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细胞生物学内质网、高尔基体

细胞生物学内质网、高尔基体
细胞生物学内质网、高尔基体

第五章内质网、高尔基体小结

内膜系统的概念

在结构、功能和发生上密切关联的膜性结构细胞器。

内膜系统的组成

内质网、高尔基体、溶酶体、内体、各种转运泡。

内膜系统形成的意义

增加细胞内的表面积;使细胞内的不同生理生化反应互不干扰地进行,提高代谢效率。

内质网的组成成分、形态结构

基本组成成分为脂类和蛋白质;含有至少30多种以上的酶或酶系,其中葡萄糖-6-磷酸酶为主要标志酶;

由管、泡或扁囊彼此相互连通的膜性管网系统;结构上与高尔基体、溶酶体等组分移行转换,功能上密切相关。

根据内质网的形态结构特征和功能特性,分为粗面内质网和滑面内质网。

rER由扁平囊状结构组成,其胞质面有核糖体附着;主要功能是:为核糖体附着提供支架,与分泌蛋白的合成、修饰加工及转运密切相关。

信号肽是指导多肽链在rER合成的决定因素

sER呈管、泡状结构,其胞质面没有核糖体附着,常与rER相连通;主要功能是:脂质合成的主要场所、参与糖原的代谢和细胞的解毒作用等。

在不同细胞或同一细胞的不同生理时期,内质网具有不同的发达程度和形态分布,表现不同的功能。

高尔基体是由三种不同类型的囊泡构成的膜性细胞表现出明显的极性。其分布、数量和发达程度,在不的组织细胞或同一细胞的不同发育时期有明显差异。 组成高尔基体的脂类、蛋白质的含量和复杂程度介于内质网和细胞膜之间,是构成质膜与内质网之间的一种渡性细胞器。

糖基转移酶是高尔基体最具特征性的标志酶。

功能

糖蛋白中寡糖的合成、分泌性多糖类的合成;

细胞内蛋白质分选和膜泡定向运输的枢纽

蛋白质的修饰加工;

1.比较粗面内质网和滑面内质网的形态结构与功能。

答:形态结构上,粗面内质网的主要形态特征是表面有核糖体附着而滑面内质网呈表面的管、泡样网状形态结构。功能上,粗面内质网与外输性蛋白质的分泌合成、加工修饰及转运过程密切相关:1.作为核糖体附着的支架 2.新生多肽链的折叠与装配3.蛋白质的糖基化4.蛋白质的胞内运输。滑面内质网是作为胞内脂类物质合成主要场所的多功能细胞器:1.滑面内质网参与脂质的合成和转运 2.滑面内质网参与糖原的代谢3.滑面内质网是细胞解毒的主要场所4.滑面内质网是肌细胞Ca2+的储存场所5.滑面内质网与胃酸、胆汁的合成与分泌密切相关。

2.细胞内蛋白质合成部位及其去向如何?

答:所有的蛋白质合成,皆始于细胞质基质中的游离的核糖体上。少数蛋白只由核糖体合成,许多蛋白多肽链的延伸,在合成起始后不久,就随合成活动所在的核糖体一起转移、附着于内质网上,继续合成。在内质网上合成后,转移到高尔基体修饰,加工。最后由囊膜小泡转运至细胞外或者细胞内各个细胞器。

3.粗面内质网上合成哪几类蛋白质? 它们在内质网上合成的生物学意义是什

么?

答:1.外输性或分泌性蛋白质,分泌到细胞外行使各种功能;2.膜整合蛋白质,各种生物膜的成分;3.构成细胞器中的驻留蛋白,构成细胞器,行使生物学功能。

4.指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成需要哪些主要结构或因子? 它们如何

协同作用完成肽链在内质网上的合成?

答:主要参与的有信号肽、信号识别颗粒(SRP)、信号识别颗粒受体(SRP-R)和移位子。过程如下:1.新生分泌性蛋白质多肽链在游离核糖体上起始合成,当新生肽链N端的信号肽被翻译后,可立即被细胞质基质中的SRP识别、结合,从而形成SRP-核蛋白体复合结构,并可使得翻译暂时中止,肽链的延长受到阻遏2.与信号肽结合的SRP,识别、结合内质网膜上的SRP-R,并介导核糖体锚泊附着于内质网膜的通道蛋白移位子上,而SRP则从信号肽-核糖体复合体上解离,返回细胞质基质中重复上述过程。此时,暂时被阻遏的肽链延伸又继续进行。3.在信号肽的引导下,合成中的肽链,通过由核糖体大亚基的中央管核移位子蛋白共同形成的通道,穿膜进入内质网网腔。随后,信号肽序列被内质网膜腔面的信号肽酶切除,新生肽链继续延伸,直至完成而终止。最后,完成肽链合成的核糖体大、小亚基解聚,并从内质网上解离。(SRP :介导新生肽链与ER膜结合;在核糖体没有与ER膜结合时阻止肽链延长。SRP-R :与SRP 结合并指导肽链向ER膜转运;使肽链的延长继续进行。移位子:通道蛋白,能与核糖体大亚基紧密结合,从而把核糖体与ER 膜连接起来。)

5.何谓蛋白质分选?

答:通过对蛋白质的修饰、加工,使得不同的蛋白质带上了可被高尔基复合体网膜上专一受体识别的分选信号,进而选择、浓缩,形成不同去向的运输和分泌小泡,准确送往目的地。

6.结合高尔基体的结构特征,谈谈它是怎样行使其生理功能的。

答:高尔基复合体是由三种不同的膜性囊泡组成:扁平囊泡、小囊泡、大囊泡。所以高尔基复合体有显著的极性。高尔基复合体可被划分为顺面高尔基网状结构、高尔基中间囊膜和反面高尔基网状结构三个组成部分。顺面高尔基网状结构的功能有两个:分选来自内质网的蛋白质和脂质;进行蛋白质的修饰的O-连接糖基化以及跨膜蛋白在细胞质基质侧结构域的酰基化。高尔基中间囊膜的主要功能是进行糖基化修饰和多糖及糖脂的合成。高尔基反面网状结构的主要功能是对蛋白质进行分选,使分选得的蛋白质或被分泌到细胞外,或被转运到溶酶体。

7.蛋白质糖基化的基本类型、特征及生物学意义是什么?

答:糖基化的基本类型包括N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白两种。N-连接糖蛋白糖链合成与糖基化修饰始于内质网,完成与高尔基复合体;O-连接糖蛋白糖链合成与糖基化修饰则主要或完全是在高尔基复合体中进行和完成的。(教材P110.)

名词解释

内膜系统(endomembrane system)细胞内在结构、功能及其发生上相互密切关联的膜性结构细胞器之总称。

粗面内质网(rough endoplasmic reticulum RER)呈排列较为整齐的扁平囊状,并且其网膜胞质面有核糖体颗粒附着,主要负责外输性蛋白质及多种膜蛋白的合成、加工及转运的内质网

光面内质网(smooth endoplasmic reticulum SER)表面呈光滑的管、泡样网状形态的内质网,作为胞内脂类物质合成主要场所的多功能细胞器

高尔基复合体(Golgi complex)在细胞核周围的细胞质基质中的一种嗜银的一种膜性的囊、泡结构复合体。中转外输性蛋白质,加工合成胞内物质、分选蛋白质

分子伴侣(molecular chaperone)能够帮助多肽链转运、折叠和组装的结合蛋白

信号肽(signal peptide)蛋白多肽链在粗面内质网上进行合成时,被合成肽链N端的一段特殊氨基酸序列,它普遍地存在于所有分泌蛋白肽链的按极端,是一段由不同数目、不同种类的氨基酸组成的疏水氨基酸序列

掌握、熟悉、了解的内容

掌握细胞内膜系统的组成、动态结构特征与功能。

掌握粗面内质网和光面内质网的形态结构及功能。

掌握高尔基体的结构特征及其主要功能。

熟悉分泌蛋白合成的模型:信号肽假说

了解高尔基体的标志反应。

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