细胞生物学试题

名词解释
踏车行为：是指微管和微丝的结构来说的。

他们是两种细胞内存在的骨架结构，都是由蛋白分子组成，有两端，一端不断的结合上去，从另一端又有组成蛋白脱离，但组合上去的速度会快一些，有点像是踩自行车，所以又叫踏车行为。

核纤层：核纤层普遍存在于高等真核细胞中，是内层核被膜下纤维蛋白片层，其纤维直径为10毫微米左右，纤维纵横排列整齐呈纤维网络状。

核纤层在核内与核基质连接，在核外与中等纤维相连，构成贯穿于细胞核和细胞质的统一网架结构体系。

它位于内层核膜与染色质之间，与核膜、染色质及核孔复合体在结构上有密切联系，核纤层蛋白向外与内层核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合。

其厚度随不同细胞而异，为30～100毫微米。

1.肌肉细胞收缩的分子机理
肌肉是由圆柱状的肌纤维组成的，而肌纤维中包含有许多纵向排列的肌原纤维，它是肌肉收缩的装置。

肌原纤维由肌小节组成。

在每个肌小节中，由肌球蛋白组成的粗丝和由肌动蛋白组成的细丝—F-肌动蛋白相互穿插排列，并且依靠粗丝头端的横桥使二者紧密接触在一起。

肌肉的收缩是粗丝和细丝发生相对运动的结果，这个过程受Ca的调节，并需要水解ATP来提供能量。

当肌肉处于静止（舒张）状态时，胞液Ca浓度较低（<10moL/L），钙离子结合亚单位(TnC)不与Ca结合，则TnC与TNI、TnT的结合较松散。

此时，TnT与原肌球蛋白紧密结合，使原肌球蛋白遮盖了肌动蛋白与肌球蛋白结合部位，阻止了肌动蛋白与肌球蛋白的结合；同时，TnI与肌动蛋白紧密结合，也阻止了肌动蛋白与肌球蛋白的相互作用，并抑制肌球蛋白的ATP酶活性，故肌肉处于舒张状态。

当胞液内Ca浓度增加到10moL/L -10 moL/L时，Ca便与TnC结合，之后，TnC构象变化，从而增强了TnC与TnI、TnT 之间的结合力，使三者紧密结合，削弱了TnI与肌动蛋白的结合力，使肌动蛋白与TnI脱离，变成启动状态。

同时，TnT使原肌球蛋白移动到肌动蛋白螺旋沟的深处，而排除了肌动蛋白与肌球蛋白相结合的障碍，于是，肌动蛋白便与肌球蛋白的头部相结合，产生有横桥的肌动球蛋白，在此蛋白中，肌动蛋白使肌球蛋白的ATP酶活性大大提高，故肌球蛋白催化ATP水解反应。

产生的能量使横桥改变角度，而水解产物的释放又使横桥的位置恢复，再与另一个ATP结合，如此循环，细丝便沿粗丝滑行，肌肉发生收缩。

当胞液Ca浓度下降（<10moL/L）时，Ca与TnC分离，TnI又与肌动蛋白结合，从而使肌动蛋白恢复静状态。

同时原肌球蛋白也恢复原位，从而使肌动蛋白与肌球蛋白不能结合，肌肉不能转为舒张状态。

2.秋水仙素能使染色体加倍的分子机制
作用机理：当细胞进行分裂时，一方面能使染色体的着丝点延迟分裂，于是已复制的染色体两条单体分离，而着丝点仍连在一起，形成“X”形染色体图象（称为C-有丝分裂，即秋水仙效应有丝分裂）；另一方面是引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制纺锤体的形成，结果到分裂后期染色体不能移向两极，而重组成一个双倍性的细胞核。

这时候，细胞加大而不分裂，或者分裂成一个无细胞核的子细胞和一个有双倍性细胞核的子细胞。

经过一个时期以后，这种染色体数目加倍了的细胞再分裂增长时，就构成了双倍性的细胞和组织。

3.紫杉醇能使癌症细胞破坏的分子机制
微管是真核细胞的一种组成成分，它是由两条类似的多肽（a和p)亚单位构成的微管二聚体形成的。

在正常情况下，微管和微管蛋白二聚体之间存在动态平衡。

紫杉醇可使二者之间失去这种动态平衡，诱导和促进微管蛋白聚合，防止解聚，稳定微管。

这些作用导致细胞在进行有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝，抑制了细胞分裂和增殖，从而发挥抗肿瘤作用。

体外研究表明，紫杉醇浓度依赖性的、可逆性地结合在微管上，尤其是结合到N端微管蛋白的P亚基上，这一作用降低了聚合所需的微管蛋白的浓度，使动态平衡向着微管装配的方向移动，增加微管聚合的速率和产量。

紫杉醇诱导形成的微管较短，并且比不用紫杉醇时正常形成的微管屈曲性约大十倍。

紫杉醇以1:1的比例结合到微管上，表明药物在微管上只有一个结合部位。

另外,紫杉醇抑制有丝分裂所必需的微管网的正常动态再生，防止正常的有丝分裂纺锤体的形成，导致染色体的断裂，并抑制细胞的复制。

1.5～5.(Vg/L紫杉醇与CHO和A2780卵巢癌细胞系孵育24 h,99%的细胞死亡，其中进人分裂期的细胞占57%，并发生广泛的细胞核损伤。

紫杉醇改变了细胞的有丝分裂过程，使有丝分裂持续时间从0_5 h增加到15 h，并抑制细胞质分裂，导致形成多核细胞。

这些多核细胞继续回复到& 期，然后试图再次进行有丝分裂，但是在有丝分裂中没有阻止细胞（arresting cells) 0在许多细胞中还观察到微核。

抑制纺锤体的形成似乎与这种不正常的有丝分裂有关。

体外低浓度的紫杉醇(小于8. 5 pg/L)阻断细胞周期中期向后期转变，阻止细胞增殖，而不增加微管多聚体的量或形成微管纺锤体。

紫杉醇抑制细胞增殖与阻断细胞分裂中期的程度平行。

较高浓度的紫杉醇(大于8.5 fig/L)增加微管多聚体的量，在282 pg/L时，比对照水平高500%，并导致形成微管的大块纺锤体。

白血病细胞与85 pg/L或更大浓度的紫杉醇孵育24 h，使40%的细胞收缩，染色体浓缩。

何谓端粒和端粒酶？端粒对细胞的生存有何意义？
端粒（英文名：Telomeres）是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构，作用是保持染色体的完整性。

端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。

端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成，端粒酶可用于给端粒DNA加尾，DNA分子每次分裂复制，端粒就缩短一点（如冈崎片段），一旦端粒消耗殆尽，染色体则易于突变而导致动脉硬化和某些癌症。

所以端粒其长度反映细胞复制史及复制潜能，被称作细胞寿命的“ 有丝分裂钟”。

端粒酶-简介细胞中有种酶负责端粒的延长，其名为端粒酶。

端粒酶的存在，算是把DNA复制的缺陷填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。

端粒长度的维持是细胞持续分裂的前提条件[2]。

在旺盛分裂或需要保持分裂潜能的细胞，如生殖细胞，干细胞和大多数癌细胞中，端粒酶（Telomerase）被激活，它在端粒末端添加端粒序列，保证这些细胞中端粒长度的稳定，维持细胞的分裂能力。

细胞中有端粒酶的存在并不能保证端粒的延伸。

因为端粒DNA的四个TTAGGG重复序列可以形成一种四链的G-四链体结构。

该结构非常稳定，会阻止端粒DNA与端粒酶的相互作用。

中科院动物所谭铮领导的端粒与衰老研究组研究发现了一种hnRNP A2*蛋白，它可以与端粒DNA和端粒酶发生作用，主动打开端粒G-四链体结构，将端粒3’端的5个碱基暴露出来，促进它和端粒酶的RNA模板配对，从而增强端粒酶的催化活性和进行性。

在器官组织中，hnRNP A2*的表达水平与端粒酶活性呈正相关。

在细胞内hnRNP A2*蛋白伴随着端粒酶共定位于卡佳尔体和端粒。

在细胞中认为表达hnRNP A2*可以使端粒延长，降低表达则使端粒缩短。

这些特征说明hnRNP A2*决定了端粒DNA是否可以得到延长，因此它在调控端粒长度平衡，维持细胞的分裂能力中起着重要作用。

该研究成果在PNAS发表，为遗传疾病研究提供了重要理论依据。