细胞生物学：第9章 细胞通讯与信号传递

细胞通讯与信号传导细胞是生物体的最基本单位，每个细胞都像一个小工厂，拥有自己的机器和设备，它们需要不断地接收与发出信息才能完成各自的任务，这就需要细胞间的通讯与信号传导。

本文将从细胞通讯和信号传导两个方面介绍这个重要的生命现象。

一、细胞通讯细胞通讯是指细胞之间通过化学信号相互交流的过程。

这种信号传递可以调节细胞的生命周期、维持内环境的恒定，以及协调身体各系统之间的协同运作。

在细胞通讯中，信号的传递可以分为内源性和外源性两类。

内源性信号是由细胞内自身产生的，如某些信号分子可以调节基因表达，从而影响一系列细胞行为。

外源性信号则来自外界，如神经元通过传递神经递质来调节细胞行为。

通常，细胞通讯的信号传递过程可分为三个基本步骤：识别、传递和响应。

第一步是识别阶段，在这个阶段，细胞必须能够识别外界或内源性信号分子。

这需要细胞表面的受体与信号分子之间发生特定的化学结合。

第二步是信号的传递阶段，在这个阶段，信号分子通过细胞内传递通路进入到细胞内部，从而调节细胞行为。

第三步是响应阶段，在这个阶段，细胞根据传递的信号做出相应的反应。

二、信号传导信号传导是指信号分子在细胞内部的传递过程。

它涉及一系列的生化反应和分子互动。

信号分子进入到细胞内部后，可能被一些蛋白激酶或酶水解，进而改变信号分子的化学结构。

这些过程就是信号转导的第一步，即信号的转换，使原本无法进入细胞内部的信号分子转变为可以作用于细胞内部的具有生物活性的物质。

第二步是信号传导通路，在这一步中，转换后的信号分子会引起细胞内一些特定蛋白质的生物分子反应，这些反应一般有激活或抑制的作用，从而调节细胞内的活动。

最后一步是响应阶段，在这个阶段，细胞会根据信号的强度和类型产生不同的反应，如细胞分裂、细胞分化、细胞凋亡等。

总的来说，细胞通讯和信号传导是两个紧密联系的概念。

细胞通讯的主要任务是产生信号分子，并将其传递到另一个细胞，而信号传导则是用一种内部系统将细胞解码和响应这些信号。

第九章细胞信号转导1 、什么是细胞通讯？细胞通讯有哪些方式？答：细胞通讯是指一个信号产生细胞发出的信息通过介质（又称配体）传递到另一个靶细胞并与其相对应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生靶细胞内一系列生理生化变化，最终表现为靶细胞整体的生物学效应的过程。

细胞通讯有3种方式：①细胞通过分泌化学信号进行细胞通讯，这是多细胞生物普遍采用的通讯方式；②细胞间接触依赖性通讯，细胞间直接接触，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；③动物相邻细胞间形成间隙连接、植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联。

2 、简述细胞的信号分子和受体的类型，信号转导系统的主要特性有什么？答：<1>信号分子是细胞信息的载体，种类繁多，包括化学信号和物理信号。

各种化学信号根据其化学性质通常分为3类：①气体性信号，包括NO、CO；②疏水性信号分子，主要是甾类激素和甲状腺激素；③亲水性信号分子，包括神经递质、局部介导和大多数蛋白类激素。

<2>根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体区分为细胞内受体和细胞表面受体。

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分子；细胞表面受体又可分属三大家族：离子通道偶联受体、G蛋白偶联受体和酶联受体。

<3>信号转导系统的主要特性：①特异性：细胞受体与胞外配体的识别、结合、效应具有特异性，且受体与配体的结合具有饱和性可逆性特征；细胞信号转导既有专一性又有作用机制的相似性。

②放大效应：信号传递至胞内效应器蛋白，引发细胞内信号放大的级联反应。

最常见的级联放大作用是通过蛋白质磷酸化实现的；③网络化和反馈调节机制：由一系列正反馈和负反馈环路组成网络特性，对于及时校正反应的速率和强度是最基本的调控机制；④整合作用：细胞必须整合不同的信息，对细胞外信号分子的特异性组合作出程序性反应；⑤信号的终止和下调：信号转导过程具有信号放大作用，但这种放大作用又必须受到适度控制，这表现为信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存。

生物学中的细胞信号传导与细胞通讯细胞信号传导与细胞通讯细胞是生命的基本单位，而细胞信号传导与细胞通讯在维持生物体正常功能与调控中起着重要作用。

通过一系列复杂的分子机制，细胞能够感知环境信号并通过信号传导网络与其他细胞进行交流与协调。

本文将为您介绍细胞信号传导与细胞通讯的基本概念、重要信号通路以及其在生物学中的意义。

一、细胞信号传导的基本概念细胞信号传导是指细胞内外信息的传递过程。

外部刺激、细胞内代谢产物与细胞内外通讯集体作用，通过分子信号传导链的级联反应来调控细胞的功能与行为。

细胞信号传导的基本原理是：外界刺激通过细胞膜上的受体感知，进而引发分子信号传导级联反应，最终调控细胞内的基因表达与蛋白质活性。

细胞信号传导通常包含以下几个关键步骤：1. 受体激活：外界刺激（如激素、神经递质或生物分子）与细胞膜上的受体结合，激活受体。

2. 信号传导：激活的受体将信号传递给细胞内部的信号分子，如细胞内的转导蛋白。

3. 激活级联反应：激活的信号分子通过级联反应，将信号传递给下一层级的分子组分。

4. 核内反应：信号在细胞内逐层传递，最终到达细胞核，并影响基因的表达与调控。

二、细胞通讯的重要信号通路1. 细胞膜受体：细胞膜受体是一类能够感知外界刺激的蛋白质，包括离子通道、酪氨酸激酶受体、G蛋白偶联受体等。

这些受体位于细胞膜上，能够感知环境中的物质并将信号传递到细胞内。

例如，神经递质通过受体与神经元进行通讯，调控神经传导。

2. 第二信使：当细胞膜受体被刺激后，会引发第二信使的产生与释放，从而传导信号。

常见的第二信使包括环磷酸腺苷（cAMP）、鸟苷酸环化酶（cGMP）以及各种离子，如钙离子（Ca2+）等。

这些第二信使能够调节细胞内的酶活性、蛋白质磷酸化以及基因表达等过程。

3. 细胞核与基因表达：信号传导的最终目的是影响细胞核内的基因表达与调控。

通过激活转录因子、调控DNA甲基化以及利用RNA调控等机制，信号传导能够影响细胞内的基因转录与翻译，并调节生物体的生理与生化过程。

细胞生物学名词解释1受体，配体：受体（receptor）：存在于细胞膜上细胞内、能接受外界的信号，并将这一信号转化为细胞内的一系列生物化学反应，从而对细胞的结构或功能产生影响的蛋白质分子。

配体（ligand）：受体所接受的外界信号，包括神经递质、激素、生长因子、光子、某些化学物质及其他细胞外信号。

受体是细胞膜上的特殊蛋白分子，可以识别和选择性地与某些物质发生特异性结合反应，产生相应的生物效应．与之结合的相应的信息分子叫配体。

2. 细胞通讯，信号传导，信号转导，细胞识别：细胞通讯：指一个细胞发出的信息通过介质传递到别一个细胞产生相应的反应。

信号传导：相当于是将上面细胞的刺激冲动传向下一个细胞，起着一种传递承接的作用，生化性质上没有什么改变。

信号转导：指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。

细胞识别：是指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。

是细胞通讯的一个重要环节。

3. 分子伴侣：一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。

4. 核孔复合体：在内外膜的融合处形成环状开口，直径为50～100nm，核孔构造复杂，含100种以上蛋白质，并与核纤层紧密结合。

是选择性双向通道。

功能是选择性的大分子出入（主动运输），酶、组蛋白、mRNA、tRNA等存在电位差，对离子的出入有一定的调节控制作用。

5. 常染色质，异染色质 : 在细胞核的大部分区域，染色质结构的折叠压缩程度比较小,即密度较低，进行细胞染色时着色较浅，这部分染色质称常染色质．着丝点部位的染色质丝，在细胞间期就折叠压缩的非常紧密，和细胞分裂时的染色体情况差不多，即密度较高，细胞染色时着色较深，这部分染色质称异染色质．6. 核仁组织区：即rRNA序列区，它与细胞间期核仁形成有关，构成核仁的某一个或几个特定染色体片断。