细胞信息传递和受体分子生物学
生物学中的细胞信号传导与通讯
生物学中的细胞信号传导与通讯细胞是生命的基本单位，而细胞之间的相互通讯和信号传导是维持生物体正常功能的关键。
细胞信号传导与通讯使得细胞能够感知外界环境变化，并作出相应的反应。
本文将探讨细胞信号传导的基本原理、通讯的机制以及其在生物学中的重要作用。
一、细胞信号传导的基本原理细胞信号传导是指外界刺激通过细胞膜内外的信号传导途径，引起细胞内某些特定分子或基因发生变化的过程。
它通常包括信号的接受、传递和反应三个步骤。
1. 信号的接受细胞膜是细胞与外界环境之间的界面，也是细胞信号传导的主要场所。
在细胞膜上存在丰富的受体蛋白，它们能够识别并结合特定的信号分子，如激素、神经递质等。
当信号分子与受体蛋白结合时，会发生结构变化，从而激活受体。
2. 信号的传递信号的传递是指信号从细胞膜传递到细胞内部，并引发一系列的生化反应。
一种常见的信号传递机制是通过细胞膜上的受体激活一系列的信号转导分子，如G蛋白、酪氨酸激酶等。
这些分子能够将接受到的信号转化成细胞内的化学信号，通过级联反应传递到下游的效应分子。
3. 信号的反应信号的反应是指细胞内部发生的生化反应或生理功能的改变。
这些反应通常包括基因表达的调控、细胞增殖、分化和凋亡等。
细胞根据接收到的信号调整自身的状态，以适应外界环境的变化。
二、细胞通讯的机制细胞通讯是细胞间相互交流和信息传递的过程，在生物体内起着至关重要的作用。
细胞通讯可以通过细胞间的直接接触或通过细胞外的信号分子来实现。
1. 直接接触的细胞通讯一些细胞之间可以通过直接接触进行通讯。
这种接触可以通过细胞间的质膜融合、神经突触接触等方式实现。
直接接触通讯主要用于局部组织或细胞群体之间的协作，如神经细胞间的信号传导和免疫细胞间的相互作用等。
2. 信号分子的细胞通讯另一种常见的细胞通讯机制是通过细胞外的信号分子来实现。
这些信号分子可以通过体液循环系统或细胞间隙的扩散进行传递。
典型的例子包括激素的作用和神经递质的传导等。
分子与细胞生物学中的信号传导机制
分子与细胞生物学中的信号传导机制细胞是生命的基本单位，而信号传导机制是维持细胞正常功能和调节细胞活动的关键过程。
在分子与细胞生物学中，了解信号传导机制的原理和调控对于揭示生命的奥秘具有重要意义。
本文将介绍分子与细胞生物学中的信号传导机制，并着重讨论其在细胞生物学中的重要性。
信号传导是细胞内外信息交流的过程，它通过一系列分子相互作用和信号转导途径来实现。
信号传导的机制可以分为激素信号传导、神经信号传导和细胞-细胞信号传导等多种类型。
激素信号传导是通过激素分泌和激素受体结合，进而引发内部信号级联反应，最终调节细胞生理功能。
神经信号传导则是通过神经元之间的突触传递神经冲动来实现，从而传导信息并调控相关细胞和组织的活动。
细胞-细胞信号传导是指细胞间通过细胞间连接物质的运输和相互作用来传导信息的方式。
信号传导的调控机制非常复杂，多种分子参与其中并相互作用。
其中最为重要的是荷尔蒙和蛋白质激酶两大类分子。
荷尔蒙作为一种信号分子，通过与细胞表面的受体结合来触发信号传导，从而调节细胞功能和生物过程。
荷尔蒙的结合引起受体的构象变化，并激活相应的信号级联反应，最终导致细胞内信号的传递和转导。
蛋白质激酶作为调控信号传导的重要因素，可以将多种信号转化为细胞内的生化反应。
蛋白质激酶具有复杂的结构和多种调控机制。
在信号传导过程中，活化的蛋白质激酶磷酸化底物蛋白，从而改变它们的结构和功能。
蛋白质磷酸化作为一种常见的信号转导方式，在细胞生物学中起着重要作用。
除了蛋白质激酶，还有一些其他分子如G蛋白偶联受体（GPCR），核激活因子（NRF）等也参与了信号传导的调控。
信号传导的调控不仅与生理功能息息相关，还与疾病的发生和发展密切相关。
例如，信号传导的异常会导致细胞的增殖、凋亡、分化和迁移等异常，进而导致肿瘤的发生。
因此，研究信号传导机制对于揭示疾病发生的机理，找到相应的治疗策略具有重要意义。
在细胞和分子生物学领域中，研究信号传导机制的方法也非常多样。
细胞生物学中的分子机制和信号传导
细胞生物学中的分子机制和信号传导细胞生物学是研究细胞结构、功能和行为的学科，其中分子机制和信号传导是其核心内容之一、细胞中的分子机制指的是细胞内分子水平上的生物学事件，包括蛋白质合成、核酸复制和细胞分化等。
而信号传导则是指细胞间以及细胞内部传递信息的过程。
本文将详细介绍细胞生物学中的分子机制和信号传导，探讨其重要性和相关研究进展。
在细胞生物学中，分子机制是细胞内各种分子水平上的生物学事件。
例如，蛋白质合成是细胞内最基本的过程之一，细胞通过DNA转录mRNA，然后将mRNA翻译成蛋白质。
这一过程需要多个蛋白质、RNA和其他辅助因子的参与。
蛋白质合成是细胞生长和功能维持的基础，对于维持细胞的正常生理活动至关重要。
另一个重要的分子机制是核酸复制，即DNA和RNA的复制过程。
DNA和RNA是细胞遗传信息的载体，承载了构成细胞遗传信息的基因。
在细胞分裂或DNA修复等过程中，细胞需要对DNA进行复制，以确保细胞后代可以获得正确的遗传信息。
核酸复制过程中，一个DNA分子会通过酶的作用，将其两个互补链分离，并在每个模板链上合成新的互补链。
这个过程非常精确，任何一个错误都可能导致遗传信息的丧失或突变。
此外，细胞分化是细胞生物学中另一个重要的分子机制。
细胞分化指的是已分裂的细胞根据需要发挥不同的功能和表型。
例如，胚胎发育过程中的细胞分裂和分化，最终形成组织和器官。
分化过程中，细胞会通过基因的激活和沉默，调控细胞功能和表达。
这一过程对于生物体的生长、发育和正常功能至关重要。
除了分子机制，细胞信号传导也是细胞生物学的重要内容。
信号传导是细胞间以及细胞内部传递信息的过程。
细胞通过信号的接收、传导和响应，调节其生理功能和相应的生理反应。
信号传导可以通过多种方式实现，例如细胞表面受体的激活、信号分子的扩散和转运，以及信号级联和转导的过程。
细胞信号传导广泛存在于生物体内的各个系统和器官中，对于维持生物体的稳态和调节细胞功能非常重要。
对生命活动调节中“细胞间信息传递”的解读
教学链接2021年第1期对生命活动调节中“细胞间信息传递”的解读重庆市第八中学校(401120) 郝建仕摘要基于稳态与调节观、信息观的生物学思想观念，从5条不同的信息传递途径对细胞间信息传递的机制进行阐述和解读，并指出信息传递受阻会引起人体相关疾病产生。
关键词生物学思想观念;生命调节；信息传递;作用机制 文章编号 1005 - 2259(2021)1 -0036 - 03人教社2019年版生物学教材选择性必修1 “稳态与调节”模块围绕生物体稳态的保持和相关 调节活动展开教学，包含神经调节、体液调节、免疫 调节和植物激素调节。
每个调节机制相对独立又 共同协调完成整体生命活动，其中体液调节是联系 枢纽，起到至关重要的作用。
本文以体液调节中激 素调节的作用机制——细胞间信息传递为重点进行解读。
GPAld + NADP + +Pi由以上分析可知，新人教版的描述更加准确。
通过对不同版本教材“分子与细胞”模块中相 关问题的比较分析，笔者发现新人教版在旧人教版 的基础上更新了一些描述，增添了新的研究内容， 注人了新的教学理念。
教师在日常教学过程中要 认真研读不同教材，及时发现教材内容的调整，了 解不同版本教材的差异,把握生物学前沿知识，推 动新课程改革和生物学教学的发展。
参考文献[1] 汪忠.普通高中课程标准实验教科书:生物:必修1分子与细胞[M ].南京:江苏省出版总社，2014.[2] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书：生物:必修1分子与细胞[M ].北京：人民教育出版 社，2004.1信息分子与受体1.1信息分子信息分子是生物体调节细胞生命活动的一类化学物质，包括第一信使与第二信使。
由细胞分泌 调节靶细胞代谢活动的是细胞间信息分子（即第一 信使），包括神经递质、激素、细胞因子等。
1.2受体受体是能识别和结合信息分子，引起细胞内产[3] 朱正威,赵占良.普通高中教科书:生物学:必修1分子与细胞[M ].北京:人民教育出版社,2019.[4] 沈萍,陈向东.微生物学[M ].8版.北京:高等教育出版社,2016:29 -35.[5] 祝峥.药用植物学[M ]. 2版.上海:上海科学技术出版社，2017:102 - 104.[6]方炎明.植物学[M ].北京：中国林业出版社,2006:15-18.[7]Nanbo A,Kawanishi E,Yoshida R,et al. Exosomes derived from epstein-barr virus-infected cells are internalized via caveola-dependent endocytosis and promote phenotypic modulation in target cells [ J ]. J Virol ,2013 , 87(18) ： 10 334 -10 347.[8 jRenard H F,Simunovic M,Lemiere J,et al. Endophilin-A2 functions in membrane scission in clathrin-independent endocytosis [J]. Nature ,2015,517 (7535) ：493 - 496.[9] 陈阅增，张宗炳.普通生物学[M ].北京:高等教育出版社，1997:68.[10] 吴相钰，陈守良，葛明德.陈阅增普通生物学[M ].4版.北京:高等教育出版社，2014:67 -68. ANADPH 提供能量。
分子生物学概述
分子生物学概述概念：分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
发展历史：一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger 和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
终极版分子生物学考试知识点汇总
1 细胞通讯(Cell Communication)细胞间的相互识别、相互作用和信息交流的现象称作细胞通讯。
2 信号转导(Signal Transduction)在细胞通讯中所发生各种分子的活性变化，而引起细胞功能改变的过程称为信号转导3 信息分子(signal molecule)在细胞间或细胞内进行信息传递的化学物质。
4细胞内信息分子细胞受第一信使刺激后产生的、在细胞内传递信息的化学分子，又称第二信使6 受体（Receptor）：细胞中能识别信息分子，并与之特异结合、引起相应生物效应的蛋白质。
7 蛋白激酶（protein kinase）：是指使蛋白质磷酸化的酶。
8.转基因：是指是借助基因工程将确定的外源基因导入动植物的染色体上，使其发生整合并遗传的过程。
9 转基因技术：指将提取特定生物体基因组中所需要的目的基因或人工合成指定序列的DNA片段转入特定生物中，与其本身的基因组进行重组，再从重组体中进行数代的人工选育，从而获得具有稳定表现特定的遗传性状的个体的生物技术手段。
10、瞬时转染（transient transfection）是将DNA导入真核细胞的方式之一。
在瞬时转染中，重组DNA导入感染性强的细胞系以获得目的基因暂时但高水平的表达。
转染的DNA不必整合到宿主染色体，可在比稳定转染较短时间内收获转染的细胞，并对溶解产物中目的基因的表达进行检测。
11 基因转染：即Gene transfection，是指将具生物功能的核酸转移或运送到细胞内并使核酸在细胞内维持其生物功能。
12 stable transfection：即稳定转染，是指外源基因转染真核细胞后整合入基因组DNA，能够长期存在于细胞中，随染色体复制而传给子代的转染方式。
11 基因组印记.Genomic imprinting：由于源自某一亲本的等位基因或它所在染色体发生了表观遗传修饰,导致不同亲本来源的两个等位基因在子代细胞中表达不同。
分子生物学名词解析名
适应性表达：它是指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
随环境条件变化基因表达水平增高的现象称为诱导
结构基因：是编码蛋白质及RNA的任何基因。如能编码结构蛋
白、酶、调节蛋白等的基因。
调节基因：是能编码参与其他基因表达调控的RNA和蛋白质的基
复制时，解链酶等先将DNA的一段双链解开，形成复制点，这个复制点的形状象一个叉子，故称为 复制叉
前导链的合成：由引发酶在复制起始位点附近合成一个10-60 nt的RNA引物，然后由polⅢ把dNTP加到该引物上。
后随链的合成：产生冈崎片段，消除RNA引物并由DNA pol I补上这一小段DNA序列，由DNA 连接酶把两个片段相连。
灯刷染色体
发现于鱼类、两栖类和爬行类卵细胞减数分裂的双线期，由于染色体主轴两侧有侧环，状如灯刷，故名灯刷染色体。
基因扩增：
定义：是某基因的拷贝数专一性大量增加的现象，可短时间内产生大量基因产物满足生长需要。基因活性调控的一种方式。
基因重排：定义：将一个基因从远离启动子的地方移到距它很近的位点从而启动转录，这种方式被称为基因重排。
在DNA复制过程中，前导链能连续合成，而后随链只能是断续的合成5??3 ?的多个短片段，这些不连续的小片段称为 冈崎片段。
经过复制后DNA分子中，一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种复制方式称为 半保留复制；
由于DNA复制时，有一条链是连续合成的，这条链称为前导链；而另一条链合成时， 只能以5’ 3’先合成冈崎片段，然后利用DNA连接酶将各个片段连接起来形成随从链，所以，DNA的复制是半不连续合成。
RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物 。
细胞与分子生物学
细胞与分子生物学细胞与分子生物学是研究生物学中最基础、最重要的领域之一，涉及到生命的起源、生长、发育、进化等方方面面。
它主要研究生命体的基本单位细胞以及细胞内的分子结构、功能和相互作用。
本文将从细胞结构、细胞功能与调控、分子遗传学以及转基因技术等方面进行探讨。
一、细胞结构细胞是生物体的基本结构和功能单位。
它通常由细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等组成。
细胞膜是细胞的外界屏障，起着物质交换的作用；细胞质包含细胞内的各种器官，是细胞内化学反应的场所；细胞核是细胞的控制中心，负责储存和传递遗传信息；细胞器则承担维持细胞生命活动的具体功能。
二、细胞功能与调控细胞内的各个细胞器协同工作，共同完成维持生命所需的功能。
例如，线粒体是细胞内的能量中心，通过细胞呼吸产生ATP分子，为细胞提供能量；内质网负责合成和运输蛋白质；高尔基体则参与蛋白质修饰和封装，并将它们运送至细胞膜或细胞外；溶酶体则负责分解有害物质或废弃物。
细胞的功能与调控也受到细胞内各种信号和调控因子的影响。
例如，细胞通过细胞膜上的受体感知外界信号，进而通过信号转导路径传递到细胞内部，以调控基因的表达和蛋白质的合成。
这种信号传导的异常常常与疾病的发生和发展密切相关，对于相关疾病的治疗具有重要意义。
三、分子遗传学分子遗传学是研究遗传信息的传递和表达的分支学科。
它揭示了遗传物质DNA是如何决定个体遗传特征，以及遗传信息是如何在细胞中复制和传递的。
通过分子遗传学的研究，人们了解到DNA是由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成的双链结构，遗传信息以一定的顺序编码在DNA上。
这种遗传信息的传递是通过DNA的复制、转录和翻译等过程实现的。
而基因则是DNA上的一段特定的序列，它携带着决定个体表型的遗传信息。
分子遗传学的发展也为基因工程和生物技术的崛起提供了重要的理论基础。
四、转基因技术转基因技术是通过改变生物体的基因组成，使其具有新的遗传特性。
它是细胞与分子生物学在实践中的重要应用。
分子生物学知识：细胞膜受体的结构和功能
分子生物学知识：细胞膜受体的结构和功能细胞膜受体的结构和功能细胞膜受体是指位于细胞膜表面的蛋白质，可以识别外细胞环境中的信号分子，从而实现信号转导和细胞内反应的调节。
细胞膜受体的结构多样，但大多与细胞膜脂质的结构密切相关，也因此被称为“膜蛋白”。
一、结构说明细胞膜受体的结构可以分为三个部分：跨膜区、细胞外区和细胞内区。
（一）跨膜区：细胞膜受体大多数为跨膜蛋白，跨膜区通常由数列较为保守的跨膜域组成。
它们能够穿过细胞膜脂双层，使细胞内外液体得以相连通。
跨膜域通常包括α螺旋、β折叠片、α-β结构等多种形式，它们的选择与所处环境、功能有关。
α螺旋结构：这是跨膜区最常见的结构类型，由一条长螺旋构成。
α螺旋形成时，氨基酸依次连接共价键，呈现出螺旋状。
螺旋内面和外面分别面对不同的环境，因而α螺旋常被用来传递信号。
β折叠片：它们是由氨基酸连接而成的多股片层状结构，β折叠片交替连接而成的三维空间结构称为β表面。
α螺旋和β折叠片区别较大，表面的化学性质和位置相对而言较为不稳定。
但在一些细胞膜受体中，β折叠片仍然起着重要的作用。
α-β结构：这是一种较为复杂的结构，α螺旋和β折叠片交错排列，有着折中的优点和特征。
（二）细胞外区：它通常包括了细胞外域和配体结合区。
细胞外域与细胞外环境交互作用，配体结合区用于特异性地识别特定的配体。
（三）细胞内区：它位于细胞膜的内侧，通过膜内膜外区域的跨膜结构与细胞外区、跨膜区之间进行信息传递。
二、功能分析细胞膜受体通过特定的分子结合并识别信号物转导细胞内部作用的调节。
常见的细胞膜受体可以分为以下类型：（一）离子通道受体：离子通道受体分子体积较小，能够穿过细胞膜，形成通道。
它们有一个可以开闭的门而不是拥有一个配体结合区，当特定离子进入通道时，门就会打开，信号就传到细胞内。
例如神经元表面的神经递质受体。
（二）酶联受体：酶联受体通过配合或识别特定的配体，领先细胞产生化学反应。
例如葡萄糖受体、胰岛素受体等。
分子生物学原理--细胞信息传递
自身磷酸化(autophosphorylation)
当配体与单跨膜螺旋受体结合后，催化型 受体(catalytic receptor)大多数发生二聚化，二 聚体的酪氨酸蛋白激酶(tyrosine protein kinase,
TPK)被激活，彼此使对方的某些酪氨酸残基磷
分子生物学原理
* C-末端的高度保守的Cys残基在肾上腺素 能α受体、肾上腺素能β受体和视紫质受体中 可被棕榈酰化，可稳定受体胞内部分的三级 结构。 * 受体的C-末端和胞内第三环含有多个Thr和 Ser残基可被磷酸化，与抑制蛋白——β-视紫 红质抑制蛋白（arrestin）结合 ，使受体不 能再活化G蛋白而失活。
2013-8-8 分子生物学原理
第 一 节 信 息 物 质
Signal Molecules
2013-8-8
分子生物学原理
一、细胞间信息物质
定义
细胞间信息物质(extracellular signal molecules)
是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物 质的统称，又称作第一信使。
2013-8-8
2013-8-8
分子生物学原理
※ G蛋白(guanylate binding protein)
是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜 胞浆面的外周蛋白，由、、 三个亚基组成。 有两种构象：非活化型；活化型
2013-8-8
分子生物学原理
两种G蛋白的活性型和非活性型的互变
2013-8-8
分子生物学原理
分子生物学原理
化学性质
* 蛋白质和肽类（如生长因子、细胞因子、胰 岛素等） * 氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲状腺素、 肾上腺素等）
分子生物学 简介
分子生物学简介
分子生物学是研究生物体内分子结构、功能和相互作用的科学。
通过研究分子生物学，我们可以深入了解生物体内的生命活动，揭示生命的奥秘。
分子生物学的研究对象主要是生物体内的分子，包括DNA、RNA、蛋白质等。
DNA是生物体遗传信息的载体，它决定了生物体的遗传特征。
RNA则参与了遗传信息的传递和转录过程。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子，它们在细胞中扮演着各种重要的角色。
分子生物学研究的核心问题之一是基因的表达调控。
基因的表达调控是指在不同细胞和不同发育阶段中，如何通过调控基因的转录和翻译过程来决定细胞的功能和特性。
分子生物学通过研究转录因子、启动子、转录调控元件等分子机制，揭示了基因表达调控的分子机理。
另一个重要的研究领域是细胞信号转导。
细胞信号转导是指细胞内外信号分子的传递和转导过程。
通过研究细胞膜受体、信号转导通路和细胞内信号分子等，分子生物学揭示了细胞信号转导的分子机制，并且在研究疾病的发生机制和药物研发中有着重要的应用价值。
分子生物学还研究了细胞凋亡、细胞周期调控、DNA修复等一系列重要生物过程。
这些研究为我们理解生物体内分子之间的相互作用和调控提供了重要的线索。
分子生物学是一门研究生物体内分子结构和功能的科学。
通过研究分子生物学，我们可以深入了解生命的本质和生命的奥秘。
分子生物学的研究成果不仅为人类健康和疾病的治疗提供了重要的理论基础，也为生物技术的发展和应用提供了重要的支持。
分子生物学概述
分子生物学概述概念：分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
发展历史：一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger 和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
分子生物学基础
分子生物学基础分子生物学是现代生命科学领域中最具活力和前景的学科之一。
它以分子为研究基础，探索生命的奥秘，揭示生物体的生命活动规律。
本文将介绍分子生物学的基础知识，包括DNA、RNA、蛋白质和细胞信号转导等。
一、DNA：生命的遗传密码DNA，即脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid），是生物体的遗传物质，负责储存和传递遗传信息。
DNA由四种碱基组成：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基按照特定的顺序排列，形成一串串的密码子，指导细胞合成相应的蛋白质。
DNA的复制是生命延续的基础。
在分裂间期，DNA双链解开，形成单链模板，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
在分裂期，DNA双链进一步解开，形成两条单链染色体，分配到两个子细胞中。
二、RNA：翻译过程中的重要角色RNA，即核糖核酸（Ribonucleic Acid），是DNA转录的产物，也是蛋白质合成的中间产物。
RNA分为三种：mRNA、tRNA和rRNA。
mRNA 是编码蛋白质的RNA，携带由DNA转录而来的信息；tRNA是转运RNA，负责将氨基酸转运到核糖体上；rRNA是核糖体RNA，与蛋白质一起构成核糖体，为蛋白质合成提供场所。
在翻译过程中，mRNA根据密码子的顺序指导氨基酸合成多肽链。
tRNA 将氨基酸转运到核糖体上，按照mRNA的密码子顺序依次连接成肽链。
rRNA与蛋白质构成核糖体，为翻译过程提供场所和能量。
三、蛋白质：生命活动的执行者蛋白质是生物体内最重要的分子之一，是生命活动的主要执行者。
蛋白质由氨基酸组成，具有特定的空间构象和功能活性。
不同的蛋白质具有不同的结构和功能，如酶、激素、抗体、载体等。
蛋白质的合成以mRNA为模板，经过翻译过程合成多肽链。
多肽链经过折叠和修饰后形成具有特定结构和功能的蛋白质。
蛋白质的合成和降解受到严格的调控，以确保生命活动的正常进行。
四、细胞信号转导：细胞通讯的基础细胞信号转导是指细胞间通过传递信号分子来实现信息交流和沟通的过程。
第十四章 细胞信息传递和受体分子生物学
根据受体同源性的差异， G蛋白偶联型受体可分为三个超 家族： 第I族：此族包括了绝大多数与G蛋白偶联的受体，主要 分两大类(表14-3)。
第II族：这一族包括肠促胰液素(secretin)、血管活性肠肽 (VIP)、降钙素(calcitonin)和甲状旁腺激素受体。 第III族：代谢型谷氨酸受体。
G蛋白中介的反应可分为四个阶段：
第一阶段为静止态。含、和亚基。第二阶段， 激动剂分子与受体结合，使受体的构象变得易于 与G蛋白结合。第三阶段，/GTP在细胞膜内扩散， 与不同的靶蛋白效应酶或离子通道相连，引起不 同的生物效应。当GTP酶水解/GTP成/GDP时， 效应过程终止。第四阶段是/GDP从效应靶蛋白 上解离，亚基与亚基重新结合，形成复合 物，从而完成了一个循环。每个循环过程起到信 号放大的作用。
第十四章 细胞信息传递和受体分子生物学
•第一节 细胞信息传递概述 •第二节 受体 •第三节 细胞信息的传递途径及其分子机理 •第四节 信息传递途径的交互联系
第一节 细胞信息传递概述 按照信息物质的分泌与作用方式，可将细胞间 联络分为三类模式(图14-1)：内分泌(endocrine)、 旁分泌(paracrine)和自分泌(autocrine)。
㈣ DNA转录调节型受体(图14-10) (图14-11)
细胞生物学期末复习名词解释
一、名词解释：细胞通讯：信号转导：微管组织中心：细胞衰老：分子伴侣：脂质体：细胞周期：亲核蛋白：细胞培养：核型：受体：第二信使：胞吐作用：生物膜：血影：微粒体：细胞培养：细胞黏着分子的类型：核小体，组蛋白非组蛋白；内质网二、填空：1肝细胞中起解毒作用的细胞器有________和_____________。
2过氧化物酶体的标志酶是______________ ，溶酶体的标志酶是______________。
3在神经轴突的物质转运过程中，由两种蛋白介导，一是________________，介导运输小泡由轴突顶端运向胞体；二是________________，介导小泡由胞体运向轴突顶端。
4质子泵有_____________、______________和_____________三种类型。
5NOR位于染色体的__________部位，是________基因所在部位，与间期_____________形成有关。
6真核细胞每一个DNA分子被包装成一条____________，每个有机体的全套染色体中所贮存的全部遗传信息称为____________。
7___________赋予组织弹性，___________赋予组织抗张性。
8在组成某些蛋白质的氨基酸序列中存在着分选信号，称之为___________，这种信号在完成蛋白质分选功能以后通常被结合在膜上的__________酶切除。
9质膜又称细胞膜，是指围绕在细胞最外层，由____________和____________组成的薄膜。
10磷脂酰肌醇信号通路的关键反应是PIP2水解生成______________和_____________两个第二信使，催化这一反应的酶是_____________，这一信号通路又叫_____________系统。
特别注意：我最后一次课给讲过的那些都没再重复，那些可能更是重点！！！简答与问答：1.列举影响膜流动性的因素。
2．什么是细胞融合，诱导细胞融合的方法有哪些？3．癌细胞的基本特性。
基础分子生物学知识点总结
基础分子生物学知识点总结一、细胞结构与功能1. 细胞膜细胞膜是细胞的外层膜状结构，由脂质和蛋白质构成。
它在细胞中的作用是保护细胞内部结构，控制物质的进出，并参与细胞间相互作用。
2. 细胞核细胞核是细胞内的一种重要细胞器，包含遗传物质DNA和RNA等。
细胞核的主要功能是储存遗传信息，调控基因表达，并参与细胞分裂。
3. 线粒体线粒体是细胞内的能量中心，参与细胞内的氧化还原反应，生成ATP分子，提供细胞所需的能量。
4. 端粒端粒是染色体末端的一种特殊结构，它在细胞分裂过程中保护染色体的稳定性，对细胞的寿命和衰老起重要作用。
5. 液泡液泡是细胞内的一种囊泡结构，内部含有细胞液和可溶性物质，参与细胞代谢和废物的储存与排泄。
6. 高尔基体高尔基体是细胞内的一种细胞器，主要参与细胞内物质的合成、运输和改造，是细胞分泌的重要场所。
7. 酶酶是一种生物催化剂，可以加速生物化学反应的进行，不参与反应本身的化学性质。
在细胞内，酶是细胞内代谢反应的催化剂，起着十分重要的作用。
8. 细胞骨架细胞骨架是由蛋白质构成的细胞内骨架结构，提供细胞形状的支持，维持细胞内器官的位置和运动，参与细胞的分裂和运输。
9. 细胞质细胞质是细胞内由细胞膜包围的一种基质结构，包含细胞器和细胞液等，是细胞内的主要活动场所。
10. 核糖体核糖体是细胞内的一种参与蛋白质合成的细胞器，含有rRNA和蛋白质，是蛋白质翻译的场所。
二、基因结构和功能1. DNADNA是细胞内的一种重要遗传物质，它包含遗传信息，可以编码生物体的形态和功能；2. RNARNA是DNA的合成产物，主要包括mRNA、tRNA和rRNA等，参与蛋白质的合成和翻译过程。
3. 基因基因是DNA表型表达和遗传的基本单位，是细胞内遗传信息的载体，负责编码蛋白质的合成。
4. 基因表达基因表达是指基因产生相应功能蛋白质的过程，包括转录和翻译两个过程。
5. 转录转录是DNA向RNA的过程，包括启动、延伸和终止三个阶段，是基因表达的第一步。
分子生物学
名词解释：以核酸和蛋白质等为研究对象。
形式的蛋白质，是细胞内所有蛋白质的集合体。
其代谢规律。
（是旬在疾病分子标记和药物靶点最有效的方法）RNA的DNA序列，是决定遗传性状的功能单位，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列及插入序列。
分子内或分子间发生遗传信息的重新组合（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位，所转录的RNA 为多顺反子。
Ca离子、DAG、IP3RNA，催化反应时需要mg离子参加。
进行杂交并分析。
DNA片段，与一个DNA载体连接成重组DNA，不同来源的DNA共价连接形成的新的DNA分子。
DNA片段连接到一种特定的、能自我复制的DNA分子上，这种分子就是重组DNA技术的载体。
目的基因、合成目的蛋白的载体。
（src是人类鉴定的第一个癌基因）构改变或表达量增加导致细胞生长失控而发生癌变。
基因诊断：是指应用分子生物学和分子遗传学的技术方法，直接检测基因结构及其表达是否一场，从而对疾病作出诊断。
DNA序列，包括启动子、上游启动子元件、增强子、加尾信号和反应元件等。
它们通过与反式作用因子相互作用来发挥转录调控作用。
DNA结合蛋白，真核细胞内含有大量的序列特异性的DNA 结合蛋白，其中一些蛋白的主要功能是使基因开放或关闭，称反式作用因子，简称反式因子。
质，个别是糖脂几乎所有细胞中持续表达，这些基因称为管家基因RNA和蛋白质组成，能以所含的RNA为模板逆转录合成真核生物染色体的端粒DNA重复序列，保证染色体复制的完整性。
DNA克隆群体。
DNA序列。
衰减子：不依赖因子的终止因子结构DNA结构域包含一段约30个氨基酸序列，序列中有两对氨基酸通过配位键结合一个锌离子形成的结构。
在一起。
RNA序列和相应的DNA序列。
回文序列：双链DNA中的一段倒置重复序列的双链被打开后，可形成局部“十字形”结构，这段序列称回文序列。
基因表达随着环境变化而变化，呈现一定的时间和空间上特异性。
DNA或以它为载体构建的重组DNA导入细菌的过程。
分子生物学考试重点
分子生物学考试重点分子生物学考试宝典名词解释1. 基因：是编码RNA或一条多肽链的DNA片段，包括编码序列、编码序列外的侧翼序列插入序列。
2. 基因组：细胞或生物体内一套完整单倍体的遗传物质的总和。
3. 结构基因：基因中编码RNA或蛋白质的DNA序列，包括模板链和编码链。
4. 基因表达：生物基因组中的结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等过程合成特定蛋白质，进而发挥特定生物学功能和生物学效应的全过程。
5. 开放阅读框（ORF）：在mRNA的核苷酸序列中，包含特定蛋白质多肽链信息的序列，从起始密码子开始到终止密码结束，决定了蛋白质的一级结构，该段序列称为开放阅读框或蛋白质编码区。
6. 非编码区（UTR）：是位于开放阅读框的5’端上游和3’端下游的没有编码功能的核苷酸序列。
其主要功能是参与翻译起始调控，是翻译的必需序列。
7. 卫星DNA:是出现在非编码区的串联重复序列，其特点是具有固定的重复单位，该重复单位首尾相连形成重复序列片段，通常存在于间隔DNA和内含子中。
包括，大卫星DNA、小卫星DNA、微卫星DNA。
8. 微卫星DNA：又称为短串联重复（STR），是一类更为简单的寡核苷酸串联重复序列，其重复单位为2～6bp，重复次数10～60次左右，其总长度通常小于150bp，分布在所有的染色体。
微卫星DNA 因为重复单位的重复次数不同而具有高度的遗传多态性，并且按照孟德尔遗传规律，可以作为很好的遗传标记。
9. 动态突变：微卫星序列的串联重复的拷贝数可发生改变，并可随世代的传递而扩大，称为动态突变。
可与一些遗传病和肿瘤发生有关。
10. 反向重复序列：是指两个顺序相同的拷贝在DNA链上呈反向排列。
两个反向序列间可以有间隔序列，也可以串联在一起（回文结构）。
反向重复序列常见于基因的调控区内，可能与复制、转录的调控有关。
11.限制性片段长度多态性（RFLP）：指用同一种限制性内切酶消化不同个体的DNA时，由于高度重复序列和点突变的存在，会得到长度、数量各不相同的限制性片段类型。
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2）对基因表达的调节作用
胞外
胞液
立早基 因
细胞核
2. Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径 （ Ca2+- CaM激酶途径）
钙调蛋白（calmodulin，CaM） 由一条多肽组成的单体蛋
白，有4个Ca2+结合位点，当胞浆的浓度Ca2+ ≥10-2mmol/L时， Ca2+与CaM结合，其构象发生改变而激活Ca2+-CaM激酶。 Ca2+- CaM激酶可使底物Ser/Thr残基磷酸化，调节底物的活 性。如Ca2+- CaM激酶既能激活AC又能激活PDE，参与了PKA激活 和抑制的调节；还能激活胰岛素受体的酪氨酸蛋白激酶活性。
谢、基因表达、细胞增殖与分化等重要生理活动。
Ca2+依赖性蛋白激酶途径 信息传导过程可归纳为
细胞外信息物质 生物学效应
受
体
酶或功能性蛋白质
G 蛋 白
蛋白激酶（C激酶）
磷脂酶 C
DAG
第二信使
Ca2+
膜磷脂
PIP2
DAG + IP3
（1）IP3和DAG的生物合成和功能 甲状腺释放激素、去甲肾上腺素和抗利尿激素作用于靶细胞
（五）核因子B途径
核因子B(nuclear factor- B, NF- B)
最先在研究免疫球蛋白亚 基时发现 。
主要涉及机体防御反应、
组织损伤和应激、细胞分化和
凋亡及肿瘤生长抑制过程的信
息传递
二、胞内受体介导的信息传递
胞内受体介导的信息传递途径是类固醇激素、甲状 腺激素、1,25-（OH）2-D3等信息分子的细胞信息传递途 径，这条途径通过特定基因的激素反应元件（HRE）调
酶途径发挥生理作用的。（心绞痛：硝酸甘油）
（四）酪氨酸蛋白激酶途径
酪氨酸蛋白激酶有两类
1. 受体型TPK 本身即膜受体（催化型受体），如胰岛素受 体等，它们与相应配体结合后发生受体间二聚化而激活 2. 非受体型TPK，分布在胞浆，常与非催化型受体偶联而激
活。如底物酶JAK，某些原癌基因（src、yes、berabl）编
（三）cGMP-蛋白激酶途径
（四）酪氨酸蛋白激酶途径
（五）核因子B途径
（一）cAMP-蛋白激酶途径
通过与G蛋白偶联受体的信号转导、激活腺苷酸环化酶 （adenylate cyclase, AC）催化使胞内cAMP浓度增加，激活 蛋白激酶A（protein kinase A, PKA）产生生物学效应。
如蛋白质、肽类、 氨基酸及其衍生物
激素通讯包括六个基本步骤：
• 信号细胞合成激素（化学信号分子）；
• 信号细胞释放激素;
• 激素分子转运至靶细胞;
• 特异性受体识别激素分子;
• 信息的跨膜传递; • 生物学效应。 胞浆酪氨酸蛋白激酶 等
二、细胞内信息物质
• 概念： 在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞 内信息物质 第二信使：cAMP、cGMP、Ca2+、 DAG、IP3 • 种类 胞质信号蛋白分子和激酶： Ras蛋白、Raf蛋白、
控基因的表达，产生细胞应答效应。
胞内受体
一
受体的分子结构及功能
（一） 膜受体
• 环状受体
• 七个跨膜螺旋受体
• 单个跨膜螺旋受体
1. 环状受体：配体依赖性离子通道
主要受神经递质等信息物质调节
2. 七个跨膜α-螺旋受体：G蛋白偶联受 体
激素
受体 蛋白激酶
G蛋白 酶或功能蛋白
酶
第二信使 生物学效应
G蛋白：位于细胞膜胞浆面的外周蛋白，由三个亚基组成( ) 非活化型： 三聚体 与GDP结合 活化型： 亚基 与GTP结合， 二聚体脱落
•
信息分子 靶细胞 （R）
放大转换 生物学效应
调节信号 • 激素细胞因子等
信息分子千差万别，受体R多种多样，决定了 生命活动，复杂多变。
第一节 信息物质
• 细胞间信息物质
• 细胞内信息物质
一、细胞间信息物质
• 概念：由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为
细胞间信息物质
信息物质的化学本质各异，包括蛋白质和肽类(如胰岛素、
顺式作用元件：真核生物编码基因两侧的DNA序列，可 影响自身基因的表达活性，通常是非编码序列，包括启
动子、增强子、沉默子
反式作用因子：与顺式作用元件结合而调控基因转录的
蛋白质因子，常被称为转录调节因子或转录因子。
1. 高度可变区：具有转录激活作用 2. DNA结合区 ：富含半胱氨酸，具有锌指结构 与配体结合 与热休克蛋白结合
cAMP-蛋白激酶途径
激活 活化 释放 亚基
激素
受体
G蛋白
s-GTP
AC ATP Mg2+ cAMP PP i
激活
蛋白激酶A( PKA)
胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素
能与此型受体结合的信息物质有类固醇激素、甲 状腺激素和维甲酸等
激素
受体
G蛋白
ATP
cAMP
PKA
信息传导过程可归纳为
Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径
Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径
1. Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径
信息分子与膜受体特异性结合后，经特定G蛋白（GP）
介导活化磷脂酶C（PI-PLC），催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷
酸（PIP2）水解生成三磷酸肌醇（IP3）和二脂酰甘油 （DAG），IP3促使内质网储存Ca2+释放至胞液，Ca2+、 IP3、DAG三者均为该途径的主要的信使分子，通过激活 蛋白激酶C（protein kinase，PKC）广泛调节机体物质代
（三）cGMP-蛋白激酶途径
• cGMP的生成
鸟苷酸环化酶(guanylate cyclase, GC)
• cGMP通过cGMP-依赖性蛋白激酶（蛋白激酶G）以启动细
胞应答反应，基本过程如下： (Ca2+)GC活化 [cGMP] 活化蛋白激酶G 生理效应（平滑肌舒张）
靶蛋白或酶的磷酸化
• 近年来研究表明，一氧化氮（NO）也是通过 cGMP-蛋白激
码的TPK 两类TPK活化后，都能催化底物蛋白Tyr残基磷酸化， 但信息传递途径有所不同 SH2结构域（src homology 2 domain）：某些连接物
蛋白具有的结构域，与原癌基因src编码的酪氨酸蛋白激酶
区同源，能识别磷酸化的酪氨酸残基并与之结合。
受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）
生长因子、细胞因子等)，氨基酸及其衍生物（如甲状腺素、
肾上腺素等），类固醇激素（如：肾上腺皮质激素，性激素 等），脂肪酸衍生物（如前列腺素），某些气体分子如一氧化 氮。
信 号 分 子
•各种激素的分子模式
根据信息物质的特点及其作用方式将细胞间信息物质分为三大类： 1. 局部化学介质（旁分泌信号，paracrine signal）：如生长因 子、细胞生长抑素、NO、前列腺素；作用时间短 2.神经递质（突触分泌信号，synaptic signal）：如乙酰胆碱、
3. PKA的作用
PKA被cAMP激活后，能在ATP存在的情况下使
许多蛋白质特定的丝氨酸和（或）苏氨酸残基磷酸化， 从而调节细胞的物质代谢和基因表达.
对代谢的调节作用
对基因表达的调节作用
• CRE 基因转录调控区中的一类 cAMP应答元件 （cAMP response element）
• CREB cAMP应答元件结合蛋白 （cAMP response element binding prorein） PKA催化亚基进入细胞核后，催化CREB磷酸
பைடு நூலகம்
图：内分泌、旁分泌及自分泌
• 根据激素的化学组成，可将其分为含氮 化合物类和固醇类，前者包括蛋白质类 和多肽类激素及氨基酸的衍生物，后者 包括类固醇激素和甲状腺素等，两类激 素的特性比较如下表：
信 号 传 递
•亲脂性信号分子通过 胞内受体调节基因表达 如固醇类激素
•亲水性信号分子通过 膜表面受体传递信号
去甲肾上腺素；作用时间短
• 3. 激素（内分泌信号，endocrine signal）：
激素是由特殊分化的内分泌细胞合成和分泌，经 血液长程运输，通过与靶细胞受体特异结合，将激素 信号转化为细胞内一系列化学反应，最终表现出激素 的生理效应。如胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素；作 用时间长 • 自分泌信号：对分泌细胞自身或同种细胞其调节作用， 如某些癌蛋白
第二节 受体
• 受体（receptor)：细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分
子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是
糖脂。 • 配体(ligand) ：又称配基，能与受体特异性结合的生物活性 分子 ，主要分布在细胞外，细胞内极少。如上述激素、神 经递质、局部化学递质等，配体一般为小分子。 膜受体 • 受体分类
酪氨酸蛋白激酶受体型 3.单个跨膜螺旋受体
（催化型受体）
非酪氨酸蛋白激酶受体型 此类受体均为糖蛋白，只有一个跨膜螺旋结构 酪氨酸蛋白激酶（tyrosine protein kinase，TPK）
（二）胞内受体
多为反式作用因子，当与相应配体结合后，能与 DNA的顺式作用元件结合，调节基因转录。
•细胞信息传递和 •受体分子生物学
• 概念：细胞跨膜信息传递又称信号传导 （signal transdction)。细胞可识别与之接触的 各种化学和物理信号，并通过受体将这些信号 传入细胞内，产生各种信息分子和有规律的级 联反应，从而改变胞内的某些代谢过程，这种 针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程称 为信号转导，最终目的是使机体适应外界环境 变化