细胞生物学第八章——细胞通信

细胞生物学8章之后(打印)(共13页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第八章细胞核1.核膜的基本结构是什么有什么主要功能核膜由两层平行但不连续的非对称性单位膜构成。

主要功能：核膜将核质与胞质限定在各自的区域并控制着核质间的物质交换。

（1）核膜的区域化作用使转录和翻译在空间上分离：核膜构成了核质间的选择性屏障，核膜使细胞核有相对稳定的内环境，保证DNA复制、RNA转录与加工在核内进行，跟蛋白质的翻译空间上隔离，避免了彼此的干扰；（2）核膜控制着细胞核与细胞质间的物质交换：核质间频繁的物质交换是生命活动所必需。

水、无机离子和小分子物质均可自由通过核膜，大多数大分子颗粒和一些小分子颗粒通过核孔，以选择性运输方式进出核膜。

2.内核膜上有哪一种核纤层蛋白的受体？核纤层蛋白B受体3.分化程度高与低的细胞，哪种核孔多？低初始转录产物，在哪里进行加工、成熟？细胞核内5.多数无机离子靠什么方式进出细胞核？自由扩散6.核孔复合体的结构模型是怎样的？捕鱼笼式结构模型：（1）胞质环：核孔外边缘，与外核膜相连；环上有8条细长纤维对称分布，伸向细胞质；（2）核质环：核孔内边缘，与内核膜相连；环上也有8条纤维伸向核质，纤维末端形成小环，称“核篮”；（3）辐：是核孔边缘伸向核孔中心的辐射状8边对称结构，分三部分：核孔边缘，支撑核孔的“柱状亚单位”；穿过核膜伸入核周间隙的“腔内亚单位”；柱状亚单位内侧靠近核孔中央的“环带亚单位”，是核质交换通道；（4）中央栓：位于核孔中央，呈棒状、颗粒状，可能参与核质交换；并非存在于所有核孔复合体中，有人认为是正通过核孔的被转运物质。

7.核孔复合体的有效直径是多少最大功能直径是多少9～10nm；26nm8.对于不同物质，核孔怎样进行运输核孔蛋白常有一段什么序列有助于物质输入核孔大多离子、小分子、直径小于10nm的物质可以自由通过；Na+等少数离子、某些小分子不能自由通过；生物大分子的核质通行都是借助主动运输方式实现。

第一章细胞基本知识1．cell theory (细胞学说) 细胞学说是1838～1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,直到1858年才较完善。

它是关于生物有机体组成的学说，主要内容有：①细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成；②所有细胞在结构和组成上基本相似；③新细胞是由已存在的细胞分裂而来；④生物的疾病是因为其细胞机能失常。

2. protoplast (原生质体) 脱去细胞壁的细胞叫原生质体, 是一生物工程学的概念。

如植物细胞和细菌(或其它有细胞壁的细胞)通过酶解使细胞壁溶解而得到的具有质膜的原生质球状体。

动物细胞就相当于原生质体。

第二章细胞生物研究方法3.resolution (分辨率) 是指区分开两个质点间的最小距离。

4. immunofluorescent technique;immunofluorescence technique （免疫荧光技术）将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。

由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出，从而可对抗原进行细胞定位。

5. in situ hybridization（原位杂交）用单链RNA或DNA探针通过杂交法对细胞或组织中的基因或mRNA分子在细胞涂片或组织切片上进行定位的方法。

6. fluorescencein situ hybridization ；FISH（荧光原位杂交）：用荧光素标记的探针研究一段DNA序列或一个基因在染色体上的位置的方法，是在生物医学领域里应用较多的一项分子细胞遗传学技术。

第三章细胞质膜7. ankyrin (锚定蛋白) 又称2.1蛋白。

锚定蛋白是一种比较大的细胞内连接蛋白, 每个红细胞约含10万个锚定蛋白，相对分子质量为215,000。

锚定蛋白一方面与血影蛋白相连, 另一方面与跨膜的带3蛋白的细胞质结构域部分相连, 这样，锚定蛋白借助于带3蛋白将血影蛋白连接到细胞膜上，也就将骨架固定到质膜上。

第八章细胞信号转导1、名词解释细胞通讯: 指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与其受体相互作用，产生特异性生物学效应的过程。

受体: 指能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子。

多数为糖蛋白，少数为糖脂或二者复合物。

第一信使: 由信息细胞释放的，经细胞外液影响和作用其它信息接收细胞的细胞外信号分子第二信使: 第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。

2、细胞信号分子分为哪两类？受体分为哪两类？细胞信号分子：亲脂性信号分子和亲水性信号分子；受体：细胞内受体：位于细胞质基质或核基质，主要识别和结合脂溶性信号分子;细胞表面受体：主要识别和结合亲水性信号分子（三大家族;G 蛋白耦联受体，酶联受体，离子通道耦联受体）3、两类分子开关蛋白的开关机制。

GTPase开关蛋白：结合GTP活化，结合GDP失活。

鸟苷酸交换因子GEF引起GDP从开关蛋白释放，继而结合GTP并引起G蛋白构象改变使其活化；随着结合GTP水解形成GDF和Pi，开关蛋白又恢复成失活的关闭状态。

GTP水解速率被GTPase促进蛋白GAP和G蛋白信号调节子RGS所促进，被鸟苷酸解离抑制物GDI所抑制。

普遍的分子开关蛋白：通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化和蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化活性调节蛋白质活性。

4、三类细胞表面受体介导的信号通路各有何特点？（1）离子通道耦联受体介导的信号通路特点：自身为离子通道的受体，有组织分布特异性，主要存在与神经、肌肉等可兴奋细胞，对配体具有特异性选择，其跨膜信号转导无需中间步骤，其信号分子是神经递质。

（2）G蛋白耦联受体介导的信号通路特点：信号需与G蛋白偶联，其受体在膜上具有相同的取向，G蛋白耦联受体一般为7次跨膜蛋白，会产生第二信使，G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。

（3）酶连受体信号转导特点：a.不需G蛋白，而是通过受体自身的蛋白酶的活性来完成信号跨膜转换； b.对信号的反应较慢，且需要许多细胞内的转换步骤；c. 通常与细胞生长、分裂、分化、生存相关。

医学细胞生物学细胞通讯类型概念细胞通讯（cell communication）：细胞识别与之相接触的细胞或者识别周围环境中存在的各种信号，并将其转化为细胞内信号进行传递，从而改变细胞内的代谢过程，影响细胞的生长发育，甚至诱导细胞的死亡。

细胞通讯类型按信号分子作用的性质及作用方式分为：1.近分泌细胞间接触依赖性的通信。

无需信号分子的释放；信号发放细胞表达的信号分子在质膜上或细胞外基质，靶细胞也表达受体在质膜上，这类信号分子与受体均为跨膜蛋白。

2.内分泌内分泌细胞分泌信号分子称激素（肾上腺素等）； 通过血液循环或汁液运到体内各部位作用于靶细胞。

特点：作用距离远、范围大、持续时间较长。

血液中激素受体3.旁分泌是信号发放细胞通过分泌局部化学介质（多为生长因子和细胞因子，有生物活性）到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞。

特点：信号分子可被细胞间质所阻滞或被细胞间质中的酶类降解，有效作用范围很小。

但旁分泌方式对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能有重要意义。

见于神经元轴突末端与其靶细胞间形成的化学突触。

神经元轴突末端分泌神经递质于突触间隙内，靶细胞上有神经递质受体可接受神经递质并引发信号转导。

4.突触型神经元胞体轴突靶细胞受体神经递质突触细胞对自身分泌的物质产生反应或作用于邻近同一类型的细胞。

该类型细胞通信可促进同型细胞向同一个方向演化，在胚胎早期发育中具有重要意义。

也常存在于病理条件下：肿瘤细胞。

5.自分泌复习题1. 细胞通讯的概念？2. 按信号分子作用的性质及方式来划分，细胞通讯可以分为哪些类型?3.每种细胞通讯类型都有哪些特点？参考文献及网站参考文献1.医学细胞生物学，丰慧根，中国医药科技出版社，20162.医学细胞生物学，刘佳，高等教育出版社，20143.医学细胞生物学，杨保胜，科学出版社，2013。

第八章细胞通信生命与非生命物质最显著的区别在于生命是一个完整的自然的信息处理系统。

一方面生物信息系统的存在使有机体得以适应其内外部环境的变化，维持个体的生存；另一方面信息物质如核酸和蛋白质信息在不同世代间传递维持了种族的延续。

生命现象是信息在同一或不同时空传递的现象，生命的进化实质上就是信息系统的进化。

单细胞生物通过反响调节，适应环境的变化。

多细胞生物那么是由各种细胞组成的细胞社会，除了反响调节外，更有赖于细胞间的通讯与信号传导，以协调不同细胞的行为，如：①调节代谢，通过对代谢相关酶活性的调节，控制细胞的物质和能量代谢；②实现细胞功能，如肌肉的收缩和舒张，腺体分泌物的释放；③调节细胞周期，使DNA 复制相关的基因表达，细胞进入分裂和增殖阶段；④控制细胞分化，使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化为有特定功能的成熟细胞；⑤影响细胞的存活(图8-1)。

第一节根本概念一、几个容易混淆的概念近年来，由于细胞通信在医学尤其是揭示癌症方面的重要性，使这一领域的研究十分活泼，文献和著作非常的多，不同的作者往往使用不同的名词来描述细胞的信息传递现象，虽然这些名词很相近，但是其内涵和外延不尽相同，现解释如下：细胞信号发放〔cell signaling〕[1]，细胞释放信号分子，将信息传递给其它细胞。

细胞通讯〔cell communication〕[2]指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反响的过程。

细胞识别〔cell recognition〕[3]指细胞与细胞之间通过细胞外表的信息分子相互作用，从而引起细胞反响的现象信号转导〔signal transduction〕[4] 指外界信号〔如光、电、化学分子〕与细胞细胞外表受体作用，通过影响细胞内信使的水平变化，进而引起细胞应答反响的一系列过程。

二、细胞信号分子生物细胞所接受的信号既可以使物理信号〔光、热、电流〕，也可以是化学信号，但是在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。

介绍了以下内容
介绍了以下内容：
关于细胞通信的概念。

细胞之间的通信是通过化学信号、电信号、激素、细胞间连接等多种方式进行的，这些方式共同维持了细胞间的正常交流和组织功能。

介绍了细胞通信的重要性。

细胞通信在人体中发挥着至关重要的作用，例如维持组织稳定、调节生理功能、促进生长和发育等。

同时，细胞通信也参与了疾病的发生和发展过程，如肿瘤、神经退行性疾病等。

介绍了细胞通信的机制。

细胞通信主要通过两种方式进行：细胞间通信和细胞内通信。

细胞间通信包括细胞间连接、胞吐和胞饮等；而细胞内通信则依赖于细胞内部的信号传导系统，如受体、G蛋白、离子通道等。

介绍了影响细胞通信的因素。

包括年龄、环境因素、遗传因素等。

例如，随着年龄的增长，细胞通信能力会逐渐下降，导致组织功能衰退；而环境因素如辐射、化学物质等也会影响细胞通信；此外，一些基因突变也会影响细胞通信。

介绍了细胞通信的研究意义和应用前景。

细胞通信的研究有助于深入了解生命活动的本质和疾病的发生机制，为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。

同时，细胞通信在再生医学、药物研发等领域也有广泛的应用前景。

总之，细胞通信是生命科学领域的重要研究内容之一，对于深入了解生命活动的本质和疾病的发生机制具有重要意义，也为疾病的预防和治疗提供了新的思路和方法。

第八章细胞信号转导2007级（园艺生物技术2班）赵璐（2）华娟香（6）一、选择题1、肿瘤细胞合成并释放生长因子刺激自身，导致肿瘤细胞的持续增殖，属于下列哪种细胞间通讯方式（）A.自分泌B.旁分泌C.内分泌D.通过化学突触传递神经信号2.信号分子主要包括（）A．甲状腺素，NO B.甲状腺素，蛋白磷酸酶，NOC.神经递质，NO，甲状腺素D.NO，局部介质3.经转换机制，在细胞内产生第二信使而其本身不进入细胞内部的信号分子是（）A.NOB.甲状腺素C.甾类激素D.肽类激素4.可降解cAMP,使之在细胞内的浓度水平下降以调节细胞应答胞外信号的速度的是（）A.PDEB.DGAC.PKAD.IP35.同样是使cAMP水平增加，但所不同的是霍乱毒素使（），百日咳毒素使（）。

A.Gsα亚基长期处于抑制状态B.Gsα亚基长期处于激活状态C.Giα亚基长期处于抑制状态D.Giα亚基长期处于激活状态6.催化受体不包括以下的（）A.受体酪氨酸激酶B.蛋白激酶C.受体酪氨酸磷酸酯酶D.受体鸟苷酸环化酶7.Ras蛋白的活化对诱导不同类型细胞的分化或增殖是（）A.必要非充分B.充分非必要C.必要而充分D.既不充分也不必要8.下列能引起钙释放的是（）A.DAGB.cAMPC.PKAD.IP39.下列说法错误的是（）A.离子通道耦联的受体是由多亚基组成的受体∕离子通道复合体B.离子通道耦联的受体其本身为离子通道，但无信号结合位点C.离子通道耦联的受体其本身既有信号结合位点，又有离子通道D.离子通道耦联的受体其跨膜信号转导无需中间步骤10.受体酪氨酸激酶RTK所介导的信号通路为（）A.RTK-Ras信号通路B.Jak-STAT信号通路C.RTK-Raf信号通路D.Jak-Ras信号通路二、填空题1.细胞内受体主要识别和结合_______信号分子2.细胞表面受体分属三大家族:_____________,_____________,____________.3.亲水性信号分子的功能域分布在____________和____________.4.请写出目前公认的第二信使缩写_____________________________________.5.受体交叉是指_____________________________________.6.双信使系统包括_____________和_____________________.7.细胞内核受体对基因表达的调节包括________________和________________.8.动物细胞间通讯连接的主要方式是_____________，植物细胞间通讯连接方式是通过_____________。

细胞间通信机制研究随着现代医学技术的不断进步，细胞生物学的深入研究已经成为医学领域中一个重要的研究方向。

其中，细胞间通信机制研究尤为重要，因为它涉及到人类生理和病理的许多领域。

本文将着重介绍细胞间通信的一些基本概念、重要机制以及未来的研究方向。

一、细胞间通信的基本概念1.细胞外液（extracellular fluid）：指细胞外分布的液体环境。

这是细胞间通信流的基本环境。

2.分泌物（secretions）：指细胞所分泌的生化物质，这些分泌物主要有三类：激素、细胞因子和神经递质。

3.细胞膜受体（cell membrane receptor）：指分布在与环境相接触的细胞表面上的蛋白质受体，高度特异性。

细胞间通信的基本模式主要有：1.神经递质（neurotransmitter）的突触传递；2.激素（hormone）的血液传递；3.细胞因子（cytokine）的细胞外信号转导。

其中，激素和细胞因子往往被归为一类，因为它们具有共同的结构和功能特点。

二、细胞间通信的重要机制1.细胞信号转导（cellular signaling）：细胞信号转导是细胞间通信中最基本、最重要的机制。

细胞信号转导是指分子间相互作用构成的信号传递链条。

通过细胞表面的受体分子激发下游蛋白酶做出反应，形成下游细胞内信号传导通路，产生某种效应，这个过程就被称为细胞信号转导。

细胞信号转导是细胞内细胞外信号交互的机制，主要涉及到蛋白质激酶、磷酸酶、激酶酶、信号传导蛋白、信号转导途径等积极参与。

细胞信号转导主要有六个步骤：1.受体激活；2.第一信使激活；3.信号传导分子激活；4.二级信使的产生及激活；5.效应分子激活；6.成功产生细胞反应。

整个过程需要许多重要的信号分子的参与如：ATP、Ca2+、cAMP、G蛋白、慢A刺激素、水解酶体。

2.神经递质系统（neurotransmitter system）：神经递质是指由神经元合成和释放的化学物质，它们可以沿神经末梢传递。

第五章 物质的跨膜运输一、跨膜运输方式细胞质膜是选择性透性膜，是能调控物质进出的精致装臵。

除脂溶性分子和不带电荷的小分子能以简单扩散方式过膜之外，水溶性分子和离子都是不能自行穿越脂双层的。

几乎所有的有机小分子和带电荷的无机离子都需要由膜转运蛋白来跨膜转运。

总之，跨膜的物质运输方式有：被动运transport 胞能量，顺浓度梯1、简单扩散 小分子物质（水、尿素、甘油、葡萄糖、O 2、N 2等）能自由扩散过膜，不须膜蛋白协助 2、协助扩散小分子及离子在膜转运蛋白协助下，会增快跨膜转运速率 (1)葡萄糖、氨基酸、乳糖、核糖等由载体蛋白选择性结合转运过膜 (2)离子由通道蛋白选择性开启离子通道转运 主动运输active transport （消耗细胞能量，运输方向是逆浓度梯度或逆电化学梯度） 1、主动运输:靠离子泵（钠钾泵、钙泵）或质子泵(H +泵）直接消耗细胞的ATP 进行运输。

2、协同运输:待运物质在载体蛋白上与某种离子伴跨膜转运，由钠钾泵（或H +泵）所维持的离子浓度梯度所驱动，∴是间接消耗细胞内的ATP 。

⑴同向转运：例如肠上皮细胞摄取葡萄糖、氨基酸需伴Na +过膜；而细菌吸收乳糖是伴H +过膜。

⑵反向转运：动物细胞靠Na +－H +交换载体，由Na +驱动H +反向输出胞外，以调节细胞内 pH 值。

吞排作用 胞吞作用胞吐作用(消耗细胞能量，将大分子和颗粒物泡来跨膜运输) 1、吞噬作用：吞食大的颗粒物质2、胞饮作用：吞饮液态物质（微胞饮作用）3、跨细胞转运： 由胞吞和胞吐相结合，组成穿胞吞排物质转运方式，其过程中不涉及溶酶体消化。

例如母体中的抗体由血液穿过上皮细胞进入乳汁，而婴儿肠上皮细胞再将母乳中的抗体摄入其血液。

二、各类跨膜运输的特点(一)被动运输1、简单扩散：由小分子自行热运动，顺浓度梯度过膜，其通透性主要取决于分子的大小和极性，凡带电荷的离子皆不能简单扩散；2、协助扩散：由膜转运蛋白促使被动运输的转运速率增快,可分为两种类型:①载体蛋白与其特定溶质分子相结合来转运；②离子通道蛋白能对离子选择转运。