细胞生物学 第七章
- 格式:ppt
- 大小:5.86 MB
- 文档页数:97
细胞生物学学习资料(第7-8章)第七章整合细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输学习要点第一节细胞质基质的含义与功能一、细胞质基质的涵义细胞质基质(cytoplamicmatri某)是真核细胞的细胞质中除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,曾被称作细胞液(cellap)/透明质(hyaloplam)、胞质溶胶(cyto-ol)等。
细胞质基质的主要成分为参与中间代谢的数千种酶类、细胞质骨架结构、糖原和脂滴等物质。
细胞质基质是一个高度有序的体系,其中胞质骨架纤维贯穿其中,多数蛋白质直接或间接地与骨架或生物膜结合。
执行某一生物学过程的酶类彼此之间靠弱键结合,形成多酶复合体,催化一系列反应,此体系中前一个反应的产物极为下一个反应的底物。
蛋白质与蛋白质之间,蛋白质与其他大分子(如mRNA)之间都可以通过弱键相互作用,处于动态平衡之中。
这种高度有序的结构体系形成可以使细胞高效的完成复杂的代谢过程。
但此结构体系的维持必须依靠细胞质基质中高浓度的蛋白质以及其周围特定的离子环境。
细胞质基质和细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,但人们常把这两个名词等同起来。
细胞质基质是真核细胞的细胞质中除去可以分辨的细胞器以外的胶状物质,式结构上的概念,在描述细胞结构是倾向于用此概念。
细胞质溶胶是用差速离心的方法分离细胞匀浆物种的各种细胞组分过程中,离心除去细胞核、线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞质膜等细胞器或细胞结构后,存留在上清液中的成分,是生物化学上的概念。
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、糖原的合成、某些生物大分子的分解过程、蛋白质的合成、核苷酸代谢等。
②提供物质运输和能量传递通路。
③蛋白质在细胞质基质中分选及转运。
④维持细胞形态和运动、胞内物质运输及大分子定位。
通过细胞质骨架把蛋白质、mRNA等生物大分子固定在特定的位点,在细胞质基质中形成了更为精细的区域,使复杂的代谢反应高效而有序的进行。
Cell biology细胞生物学第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输细胞内被膜区分类:细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器第一节细胞质基质的含义和功能一、细胞质基质的含义(1)含义:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质主要含有:(1)与代谢有关的许多酶(2)与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构细胞质基质是一个高度有序的体系,细胞质骨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,从而完成特定的功能。
细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系,蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在,与周围溶液的分子处于动态平衡。
差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。
胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。
二、细胞质基质的功能(1)蛋白质分选和转运N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上,通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。
其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成,并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中,也有些蛋白驻留在细胞质基质中。
(2)锚定细胞质骨架(3)蛋白的修饰、选择性降解1 蛋白质的修饰辅基、辅酶与蛋白的结合磷酸化和去磷酸化糖基化N端甲基化(防止水解)酰基化2 控制蛋白质寿命N端第一个氨基酸残基决定寿命细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解,依赖于泛素降解途径3 降解变性和错误折叠的蛋白质4 修复变性和错误折叠的蛋白热休克蛋白的作用第二节细胞内膜系统及其功能细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。
研究方法:电镜技术免疫标记和放射自显影离心技术和遗传突变体分析一、内质网的形态结构和功能内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。
(一)内质网的两种基本类型糙面内质网和光面内质网。
糙面内质网:扁囊状整齐附着有大量核糖体功能:合成分泌性蛋白和膜蛋白光面内质网:分支管状,小功能:脂质合成,出芽位点部分细胞合成固醇类激素糙面内质网有20多种和光面内质网不同的蛋白,说明有特殊装置隔开两种内质网的组分。
第七章细胞骨架与细胞的运动第一节微管真核细胞中细胞骨架成分之一。
是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空柱状结构。
还能装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构,参与细胞形态的维持、细胞运动、细胞分裂等。
微管蛋白与微观的结构存在:所有真核细胞,脊椎动物的脑组织中最多。
直径:24-26纳米中空小管基本构件:微管蛋白α、β异二聚体。
13根原纤维合拢成一段微管。
极性:增长快的为正端,另一端为负端。
(与细胞器定位分布、物质运输方向灯微管功能密切相关)γ微管蛋白:定位于微管组织中心,对微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂有重要作用。
存在形式:单管(存在于细胞质,不稳定)、二联管(AB两根单管构成,主要分布于纤毛和鞭毛)、三联管(ABC三根单管组成,分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体中)一、微管结合蛋白碱性微管结合区域:明显加速微管的成核作用。
酸性突出区域:决定微管在成束时的间距大小种类:MAP-1,MAP-2,MAP-4,tau不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域:tau只存在于轴突中,MAP-2则分布于胞体和树突中。
三,微管的装配的动力学装配特点:动态不稳定性装配过程:1、成核期(延迟期)α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构,及核心的形成,接着二聚体再起两端和侧面增加使其扩展成片状带当片状带加宽至13根原纤维时,即合拢成一段微管。
是限速过程。
2、聚合期(延长期)细胞内高浓度的游离微管蛋白聚合速度大于解聚速度,新的二聚体不断加到微管正端使其延长。
3、稳定期(平衡期)胞质中游离的微管蛋白达到临界浓度,围观的组装与去组装速度相等(一)微管装配的起始点是微管组织中心中心体和纤毛的基体称为微管组织中心。
作用:帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。
γTuRC:刺激微管核心形成,包裹微管负端,阻止微管蛋白的渗入。
可能影响微管从中心体上释放。
中心体:包括中心粒,中心粒旁物质。
间期位于细胞核的附近,分裂期位于纺锤体的两极。
第七章细胞的能量转换――线粒体和叶绿体生物的基本能量来源于太阳光的辐射能。
但生物体不能直接利用太阳光的辐射能,必须先使之转换成化学能,再为生物体利用。
叶绿体通过光合作用把光能转换为化学能,并储存于糖类、脂肪和蛋白质等大分子有机物中。
线粒体是一种高效地将有机物转换为细胞生命活动的直接能源ATP的细胞器。
因此,线粒体和叶绿体是细胞内的两种产能细胞器。
线粒体和叶绿体都具有环状DNA及自身转录RNA与翻译蛋白质体系。
很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统,或称为核外基因及其表达体系。
线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器。
第一节线粒体与氧化磷酸化人体内的细胞每天要合成几千克的ATP,且95%的ATP是由线粒体中的呼吸链所产生,因此线粒体被称为细胞内的“能量工厂”(power plants)。
线粒体通过氧化磷酸化作用,进行能量转换,为所需要的细胞进行各种生命活动提供能量。
一、线粒体的形态结构1、线粒体的形态、大小、数量与分布1)线粒体的形状线粒体的形状各种各样,以线状和颗粒状最常见。
也可呈环形、哑铃形、枝状或其他形状。
2)线粒体的大小线粒体的一般直径为0.5-1.0um,长,1.5-3.0um。
有的长达5um(如肝细胞)或10-20 um(胰腺细胞)或40 um(人的成纤维细胞)。
3)线粒体的数量线粒体的数目由数百――数千个不等。
如利什曼原虫中只有一个巨大的线粒体,海胆卵细胞则多达30万个。
4)线粒体的分布线粒体在细胞中的分布一般是不均匀的。
二、线粒体的超微结构在电镜下观察到线粒体是由两层单位膜套叠而成的封闭的囊状结构。
主要由外膜(outer membrane)、内膜(inner membrane)、膜间隙(intermembrane)、基质(matrix)或内室(inner chamber)4部分组成。
图7-11.外膜外膜是包围在线粒体最外面的一层单位膜,光滑而有弹性,厚约6 um。