细胞分子生物学.ppt
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第一章 绪论3分子生物学课件
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
《细胞分子生物学》PPT课件
信号转导途径
信号转导途径的组成
信号转导途径通常由受体、信号转导分子和效应分子三个部分组 成。
常见的信号转导途径
包括MAPK途径、PI3K/Akt途径、JAK/STAT途径等。
信号转导途径的特点
各种信号转导途径具有不同的特点，如选择性、级联反应、可调节 性等。
信号转导与疾病
1 2
信号转导与肿瘤
许多肿瘤的发生和发展与信号转导异常有关，如 EGFR、K-Ras等基因突变引起的信号转导异常。
细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受外界信号 刺激，进而将信息传递至细胞内，引起细胞功能改变的过 程。
信号转导的分类
根据信号分子的性质，信号转导可分为亲缘性信号转导和 远缘性信号转导。
信号转导的生物学意义
信号转导是细胞Leabharlann 应环境变化，维持正常生理功能的重要 方式，对细胞的生长、发育、代谢和分化等过程具有重要 调控作用。
细胞衰老是指细胞在生 理和生化方面发生一系 列改变，导致其功能逐 渐衰退的过程。
细胞衰老的特征
细胞衰老时，细胞周期 停滞，细胞体积减小， 细胞器减少，细胞内色 素沉积，细胞膜通透性 改变等。
细胞衰老的机制
细胞衰老涉及多种机制 ，包括基因组不稳定、 端粒缩短、表观遗传改 变、线粒体功能障碍等 。
细胞凋亡
细胞器的相互关系
各种细胞器在结构上相互连接，功能 上相互配合，共同完成细胞的各项生 理功能。同时，它们之间也存在动态 的联系和互动，如物质的合成、加工 、运输和降解等过程都需要各种细胞 器的协同作用。
03
基因与蛋白质
基因结构与功能
01
02
03
基因组成
基因由DNA组成，具有编 码遗传信息的特性。
第一篇 分子生物学基本原理(共57张PPT)
3. 窄宿主型质粒和广宿主型质粒
第二节 真核生物基因组
一、真核生物染色质DNA的高级结构 • DNA高级结构中的蛋白质
组蛋白与非组蛋白
• DNA与蛋白质的结 合与染色体的组装
二、真核生物核基因组结构和功能特点
• 基因组大，编码蛋白质多，一般编码蛋白都 超过1万个以上。在DNA复制时，有多个复制 起始点。 • 真核生物的结构基因都是单顺反子。 • 真核生物的基因组中含有大量的重复序列 (45%)。 • 真核生物的基因组中存在大量的非编码区。
⒑含有多种功能的识别区域，如复制起始区、复制终止区、 转录起动区和终止区等。
大肠杆菌染色体基因组的结构和功能
大肠杆菌染色体基因组是研究最清楚的基因组。估计
大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左
右。在这900个基因中，有260个基因已查明具有操纵子结
构，定位于75个操纵子中。在已知的基因中8％的序列具
• 真核基因为断裂基因，在它的结构基 因中含有外显子和内含子。
• 真核生物的基因组中存在着各种基因 家族。
• 真核生物基因组中也存在移动基因。
•基因组中结构基因所占区域远小于非 编码区。
三、真核生物基因组的结构
㈠结构基因
• 断裂基因(split gene)：真核生物的结构基 因是不连续的编码氨基酸的序列被非编码 序列所打断，因此被称为断裂基因。
是指一组由多基因家族及单基因组成的更大基因 家族。其代表为免疫球蛋白基因超家族
㈣重复序列(repeat sequence):
在真核生物基因组存在着的大量的碱基序列重复出 现的情况。
重复序列中，除了编码RNA、RNA和组蛋白的结构基 因外，大部分是非编码序列。但对它们的功能还不十分清楚。
第二节 真核生物基因组
一、真核生物染色质DNA的高级结构 • DNA高级结构中的蛋白质
组蛋白与非组蛋白
• DNA与蛋白质的结 合与染色体的组装
二、真核生物核基因组结构和功能特点
• 基因组大，编码蛋白质多，一般编码蛋白都 超过1万个以上。在DNA复制时，有多个复制 起始点。 • 真核生物的结构基因都是单顺反子。 • 真核生物的基因组中含有大量的重复序列 (45%)。 • 真核生物的基因组中存在大量的非编码区。
⒑含有多种功能的识别区域，如复制起始区、复制终止区、 转录起动区和终止区等。
大肠杆菌染色体基因组的结构和功能
大肠杆菌染色体基因组是研究最清楚的基因组。估计
大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左
右。在这900个基因中，有260个基因已查明具有操纵子结
构，定位于75个操纵子中。在已知的基因中8％的序列具
• 真核基因为断裂基因，在它的结构基 因中含有外显子和内含子。
• 真核生物的基因组中存在着各种基因 家族。
• 真核生物基因组中也存在移动基因。
•基因组中结构基因所占区域远小于非 编码区。
三、真核生物基因组的结构
㈠结构基因
• 断裂基因(split gene)：真核生物的结构基 因是不连续的编码氨基酸的序列被非编码 序列所打断，因此被称为断裂基因。
是指一组由多基因家族及单基因组成的更大基因 家族。其代表为免疫球蛋白基因超家族
㈣重复序列(repeat sequence):
在真核生物基因组存在着的大量的碱基序列重复出 现的情况。
重复序列中，除了编码RNA、RNA和组蛋白的结构基 因外，大部分是非编码序列。但对它们的功能还不十分清楚。
分子生物学课件第01章细胞核基因组
修复机制
浓缩、交叉链接和小实验等方式依据缺陷类型进行修复源自 以保证细胞的代谢机能和生理活动。
基因组的遗传和变异
1 遗传特征
家族成员、近亲和异源性是基因组遗传和变异的核心基础。
2 遗传效应
基因型、表型和环境是遗传效应的主要因素，广泛涉及到遗传病、性状等多个领域。
3 遗传规律
孟德尔的法则是遗传学研究的重要法则，充分体现了基因组遗传和变异的规律性。
有丝分裂和减数分裂两种分裂方 式，分别构成有丝分裂和生殖细 胞生成的生殖细胞分裂。
特殊结构
染色体由线粒体DNA和一些质粒 组成，是基因组中最复杂的、最 不稳定的结构。
表现形式
不同时期、不同组织和不同物种 包括原核线性染色体、线粒体 DNA等多种类型。
突变和DNA修复
突变原因
外部因素、内部因素和生活习惯等均为DNA突变提供基 础和条件。
是细胞遗传信息的基础。
够保证DNA的遗传稳定性和持续性。
DNA的编码和表达
1 编码过程
转录是基因表达中最重要的过程，大约20%的基因编码成RNA分子。
2 表达过程
基因表达通过翻译过程将RNA分子转化为蛋白质分子，并在细胞代谢中发挥作用。
3 干扰物质
CRISPR-Cas9系统是基因编辑的新一代工具，它能够高精度、高效地通过DNA修复、切、 插入等改变细胞生物学过程。
细胞核基因组
分子生物学是研究生命现象的分子机理和过程的学科，而此课件将带您进入 细胞的“遗传基础”—细胞核基因组。在这里，我们将探讨DNA的复制、编码和 表达，以及基因组的生态学、进化学和人类学研究。
什么是细胞核基因组？
定义
一种复杂分子系统，包括DNA、 蛋白质和其他分子。
分子生物学(共19张PPT)
04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链，即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起，形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸，共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ，主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下，蛋 白质可形成四级结 构，由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始，分子生物学经历了 飞速的发展，成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子，以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制；阐明基因表达调控的分 子机制；探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子，它们与DNA特定序列结合，激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式，改变染色质结构，影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA，通过与mRNA结合，抑制其翻
译或促进其降解，从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程，而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸，由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构
4.细胞膜的分子生物学-物质的跨膜运输 ppt课件
2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别 因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化 学奖。
三.载体蛋白介导的主动运输
主动运输（active transport）是指由载体蛋白介 导的物质逆浓度梯度（或化学梯度）的由浓度低 的一侧向浓度 高的一侧的跨膜运输方式。
主动运输的特点是：①逆浓度梯度（逆化学梯度）运输； ②需要能量（由ATP直接供能）或与释放能量的过程偶联 （协同运输）；③都有载体蛋白。
功能：在肌质网内储存Ca2+调节肌细胞的收缩与
舒张
肌质网上的钙离子泵 ，肌细胞膜去极化后引起肌 质网上的钙离子通道打开，大量钙离子进入细胞 质，引起肌肉收缩之后由钙离子泵将钙离子泵回 肌质网。
（3）质子泵（H＋泵） ATP直接供能
存在位置：溶酶体膜上 作用方式：从胞质中主动将H＋输入溶酶
共运输
对向运输
主动运输与被动运输的比较
1、运输方向 2、跨膜动力 3、能量消耗
第二节 大分子物质的囊泡转运——胞吞 和胞吐
囊泡以出芽方式从细胞的一种内膜细胞器脱离后又 与另一内膜细胞器发生融合，这一转运过程称为 囊泡转运。 根据物质的运输方向：胞吞作用（endocytosis） 胞吐作用（exocytosis）
共同特点：双向、特异、有序、化学修饰
㈠ 胞吞作用的两种形式：
胞吞作用消耗能量,属于细胞膜的主动运输 吞噬（phagocytosis） 由专门的吞噬细胞完成,大的颗粒,直径>250nm， 最终到达溶酶体被降解。 吞饮（pinocytosis） 摄入液体和小溶质分子进行消化，直径<150nm。
吞噬过程 吞饮过程
道（电位门通道、配体门通道、环核苷酸门通道、机械门通道）。
分子生物学ppt课件
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括：
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组（genome） 1个配（精子或卵子），1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动，这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因：编码区序列（coding region sequence ）
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列：非编码序列（non-coding sequence）
基因表达需要的调控区（regulatory region）序列， 包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）等。
现代分子生物学(课堂PPT)
基因表达与疾病的关系
基因表达的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如癌症、遗传病等。因此，研究基因 表达的调控机制对于理解疾病的发生和治疗具有重要意义。
PART 03
DNA复制与修复
REPORTING
DNA复制的过程与特点
DNA复制的过程
起始、延伸、终止三个阶段，涉及多种蛋白质和酶的参与，确保 DNA的准确复制。
维持内环境稳定
基因表达调控有助于维持生物 体内环境的稳定，如血糖、血 压和免疫系统等。
响应生物信号
基因表达调控可以响应来自生 物体内部的信号，如激素和神 经递质等，从而调节生物体的
生理活动。
PART 06
分子生物学技术与应用
REPORTING
DNA重组技术
重组DNA技术的基本步骤
获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、 目的基因的检测与鉴定。
基因芯片技术及其应用
基因芯片技术的原理
将大量已知序列的基因片段固定在固相支持物上，与待测 样品进行杂交，通过检测杂交信号实现对基因表达的定量 分析。
常用的基因芯片技术
cDNA微阵列、寡核苷酸微阵列、蛋白质微阵列等。
基因芯片技术的应用
基因表达谱分析、基因突变检测、疾病诊断、药物筛选等 。
THANKS
表观遗传学调控
真核生物中还存在表观遗传学调控，如 DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA的 调控等。
基因表达调控的生物学意义
适应环境变化
基因表达调控使生物体能够适 应不同的环境条件，如温度、
光照、营养状况等。
细胞分化与发育
基因表达调控在细胞分化和发 育过程中起着关键作用，使不 同细胞具有不同的形态和功能 。
分子生物学发展
基因表达的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如癌症、遗传病等。因此，研究基因 表达的调控机制对于理解疾病的发生和治疗具有重要意义。
PART 03
DNA复制与修复
REPORTING
DNA复制的过程与特点
DNA复制的过程
起始、延伸、终止三个阶段，涉及多种蛋白质和酶的参与，确保 DNA的准确复制。
维持内环境稳定
基因表达调控有助于维持生物 体内环境的稳定，如血糖、血 压和免疫系统等。
响应生物信号
基因表达调控可以响应来自生 物体内部的信号，如激素和神 经递质等，从而调节生物体的
生理活动。
PART 06
分子生物学技术与应用
REPORTING
DNA重组技术
重组DNA技术的基本步骤
获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、 目的基因的检测与鉴定。
基因芯片技术及其应用
基因芯片技术的原理
将大量已知序列的基因片段固定在固相支持物上，与待测 样品进行杂交，通过检测杂交信号实现对基因表达的定量 分析。
常用的基因芯片技术
cDNA微阵列、寡核苷酸微阵列、蛋白质微阵列等。
基因芯片技术的应用
基因表达谱分析、基因突变检测、疾病诊断、药物筛选等 。
THANKS
表观遗传学调控
真核生物中还存在表观遗传学调控，如 DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA的 调控等。
基因表达调控的生物学意义
适应环境变化
基因表达调控使生物体能够适 应不同的环境条件，如温度、
光照、营养状况等。
细胞分化与发育
基因表达调控在细胞分化和发 育过程中起着关键作用，使不 同细胞具有不同的形态和功能 。
分子生物学发展
《高中生物课件：细胞及分子生物学》
真核细胞和原核细胞有哪些区别？细胞内有哪些结构体？
细胞膜与细胞器
细胞膜
它是细胞的外层，并能控制溶质的进出。
内质网
涉及细胞合成、加工和分泌蛋白质。
这些细胞器的结构和功能有哪些？
线粒体
它是能量生产的中心，参与呼吸作用。
高尔基体
将网状内质网合成的蛋白质进行最后的修饰和 分泌。
D N A ：分子的基本单位
减数分裂与有丝分裂的区别是什么？遗传现象与分裂过程有何关系？
分子生物学在生物科学中的应用
基因治疗
已经是现代医学研究中一个 热门的课题，许多疾病可以 通过基因治疗来治疗。
基因工程
利用分子生物学的技术和工 程学的方法开发了一系列新 的生物学领域。
分子生物学有哪些具体应用？如何利用它们进行生物研究和实践？
遗传测试
提供了分子水平的检查，方 便甄别、治疗和预防常见遗 传疾病。
3
后翻译修饰
蛋白质由多肽链和辅助蛋白组合而成，并通过翻译后修饰实现其功能性质。
为何说基因和蛋白质是生物学中的基本单位？基因表达如何影响蛋白质的合成？
细胞分裂和遗传
个细胞的实质分裂 成两个相同的细胞。
指生殖细胞在形成过程中发生的一种特殊的有生命 的细胞分裂，使得染色体数目减半。
D N A 双螺旋结构
这是一种双螺旋的分子结构，由核苷酸构成，负责 细胞信息的存储。
你知道吗？染色体上的基因是如何表达的？
染色体
是DNA以及几种蛋白质的组合物，存储和传递基因。
基因表达和蛋白质合成
1
转录过程
转录是DNA序列被复制成RNA分子的过程。分为启动、延伸和终止三个步骤。
2
翻译过程
翻译是由核糖体根据RNA信息合成蛋白质的过程。
《分子细胞生物学》PPT课件
因此可以说细胞生物学是细胞学与分子生物学汇集的领域细胞学与分子生物学汇集的领域hh1111研究的主要内容研究的主要内容细胞核染色体以及基因表达的细胞核染色体以及基因表达的研究研究生物膜与细胞器的研究生物膜与细胞器的研究细胞骨架体系的研究细胞骨架体系的研究细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控细胞分化及其调控细胞分化及其调控细胞的衰老与凋亡细胞的衰老与凋亡细胞工程细胞工程细胞的起源与进化细胞的起源与进化11studyobjectmolecularcellbiology11studyobjectmolecularcellbiologyhh1212细胞核染色体以及基因表达的研究细胞核染色体以及基因表达的研究normalmalexyhh1313precisenuclearpositioningchromosomesduringprometaphasehumanfibroblastcells
h
16
Cycle controlled like a washer
Timing mechanism Checkpoints
• Certain internal and external conditions must be met
Control highly conserved
h
17
Cancer is the Cell Cycle gone awry
它包括细胞融合、细胞器移植、染 色体工程、细胞和组培技术等
h
20
H 细胞的起源与进化
Margulis 内共生学说（endosymbiosis theory) 吃食细胞的出现，细胞膜折叠－－吞噬（关系
重大的一顿饭）－－细胞器的自主性（从囚犯到 奴隶）
大型细胞吞噬原核细胞而不消化－－寄生 parasitim－共生symbiose—成为宿主细胞的细 胞器organelle
h
16
Cycle controlled like a washer
Timing mechanism Checkpoints
• Certain internal and external conditions must be met
Control highly conserved
h
17
Cancer is the Cell Cycle gone awry
它包括细胞融合、细胞器移植、染 色体工程、细胞和组培技术等
h
20
H 细胞的起源与进化
Margulis 内共生学说（endosymbiosis theory) 吃食细胞的出现，细胞膜折叠－－吞噬（关系
重大的一顿饭）－－细胞器的自主性（从囚犯到 奴隶）
大型细胞吞噬原核细胞而不消化－－寄生 parasitim－共生symbiose—成为宿主细胞的细 胞器organelle
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3.胞质溶胶中的多数蛋白质,特别是相对分子质量 较大的蛋白质,可能通过较弱的次级健直接或间接 地结合在细胞质基质的骨架纤维上.
4.对一种蛋白来说是否属于细胞质基质中的结构成
分,主要取决于其在细胞生命活动中,是结合在骨架 纤维上,还是游离在周围的溶液中.
第二节 细胞内膜系统
一、内质网 二、高尔基复合体 三、溶酶体与过氧化物酶体
1.定义:内质网是真核细胞重要的细胞器,它由封闭的膜 系统及其围成的腔形成相互沟通的网状结构.
2.分类:分为粗面型内质网（rough endoplasmic
reticulum，RER）和光面型内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）。 3. RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。 4. SER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。 5.细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构 的一部分。
四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配
第二节 细胞内膜系统
一、内质网
K. R. Porter等于1945年发现于培养的小 鼠成纤维细胞，因最初看到的是位于细胞 质内部的网状结构，故名内质网 （endoplasmic reticulum，ER）。
第二节 细胞内膜系统 一、内质网
(一)、形态与组成
一、细胞质基质含义 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 在真核细胞的细胞质中 ,除去可分辨的细胞器以外的 成特定的生物学功能 . 胶状物质 ,称为细胞质基质 . 细胞质基质中主要含有 与中间代谢有关的数千种酶类,与维持细胞形态和细 胞内物质运输有关的细胞质骨架结构.
第一节 细胞质基质
三、胞质溶胶
1.细胞质基质和胞质溶胶是从不同的角度提出的概 念,二者虽然有一些差别,但过去在不少书中,常把这 两个名词等同起来.
2.用差速离心的方法分离细胞匀浆中的各种细胞组
分,最终可获得富含蛋白质的组分源自早期的实验细胞 学家和生化学家称之为胞质溶胶.
第一节 细胞质基质
三、胞质溶胶
第七章 细胞质基质与细胞内膜系统
第一节 细胞质基质 第二节 细胞内膜系统
第一节 细胞质基质
一、细胞质基质含义
二、细胞质基质功能
三、胞质溶胶
第二节 细胞内膜系统
一、内质网 二、高尔基复合体 三、溶酶体与过氧化物酶体
四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配
第一节 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
降解途径彻底水解.
第一节 细胞质基质
(4).帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成 正确的分子构象
这一功能主要靠热休克蛋白(Hsp)来完成. 有证据表明,在正常细胞中,热休克蛋白选择性地与畸形蛋白
质结合形成聚合物,利用水解ATP释放的能量使聚集的蛋白
质溶解,并进一步折叠成正确构象的蛋白质.
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.在细胞质基质中发现的糖基化是指哺乳动物的细胞中
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. 对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰; 酰基化
第一节 细胞质基质
(2).控制蛋白质的寿命 细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的动态过程中 .
决定蛋白质寿命的信号存在于蛋白质N端的第一个氨基酸残
基. 识别蛋白质N端不稳定的氨基酸信号并准确地将这种蛋白 质降解,是依赖于泛素的降解途径. 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;如果是其他12种氨基酸之一, 则是不稳定的.
第一节 细胞质基质
二、细胞质基质的功能
1.许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行,如糖酵解过
程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分
解过程等. 2. 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、细胞内的物质运输与能 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.
第一节 细胞质基质
二、细胞质基质的功能
3.细胞质基质中可进行蛋白质的修饰、控制蛋白质的 寿命、降解变性和错误折叠的蛋白质、帮助变性或错 误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子构象.
第一节 细胞质基质
(1).蛋白质的修饰 在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有:
ER
RER
核糖体
细胞质基质
ER腔
SER
第二节 细胞内膜系统 一、内质网
(二)、 ER的功能
I、蛋白质的合成。 II、脂质的合成。 III、蛋白质的修饰与加工。 IV、新生肽链的折叠、组装和运输 V、其它作用
第二节 细胞内膜系统一、内质网 (二)、 ER的功能
I、蛋白质的合成。 1. 蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细 胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后 便转在内质网上合成，这些蛋白主要有：
第二节 细胞内膜系统 一、内质网
(一)、形态与组成
6.主功能:ER主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋 白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。 7.成分: ER膜中含大约60%的蛋白和40%的脂类，脂类 主要成分为磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量 较少，没有或很少含胆固醇。 8.ER膜蛋白的分布:约有30多种膜结合蛋白，另有30多 种位于内质网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如,葡 糖-6-磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶， 核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450 酶系只分布在SER。
第一节 细胞质基质
(3).降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞基质中的变性蛋白、错误折叠的蛋白、含有被氧
化或其他非正常修饰氨基酸的蛋白,无论其N端氨基
酸残基是否稳定,也常常很快被清除.
降解作用可能涉及对畸形蛋白质所暴露出来的氨基酸疏水基 团的识别,并由此启动对蛋白质N端第一个氨基酸残基的作用, 其结果形成了N端不稳定的氨基酸,同样被依赖于泛素的蛋白
4.对一种蛋白来说是否属于细胞质基质中的结构成
分,主要取决于其在细胞生命活动中,是结合在骨架 纤维上,还是游离在周围的溶液中.
第二节 细胞内膜系统
一、内质网 二、高尔基复合体 三、溶酶体与过氧化物酶体
1.定义:内质网是真核细胞重要的细胞器,它由封闭的膜 系统及其围成的腔形成相互沟通的网状结构.
2.分类:分为粗面型内质网（rough endoplasmic
reticulum，RER）和光面型内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）。 3. RER呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。 4. SER呈分支管状或小泡状，无核糖体附着。 5.细胞不含纯粹的RER或SER，它们分别是ER连续结构 的一部分。
四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配
第二节 细胞内膜系统
一、内质网
K. R. Porter等于1945年发现于培养的小 鼠成纤维细胞，因最初看到的是位于细胞 质内部的网状结构，故名内质网 （endoplasmic reticulum，ER）。
第二节 细胞内膜系统 一、内质网
(一)、形态与组成
一、细胞质基质含义 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 在真核细胞的细胞质中 ,除去可分辨的细胞器以外的 成特定的生物学功能 . 胶状物质 ,称为细胞质基质 . 细胞质基质中主要含有 与中间代谢有关的数千种酶类,与维持细胞形态和细 胞内物质运输有关的细胞质骨架结构.
第一节 细胞质基质
三、胞质溶胶
1.细胞质基质和胞质溶胶是从不同的角度提出的概 念,二者虽然有一些差别,但过去在不少书中,常把这 两个名词等同起来.
2.用差速离心的方法分离细胞匀浆中的各种细胞组
分,最终可获得富含蛋白质的组分源自早期的实验细胞 学家和生化学家称之为胞质溶胶.
第一节 细胞质基质
三、胞质溶胶
第七章 细胞质基质与细胞内膜系统
第一节 细胞质基质 第二节 细胞内膜系统
第一节 细胞质基质
一、细胞质基质含义
二、细胞质基质功能
三、胞质溶胶
第二节 细胞内膜系统
一、内质网 二、高尔基复合体 三、溶酶体与过氧化物酶体
四、细胞内蛋白质的分选与细胞结构的装配
第一节 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
降解途径彻底水解.
第一节 细胞质基质
(4).帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠以形成 正确的分子构象
这一功能主要靠热休克蛋白(Hsp)来完成. 有证据表明,在正常细胞中,热休克蛋白选择性地与畸形蛋白
质结合形成聚合物,利用水解ATP释放的能量使聚集的蛋白
质溶解,并进一步折叠成正确构象的蛋白质.
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.在细胞质基质中发现的糖基化是指哺乳动物的细胞中
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. 对某些蛋白质的N端进行甲基化修饰; 酰基化
第一节 细胞质基质
(2).控制蛋白质的寿命 细胞中的蛋白质处于不断地降解与更新的动态过程中 .
决定蛋白质寿命的信号存在于蛋白质N端的第一个氨基酸残
基. 识别蛋白质N端不稳定的氨基酸信号并准确地将这种蛋白 质降解,是依赖于泛素的降解途径. 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;如果是其他12种氨基酸之一, 则是不稳定的.
第一节 细胞质基质
二、细胞质基质的功能
1.许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行,如糖酵解过
程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成与部分分
解过程等. 2. 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、细胞内的物质运输与能 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.
第一节 细胞质基质
二、细胞质基质的功能
3.细胞质基质中可进行蛋白质的修饰、控制蛋白质的 寿命、降解变性和错误折叠的蛋白质、帮助变性或错 误折叠的蛋白质重新折叠以形成正确的分子构象.
第一节 细胞质基质
(1).蛋白质的修饰 在细胞质基质中发生蛋白质修饰的类型主要有:
ER
RER
核糖体
细胞质基质
ER腔
SER
第二节 细胞内膜系统 一、内质网
(二)、 ER的功能
I、蛋白质的合成。 II、脂质的合成。 III、蛋白质的修饰与加工。 IV、新生肽链的折叠、组装和运输 V、其它作用
第二节 细胞内膜系统一、内质网 (二)、 ER的功能
I、蛋白质的合成。 1. 蛋白质都是在核糖体上合成的，并且起始于细 胞质基质，但是有些蛋白质在合成开始不久后 便转在内质网上合成，这些蛋白主要有：
第二节 细胞内膜系统 一、内质网
(一)、形态与组成
6.主功能:ER主要功能是合成蛋白质和脂类，分泌性蛋 白和跨膜蛋白都是在ER中合成的。 7.成分: ER膜中含大约60%的蛋白和40%的脂类，脂类 主要成分为磷脂，磷脂酰胆碱含量较高，鞘磷脂含量 较少，没有或很少含胆固醇。 8.ER膜蛋白的分布:约有30多种膜结合蛋白，另有30多 种位于内质网腔，这些蛋白的分布具有异质性，如,葡 糖-6-磷酸酶，普遍存在于内质网，被认为是标志酶， 核糖体结合糖蛋白（ribophorin）只分布在RER，P450 酶系只分布在SER。
第一节 细胞质基质
(3).降解变性和错误折叠的蛋白质 细胞基质中的变性蛋白、错误折叠的蛋白、含有被氧
化或其他非正常修饰氨基酸的蛋白,无论其N端氨基
酸残基是否稳定,也常常很快被清除.
降解作用可能涉及对畸形蛋白质所暴露出来的氨基酸疏水基 团的识别,并由此启动对蛋白质N端第一个氨基酸残基的作用, 其结果形成了N端不稳定的氨基酸,同样被依赖于泛素的蛋白