，人们对制作电镜标本的固定剂和条件作了改动之后。
1963年，Slauterback使用戊二醛（代替锇酸）在室温（代替0℃）下固定标本，首先在水螅刺细胞中发现了细胞骨架成分之——微管，同年，Porter在植物细胞中也发现了微管的结构。
那么细胞骨架的概念如何呢？包括哪些内容呢？细胞骨架是真核细胞中的蛋白纤维网架体系。
早期狭义的范围主要指胞质骨架，现代广义的理解应为：细胞骨架（cell skeleton）细胞骨架的主要功能是（1）维持细胞形态多样性（2）行使细胞运动（3）保持细胞内结构的合理空间布局与有序性（4）细胞内物质的传递与运输（5）参与细胞内信号传导（6）作为多种蛋白、酶和细胞器的支持点（7）参与蛋白质合成（多聚体3，端锚定在骨架纤维上才启动）（8）核骨架、染色体骨架参与染色质和染色体的构建（9）核骨架为基因表达提供空间支架（10）细胞骨架参与细胞周期的调节，并与细胞分化和细胞衰老关系密切。
第一节细胞质骨架（Cytoskeleton）一、微丝（microfilament,MF）即肌动蛋白纤维（actin microfilament），是真核细胞中由肌动蛋白组成，直径约7nm的骨架纤维。
微丝在细胞中可以两种状态存在，一种是微丝互相平行排列成束，形成有规则的稳定结构，如肌细胞中形成粗丝和细丝。
另一种状态是网络状，在非肌细胞中这种状态较多。
（一）化学组成微丝是由总称为收缩蛋白（Contractile P）的物质组成，主要是肌动蛋白和微丝结合蛋白。
《细胞生物学》课程教学大纲
《细胞生物学》课程教学大纲（Cell Biology）课程编号：1922011（1923011）课程类别：学科基础课（专业课）适用专业：生物技术、生物科学、生物科学（师范）、生物工程先修课程：动物生物学、植物生物学、生物化学后续课程：分子生物学、发育生物学、细胞工程、基因工程总学分：3.5 其中实验学分：1总学时：72 （其中理论40学时、实验32学时）教学目的和要求：细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，是生命科学的四大基础学科之一，它在不同层次（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。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握细胞的结构与功能，阐明细胞生命活动的基本规律，并为细胞的生命活动提供理论基础，为今后从事该领域及其相关领域的科学研究提供必要的基础。
教学内容与学时安排结论（1学时）一、课程介绍与要求二、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科三、细胞生物学的主要研究内容四、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域本章重点：细胞生物学的主要研究内容。
难点：细胞生物学研究的总趋势与重点领域。
教学基本要求：了解当前细胞生物学研究的总趋势，理解细胞生物学是生命科学的重要基础课，掌握细胞生物学的主要研究内容。
第一章细胞概述（3学时）第一节细胞的发现及细胞学说的创立一、细胞的发现二、细胞学说的创立三、细胞学理论对细胞学发展的推动作用第二节细胞的共性一、细胞结构的共性二、细胞功能的共性三、细胞的形态四、细胞的大小及体积的恒定五、细胞及细胞器的计量单位第三节细胞的分子基础一、细胞中的水二、无机盐三、有机小分子四、生物分子及其功能五、细胞结构体系的组装第四节细胞的类型和结构体系一、原核细胞二、真核细胞的两种主要类型：动物细胞和植物细胞三、真核细胞的结构体系四、真核细胞与原核细胞的比较第五节病毒：非细胞的生命体一、病毒是比细胞更小的生命体二、病毒只能在细胞中增殖三、冠状病毒与SARS第六节细胞生命的进化一、细胞生命的起源二、真核细胞的起源三、从单细胞向多细胞进化本章重点：细胞学说的内容；细胞的共性；细胞的类型和结构体系；细胞生命的进化。
细胞信号传导
6类酶联受体
第三章 酶偶第联一受章体介导的信论号文传导导读
• 酶联受体是第二大类的细胞表面受体，最初是通过它们对胞外信号蛋白的应答中的作用被 发现的。这些信号蛋白促进动物组织中细胞的生长、增殖、分化或存活，被称为生长因子。
• 与G蛋白偶联受体一样，酶联受体也是跨膜蛋白。配体结合结构域位于质膜的外面，它要么 具有内在的酶活性要么直接与某种酶结合。目前为止发现6类酶联受体：
2.6 cAMP浓度升高激活基因转录
① 胞外信号分子与G蛋白偶 联受体结合，使得腺苷酸环 化酶激活，促进ATP合成 cAMP
② cAMP浓度增加激活胞质 内的PKA，释放的催化亚基 通过核孔进入细胞核
③ 激活的催化亚基结合无活 性的CREB基因调控蛋白使其 磷酸化从而被激活
④ 激活的CREB招募辅激活蛋 白CBP，CBP激活基因转录
调节域
C1：富含Cys，DAG和TPA 结合部位 C2：+结合部位
催化域
C3：ATP结合部位 C4：结合底物并进行磷酸化转移
在无活性状态，PKA是 由两个催化亚基和两个 调控亚基组成的复合体。
cAMP与调控亚基 结合后改变调控亚 基的构象，导致调 控亚基从复合体中 解离
释放的催化亚基被 活化从而磷酸化特 定的底物蛋白分子
第一章 细胞信号传导原理
1.4 胞内信号传递的形式
信号分子结合在信号 细胞的表面，只影响 与之接触的细胞
信号传递由神经元执 行，神经元沿着轴突 传递电信号，并在突 触处释放神经递质
第一章 细胞信号传导原理
信号分子被释放到细 胞外间隙，局部作用 于相邻细胞
内分泌细胞分泌激素 到血流中，随着血流 广泛分布于身体的各 个部位
受体酪氨酸激酶磷酸化一小类胞内信号 蛋白上的特定酪氨酸
细胞生物学名词解释及思考题
名词解释：第三章细胞生物学研究方法非细胞体系：来源于细胞，而不具有完整的细胞结构，但包含了进行正常生物学反应所需的物质（如供能系统和酶反应体系等）组成的体系即为非细胞体系。
原位杂交：将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交，称为原位杂交。
原位分析：在保持细胞结构的基础上，某些化学物质（显色剂）和细胞内某种成分发生化学反应，在细胞局部范围内形成有色沉淀物，从而对细胞化学成分进行定性或定位。
用于对某些细胞成分进行定性和定位研究。
放射自显影技术：利用放射性同位素的电离辐射对乳胶（含AgBr或AgCl）的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。
第四章细胞质膜脂质体：脂质体是一种人工膜。
在水中，搅动后磷脂形成脂双层分子的球形脂质体，直径25~1000nm不等。
人工脂质体可用于：转基因、制备药物和研究生物膜的特性。
脂筏：在以甘油磷脂为主体的生物膜上，胆固醇、鞘磷脂等形成有序的脂相，如同漂浮在脂双分子层上的“脂筏”一样载着执行某些特定生物学功能的各种膜蛋白。
膜骨架：膜骨架是指细胞质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
生物膜：质膜和内膜总称为生物膜。
细胞质膜是指围绕在细胞最外层，由脂质和蛋白质组成的生物膜，所以又称细胞膜。
围绕各种细胞器的膜，称为细胞内膜。
生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础。
第五章物质的跨膜运输水孔：即水通道，是内在膜蛋白的一个家族，在各种特异性组织细胞中提供了水分子快速跨膜运动的通道。
对水有高度特异性，只容许水而不容许离子或其他小分子溶质通过。
P-型离子泵：其原理与钠钾泵相似，每分解一个A TP分子，泵出2个Ca2+。
位于肌质网上的钙离子泵占肌质网膜蛋白质的90%。
V-型离子泵：存在于各类小泡膜上，水解A TP产生能量，但不发生自磷酸化，位于溶酶体膜、植物液泡膜上。
F-型离子泵：H+ 顺浓度梯度运动，利用质子动力势合成A TP，也叫A TP合酶，位于细菌质膜，线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜上。
基因表达与调控
> 基因表达（gene expression ）是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。
基因表达产物通常是蛋白质，但是非蛋白质编码基因如转移RNA （tRNA ）或小核RNA （snRNA ）基 因的表达产物是功能性RNA 。
基因表达可以通过对其中的几个步骤，包括转录，RNA 剪接，翻译和翻译后修饰，进行调控来实现对 基因表达的调控。
基因调控赋予细胞对结构和功能的控制，基因调控是细胞分化、形态发生以及任何生物 的多功能性和适应性的基础。
基因调控也可以作为进化改变的底物，因为控制基因表达的时间、位置和量 可以对基因在细胞或多细胞生物中的功能（作用）产生深远的影响。
中文名基因表达 学 科 生物、化学 外文名aene expression 过 程 接录翻译-加工 应用学科展传学也因工程 意 文疾病的预先诊断 表达产物 酝白质旧NARN 斶出 ■转录调控 图泽 特录后调控 折叠 翻译调控 蛋白后运揄 跚圣后调控3基因表达的调控> 转录原核生物的转录是通过单一类型的RNA 聚合酶进行的.需要一个称为Pribnow 盒的DNA 序列以及 sigma 因子（。
因子）以开始转录。
原核蛋白编码基因的转录产生的是可以翻译成蛋白质的信使RNA （mRNA ）真核生物的转录由三种类型的RNA 聚合酶进行，每种RNA 聚合酶需要一种称为启动子的特殊DNA 序 列和一组DNA 结合蛋白（转录因子）来启动该过程。
RNA 聚合酶I 负责核糖体RNA （rRNA ）基因的转 录。
RNA 聚合酶II （Pol II ）转录所有蛋白质编码基因以及一些非编码RNA 加工:RNA （例如snRNA ，snoRNA 或长非编码RNA ）。
RNA 聚合酶III 转录5s rRNA ,转移 RNA （tRNA ）基因和一些小的非编码RNA （例 如7SK ）。
当聚合酶遇到称为终止子的序列时，转录结束。
真核基因的转录会产生RNA 的初级转录本 （pre-mRNA ），必须经过一系列加工才能成为成熟RNA （mRNA ）。
细胞生物学名词解释
一、名词解释绪论1、细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，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的一门学科。
第二章细胞的统一性与多样性1、病毒（virus）：迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体，是仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。
2、原核细胞：没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。
3、真核细胞：细胞核具有核被膜，细胞质中含有一些膜性细胞器的细胞。
第三章细胞生物学研究方法1.免疫荧光技术；将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。
，它包括直接和间接免疫荧光技术两种。
2.流式细胞技术；是利用流式细胞仪进行的一种单细胞定量分析和分选技术。
3.原代细胞；是指从机体取出后立即培养的细胞。
4.蛋白质组：指由一个基因组(genOME)，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质第四章细胞质膜1.细胞质膜：是指围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质、和糖类组成的生物膜。
2、脂质体：是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的而制备的人工膜。
3.膜骨架：细胞质膜下与膜蛋白相连的、由纤维蛋白组成的网架结构，它参与细胞质膜形状的维持，协助质膜完成多种生理功能。
第五章物质的跨膜运输1、主动运输：物质逆浓度梯度或电化学梯度，由低浓度向高浓度一侧进行跨膜转运的方式，需要细胞提供能量，需要载体蛋白的参与。
2、被动运输：物质通过自由扩散或促进扩散，顺浓度梯度从高浓度向低浓度运输，运输动力来自运输物质的浓度梯度，不需要细胞提供能量。
16、胞吞作用：细胞摄取大分子和颗粒性物质时，细胞膜向内凹陷形成囊泡，将物质裹进并输入细胞的过程。
17、胞吐作用：细胞排出大分子和颗粒性物质时，通过形成囊泡从细胞内部移至细胞表面，囊泡的膜与质膜融合，将物质排出细胞外的过程。
细胞生物学思维导图(原创)
内质网和高尔基体广泛存在于各种细胞中，但不同类型细胞中它 们的数量和形态可能有所不同。
溶酶体和过氧化物酶体
结构
溶酶体由单层膜包裹水解酶组成，过氧化物酶体由单层膜包裹氧化 酶组成。
功能
溶酶体参与细胞内物质的消化作用，如分解衰老、损伤的细胞器等 ；过氧化物酶体则参与细胞内过氧化物的代谢和解毒过程。
Ca2+信号通路
细胞外信号通过膜受体或离子通道引起胞内 Ca2+浓度变化，进而调控下游靶蛋白的活性。
3
MAPK信号通路
细胞外信号通过膜受体激活MAPK激酶级联反应 ，将信号逐级放大并传递至细胞核内，调控基因 表达。
细胞间通讯方式
直接接触通讯
细胞间通过直接接触传递信息， 如精卵识别和结合、免疫细胞间 的相互作用等。
脂类代谢过程及意义
脂肪分解
脂肪在脂肪酶的作用下分解为甘油和 脂肪酸。
脂肪酸氧化
脂肪酸在线粒体中经过β-氧化生成乙 酰CoA，进而进入三羧酸循环彻底氧 化。
脂类合成
乙酰CoA在脂肪酸合成酶的催化下合 成脂肪酸，进而与甘油结合生成甘油 三酯等脂类。
意义
脂类代谢为细胞提供能量，同时也是 生物膜的重要组成成分；脂肪组织具 有储能和保温作用。
膜受体介导的信号传导途径
G蛋白偶联受体途径
配体与受体结合后激活G蛋白，进而调控效应器的活 性。
酶联型受体途径
受体本身具有酶活性，配体结合后激活受体酶活性， 催化底物产生第二信使。
离子通道型受体途径
配体与受体结合后打开或关闭离子通道，改变细胞内 外离子浓度。
胞内信号传导途径
1 2
cAMP信号通路
激素等配体与G蛋白偶联受体结合后激活腺苷酸 环化酶，产生第二信使cAMP，进而调控下游靶 蛋白的活性。
真核细胞基因表达
真核细胞基因表达班级：08中药学(1)班，学号：041208107，姓名：陈冲摘要：关键词：一、基因的表达与调控概述 (Gene expression and regulation)基因表达 ( gene expression )：基因编码的遗传信息从DNA转移到mRNA，再到蛋白质的过程。
基因调控 ( gene regulation )：又称基因表达的调控，是指基因表达过程在生物体内受到的精密调控，从而保证功能的有序性。
真核基因表达的基本步骤（程序)1）转录水平的调控: 控制一个基因转录的时间和频率。
DNA RNA的有效转录, 包括激活和抑止, 即与基因上顺式元件有关, 又与DNA结合蛋白质反式因子有关.2）转录后水平调控(加工水平):控制初级RNA转录物如何剪接和加工hnRNA mRNA的选择性剪接, 最终产生蛋白质的多样性.3) mRNA核输出与胞质定位调控：控制翻译的蛋白质的过程区域化4）翻译水平调控:选择哪个mRNA被核糖体翻译。
mRNA Protein 的有效转译和转译后修饰. mRNA的翻译调控5）mRNA的负翻译调控：mRNA稳定性和寿命调控6）蛋白质活性调控：蛋白质合成后选择性的激活和失活，包括可逆的磷酸化与不可逆的蛋白质泛素化降解途径真核细胞和原核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较真核基因中相关结构的概念调节基因(regulator gene)：从广义上讲，任何一种能够调节或限制其它基因活性的一类基因，都可叫做调节基因。
一般情况下则是指基因产物参与调节别的基因活性的基因，如阻遏基因等。
结构基因(structural gene)：除了调节基因以外的编码任何RNA或蛋白质产物的基因。
启动子(promoter)：结合RNA聚合酶并因此启动转录的DNA短区段。
增强子 (enhancer) ：真核基因组中一种具有增强邻近基因转录过程的调控序列。
其作用与增强子所在的位置和方向无关，即增强子位于所调控基因的上游或下游均可发挥作用。
真核细胞基因表达
真核细胞基因表达
真核细胞基因表达是指真核细胞中基因转录、转译、翻译和调控的过程。
真核细胞具有细胞核，基因组较大，其中包含了大量的非编码RNA和调控元件。
基因表达调控是通过转录因子和多种调控蛋白质进行的。
在真核细胞中，转录后的前mRNA需要通过剪接形成成熟的mRNA，然后进入细胞质，翻译成蛋白质。
翻译过程中还存在调控，如翻译后修饰、蛋白质降解等。
基因表达的细节和调节机制非常复杂，但是对于理解生物学和疾病机理非常重要。
- 1 -。
细胞生物学信号传导
(3) transport of the signal to the target cell
(4) detection of the signal by a specific receptor protein (5) a change in cellular metabolism, function, or development triggered by the receptor-signal complex (6) removal of the signal, which usually terminates the Signal Transduction cellular response
B，三聚体G蛋白（Trimeric guanine nucleotide binding proteins）。或称为大G蛋白（Large G proteins）。如：Gs, Gi, Gq. 与G蛋白受体偶联发挥 作用。
Signal Transduction
Signal Transduction
（二）第二信使（second messenger）
（一）、G蛋白偶联受体信号 通路
Signal Transduction
G蛋白偶联受体（G proteins-coupled receptor, GPCR）
Signal Transduction
G活化后
第二信使通路
离子通道
Signal Transduction
G蛋白的失活
Signal Transduction
Signal Transduction
G 蛋白偶联受体介导信号通路的特点
(3) 配体与受体结合后，受体通过构象改变而活化。
(4) 活化的受体首先与质膜内片上的三聚体G蛋白 结合，再通过G蛋白的介导，活化下游靶蛋白（酶 或离子通道）。 (5) 所传递信息和所引发的效应一般涉及细胞对机 体外环境的反应，与各大感官的活动直接相关；通 过对激素、神经递质、胞间信使分子等信号的接收， 整合机体各个器官系统中的细胞活动；通路的活化 过程快，细胞反应迅速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、STATs （Signal transducers and activators of transcription）(信号传导及转录激活因子) 含有SH2和SH3结构域，可与特定的含磷酸 化酪氨酸的肽段结合。 当STAT被磷酸化后，发生聚合成为同源或 异源二聚体形式的活化的转录激活因子， 进入胞核内与靶基因启动子序列的特定位 点结合，促进其转录。
第二节 参与细胞-Fos和c-Jun组成的异二聚体，通过特定 的保守序列与基因结合来启动基因的表达； 它通过调节基因的表达来应对多种刺激，包括 细胞因子，生长因子，压力，细菌和病毒感染， 控制了许多的细胞进程，包括分化，增殖和凋 亡。
二、NF-κB与IκB
第十章 真核细胞的信号传导与基因表达
细胞信号传导的物质基础 参与细胞信号传导的转录因子 信号传导控制基因表达的作用机制
第一节 细胞信号传导的物质基础
一、第一信使
概念：细胞外信号分子，包括激素、神经递质、 细胞因子、生长因子等物质，作用于靶细 胞，调节细胞的生理活动和新陈代谢。 激素：
类固醇激素，能穿过细胞膜，作用于细胞内受 体； 肽激素，不能穿过细胞膜，作用于细胞外受体。
二、受体 1.细胞表面受体 ① 离子通道受体 ② G蛋白偶联受体 ③ 络氨酸蛋白偶联受体 ④ 酶活性受体 2.细胞内受体 如，NO类固醇受体
离 子 通 道 受 体
三、蛋白激酶：催化蛋白质磷酸化的酶
四、衔接蛋白：连接相关蛋白为信号复合体
五、G蛋白：分膜受体G蛋白和胞内小分子G蛋 白 六、第二信使：能将细胞表面受体接受的细胞外 信号转换为细胞内信号的物质称为第二信使。 如cAMP，cGMP。
目前为止，没有发现信号传导与DNA甲基化 改变的直接证据。
二、信号传导与基因表达调控
磷酸化作用控制转录因子从细胞质到细胞核的 转运过程 磷酸化与去磷酸化状态对转录因子结合DNA 靶序列的影响 磷酸化过程调控转录因子的转录激活功能
• 四、其他转录因子 如：CREB、NF-AT、GATA和Smad等
第三节 信号传导控制基因表达的作用机制
一、信号传导与染色质活性调控 1. 组蛋白的修饰与信号传导 受辅激活因子和辅抑制因子的影响，组蛋白 乙酰化、磷酸化、甲基化、糖基化，导致组 蛋白与DNA结合力的变化。 2. DNA甲基化修饰与信号传导