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医学细胞生物学资料整理第三章细胞的分子基础生物小分子：1、无机化合物：水（游离水、结合水）无机盐：离子状态2、有机化合物：单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸细胞大分子：细胞的蛋白质、核酸、多糖（由小分子亚基装配而成）蛋白质一级结构：多肽链仲氨基酸的种类、数目和排列顺序形成的线性结构，化学键主要是肽键蛋白质功能：①细胞的结构成分。②运输和传导。③收缩运动。④免疫保护。⑤催化作用—酶核酸:DNA:双螺旋结构RNA：信使RNA(Mrna)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)功能：1、携带和传递遗传信息。2、复制。3、转录。第四章细胞生物学的研究技术第一节细胞形态结构的观察光学显微镜技术------显微结构的观察一、普通光学显微镜---染色标本二、荧光显微镜---（紫外线）细胞结构观察、细胞化学成分研究、DNA＆RNA含量变化三、相差显微镜---（光的衍射和干涉效应）活细胞结构、活动观察四、微分干涉差显微镜---（平面偏振光的干涉）活细胞结构观察、细胞工程显微操作（三维立体投影）五、暗视野显微镜---（特殊的聚光器）观察活细胞外形六、激光共聚焦扫描显微境---（激光作光源）立体图像，组织光学切片；三维图像重建电子显微镜技术------亚微结构的观察分：透射、扫描、高压透射电子显微镜：电子束穿透样品而成像，观察细胞超显微结构，荧光屏上成像亚微结构观察---电子显微镜技术、扫描隧道显微镜光镜与电镜的区别★为掌握内容第二节细胞的分离与培养一、细胞培养是指在体外适宜条件下使细胞继续生长、增殖的过程。优点：1、容易在较短的时间内获得大量的细胞2、有利于研究单一类型的细胞3、通过人为控制培养条件，可以减少一些未知的因素影响细胞培养的条件培养基:氨基酸＋糖＋维生素血清支持物环境:无菌环境、适宜温度，pH值特性:贴壁生长接触抑制(肿瘤细胞没有)分类：原代培养:直接来自于有机体的细胞培养称原代培养。但常常也将第1代与传10代以内的细胞培养统称原代细胞培养。传代培养:将适应了体外条件的原代培养细胞进行传代和扩大培养。细胞系：有限:指能顺利传40－50代，仍保持正常细胞特点的传代细胞永生:50代后，具有了癌细胞的特点细胞株从某一细胞系中，用单细胞克隆培养而形成的，具有基本相同的遗传性状的细胞群体二、细胞融合指自发或人工诱导下，两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程方法：自然方法人工诱导：灭活的病毒或化学物质介导、电融合技术第五章细胞膜及其表面★第一节细胞膜的分子结构和特性细胞是除病毒(virus)以外一切生物体形态结构和功能的基本单位细胞膜（cellmembrane）,又称质膜（plasmamembrane），是包围在细胞外表面的一层界膜，使得细胞质与外界环境相隔开细胞内膜（endo-membrane）是在真核细胞内除了质膜以外的膜结构生物膜（biomembrane）：细胞质膜和细胞内膜在起源、结构和化学组成的等方面具有相似性，故总称为生物膜单位膜(unitmembrane):生物膜在透射电镜下有共同的形态结构特征，均为“两暗夹一明”的三层结构，这三层结构又称为单位膜第一部分细胞膜的化学组成Membranelipids膜脂：基本成分phospholipids磷脂：形成脂双层,构成细胞膜的基本成分cholesterols胆固醇：具备调节膜流动性和稳定膜的作用glycolipids糖脂：作为受体参与细胞识别及信号转导的过程特性：1.双亲性分子2.构成生物膜的基本结构，各有其作用Membraneproteins膜蛋白：功能体现intrinsicprotein内在蛋白：整合蛋白，以不同程度嵌入脂双层的内部。与膜结合非常紧密，只有用去垢剂才能从膜上洗脱extrinsicprotein外在蛋白：周边蛋白，水溶性，分布在细胞膜的表面，比较容易洗脱特点：1、是膜功能的主要体现者。2、具有双亲性Membranecarbohydrates膜糖类:保护细胞表面,细胞识别和黏着、信息传递glycolipids糖脂：以寡糖或多糖链共价结合于膜脂分子上glycoproteins糖蛋白:以寡糖或多糖链共价结合于膜蛋白分子上第二部分细胞膜的分子结构模型流动镶嵌模型1.由流动的脂质双分子层构成膜的连续主体2.球形的膜蛋白以各种形式镶嵌或附在脂质双分子层中3.糖分子分布于膜外表面强调了膜的动态性和球形蛋白质与脂双层的镶嵌关系第三部分膜的理化特征不对称性：膜蛋白分布的不对称、膜脂的不对称流动性:膜脂的流动性：1、侧向扩散运动：同一平面上相邻的脂分子交换位置2、翻转运动：膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层3、旋转运动：围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转4、弯曲运动5、伸缩震荡运动膜蛋白的运动性：1、侧向扩散：膜蛋白在膜脂中自由漂浮和在膜表面扩散。2、旋转扩散：膜蛋白围绕与膜平面垂直的轴进行旋转运动质膜的流动性：是保证其正常功能的必要条件物质运输、信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等等都与膜的流动性密切相关细胞膜的功能物质运输、信息传递、免疫相关★第三节、细胞膜的物质运输形式小分子和离子物质——穿膜运输大分子和颗粒物质——膜泡运输一、穿膜运输细胞膜是选择性半透膜细胞膜上存在膜转运蛋白(membranetransportprotein)膜转运蛋白1、载体蛋白（CarrierProtein）：细胞膜上的一类跨膜蛋白,与转运的物质特异性结合而改变自身的构象，使物质跨越细胞膜2、通道蛋白（ChannelProtein）：一类能形成孔道供某些离子或分子进出细胞的跨膜蛋白分类：被动转运----物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。1、简单扩散--物质顺浓度梯度自由穿越脂双层的运输方式适合简单扩散的物质:脂溶性(疏水)小分子:苯、氧气、氮气不带电极性小分子:水.尿素.二氧化碳不适合简单扩散的物质:带电荷的、水溶性的分子，分子量大2、离子通道扩散----依靠通道蛋白,离子等物质顺浓度梯度的跨膜运输的方式通道蛋白(跨膜蛋白)：水通道(持续开放)闸门通道：配体闸门通道、电压闸门通道3、易化扩散---依靠载体蛋白,一些非脂溶性物质等物质顺浓度梯度的跨膜运输的方式主动转运钠钾泵（Na+-K+ATP酶）：实质:泵为Na-K-ATP酶,具有载体和酶的双重作用大亚基:为跨膜蛋白,是该酶的催化部位小亚基:为膜外侧半嵌合糖蛋白伴随运输---离子梯度驱动的主动运输或间接的主动运输一种物质的主动运输依赖于另一种离子的被动运输能量来源：存在膜上的离子浓度梯度载体蛋白介导的物质运输单运输：运输一种物质协同运输：运输两种物质----同向运输、对向运输二、膜泡运输（批量运输）----大分子或颗粒物质进出细胞通过一系列膜泡的形成和融合来完成转运的过程Endocytosis(胞吞作用)andexocytosis(胞吐作用)发生膜的融合和断裂消耗代谢能，属主动运输Endocytosis(胞吞作用):-----胞外的大分子或颗粒物质靠近并结合于细胞表面后，膜逐渐内陷将其包围，形成吞噬（饮）小泡进入细胞的过程。吞噬作用(cellulareating)大颗粒：细菌、细胞碎片---(形成吞噬体)判断关键：运输方向、跨膜动力、能量消耗、转运蛋白特点：1、速度快，109个离子/秒2、高度选择性3、开放的间断性高度专一性的载体蛋白介导消耗代谢能量物质从低浓度处向高浓度(巨噬细胞)、(中性粒细胞)------偶尔发生胞饮作用(cellulardrinking)溶液---形成吞饮小泡，发生在大多数真核细胞---连续发生的过程受体介导的胞吞作用---细胞特异地摄取细胞外蛋白或其它化合物的胞吞方式---形成有被小泡具高度的特异性和高效性Exocytosis(胞吐作用):-----胞内的大分子或颗粒物质由膜包被形成小泡，小泡再移至质膜并与细胞膜融合将内容物排出胞外的过程第四节、细胞膜与细胞识别★一、受体、配体的概念、类型受体(receptor)是一类存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质，能特异性识别并结合胞外信号分子，进而激活胞内一系列生化反应，使细胞对外界刺激产生相应的效应。多为糖蛋白，至少包括两个功能区域：配体结合区域和产生效应的区域类型---根据存在位置，受体可分为膜受体(membranereceptor)---膜表面受体，位于细胞质膜上的受体胞内受体（intracellularreceptor）---位于胞质、核基质中的受体配体（ligand）细胞外信号分子：由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质，又称为配体、第一信使(firstmessenger)。根据配体的溶解性，可分为：水溶性配体：在细胞膜上和膜受体结合，进行信号的转换。脂溶性配体：穿过细胞膜和核膜，和胞内受体结合，直接调节基因转录活性。★二、细胞膜受体的类型和特点膜表面受体主要有三类：①离子通道型受体②受体酪氨酸激酶③G蛋白耦联型受体（一）离子通道型受体概念：既为受体，又为离子通道，其跨膜信号转导无需中间步骤。作用机理：受体和配体结合后，通道蛋白改变构象，导致通道开放或关闭，直接引起细胞反应。如配体闸门通道。（二）受体酪氨酸激酶(receptortrk)概念：这类受体由一条多肽链构成的跨膜的糖蛋白组成，N端位于质膜外，是配体结合的部位。C端位于胞质内，是具有酪氨酸激酶功能区.作用机理：受体和配体结合后，导致受体二聚化，二聚体内发生自磷酸化从而激活受体的激酶活性，引发生物学效应。（三）G蛋白耦联型受体概念：七次跨膜蛋白，胞外结构域：识别信号分子（配体）胞内结构域：与G蛋白耦联。机理：当此受体和配体结合后，激活偶联的G蛋白，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使。膜受体的特点关键词：概念、作用机理1、特异性及非决定性：立体构象互补，分子的立体特异性2、可饱和性：有限的结合能力，受体数目和浓度恒定3、高亲和度：结合能力强4、可逆性：非共价结合5、特定的组织定位三、细胞识别的概念和现象细胞识别(cellrecognition)---指细胞能认识同种、异种细胞，自己、异己物质的一种现象★四细胞膜信息传递的概念、过程和构成细胞膜信息传递细胞表面受体介导的信号转导---指细胞外信号分子与细胞表面受体结合，使细胞产生胞内信号分子，进而引起细胞发生一系列反应的过程。细胞膜信息传递过程细胞内信号分子-----胞内信号：由第一信使经转导刺激在细胞内产生，在细胞内传递细胞调控信号的化学物质。例如第二信使（受体和配体结合后，由效应酶催化产生的最早的胞内信号分子）第二信使的类型：cAMP、cGMP、二酯酰甘油(DG)、三磷酸肌醇(IP3)。G蛋白(鸟苷酸结合蛋白Gprotein)---属于膜蛋白，位于质膜的胞质面的外周蛋白，由α、β、γ三个不同亚基组成，具有结合GDP和GTP的能力,并具有GTP酶活性1、两种构象：非活化型（三个亚基结合，且α亚基与GDP结合，此时为非活化状态）活化型（与βγ亚基分离，且α与GTP结合，此时为活化状态）2、细胞存在不同类型的G蛋白，不同G蛋白对应不同的效应酶。G蛋白的作用机理构象变化，即从非活化型变为活化型，调节对应的效应酶的活性。G蛋白耦联型受体的信息传递途径：配体受体Ｇ蛋白效应酶第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白生物学效应-----最为重要的信息传递途径★cAMP(环化腺苷酸)信号体系概念：以cAMP为第二信使的G蛋白耦联型受体介导信号传递途径路线一：激活型配体激活型受体Rs（G蛋白）活化型调节蛋白Gs+腺苷酸环化酶cAMP路线二：抑制型配体抑制型受体Ri（G蛋白）抑制型调节蛋白Gi-受体和配体相互识别结合（信息转导的基础）受体和配体的结合使细胞外信号转化为胞内第二信使胞内第二信使引发细胞的一系列生物学反应五、膜抗原的概念和类型细胞表面抗原(CellSurfaceAntigen)---高等动物细胞表面的各种各样表示其属性的标志抗原(antigen)：能在机体内引起免疫反应的异物分子膜抗原（MembraneAntigen：）：细胞表面具有抗原性质的大分