细胞生物学重要名词解释.doc

,细胞通讯（cell communication)（p156） 一个信号产生细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，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，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。信号转导(signal transduction) 是细胞通讯的基本概念, 强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果, 包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等, 即信号的识别、转移与转换。 信号转导(signal transduction) 强调信号的接受与放大信号分子与靶细胞表面受体特异性结合并激活受体； 活化受体启动靶细胞内一种或多种信号转导途径； 细胞内信号作用于效应分子，进行逐步放大的级联反应，引起效应。信号的解除，细胞反应终止。受体(receptor)(p158) 一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子，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。根据存在部位分为： 细胞内受体（intercellular receptor) 离子通道耦联受体 细胞表面受体 G蛋白耦联受体（GPCR）(cell-surface receptor) 酶联受体G蛋白G蛋白是细胞内信号传导途径中起着重要作用的三聚体GTP结合调节蛋白的简称，位于质膜胞浆一侧，由，三个不同亚基组成。细胞质膜：围绕在细胞最外层，由脂质、蛋白质和糖类组成的生物膜生物膜（biomembrane）：细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜单位膜（unit membrane） 生物膜内外两侧为电子密度高的暗线，约为2nm，中间位电子密度低的明线，约为3.5nm，总厚度为7.5 nm，这种“暗-明-暗”的结构。流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型是一种生物膜结构的模型，它认为生物膜是磷脂以疏水作用形成的双分子层为骨架，磷脂分子是流动性的，可以发生侧移、翻转等。蛋白质分子镶嵌于双分子层的骨架中，可能全部埋藏或者部分埋藏，埋藏的部分是疏水的，同样，蛋白质分子也可以在膜上自由移动。因此称为流动镶嵌模型。膜脂存在于质膜及细胞内膜的脂质。主要是甘油磷脂、固醇和少量的鞘脂。膜蛋白则镶嵌在膜脂中。所有的膜脂（membrane lipids）都具有双亲媒性（amphipathic），即这些分子都有一个亲水末端（极性端）和一个疏水末端（非极性端）。这种性质使生物膜具有屏障作用，大多数水溶性物质不能自由通过，只允许亲脂性物质通过。 内在膜蛋白(又称integral protein 整合蛋白 )、跨膜蛋白(transmembrane protein)部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。受体病（receptor disease）细胞膜受体数量的增减和结构的缺陷以及其特异性、结合力等出现异常引起的疾病细胞质基质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，占据细胞膜内、细胞核外的细胞空间，称为细胞质基质内膜系统 (p112)在结构、功能、乃至发生上相互关联，由单层膜包被的细胞器或细胞结构。主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。 N-连接糖基化（N- linked glycosylation）在ER和Golgi中，由酶催化将寡糖链连接到蛋白质天冬酰胺氮原子上的糖基化形式。直接结合的糖是N-乙酰葡糖胺。O-连接糖基化（O- linked glycosylation）在高尔基体中，糖基化发生在靶蛋白丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸、羟脯氨酸残基上。直接结合的糖是N-乙酰半乳糖胺。分子“伴侣” (molecular chaperones ) 细胞中的某些蛋白质分子可以识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽并与多肽的某些部位相结合，从而帮助这些多肽转运、折叠或装配，这一类分子本身并不参与最终产物的形成。如Bip是属于Hsp70的分子伴侣。M6P （甘露糖-6-磷酸）分选途径1、M6P分选信号的形成N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶：顺面膜囊中，使甘露糖残基磷酸化磷酸葡糖苷酶：在中间膜囊中，去掉GlcNAc，暴露磷酸基团，形成M6P标志。溶酶体储积症（lysosomal storage diseases) (P135)为先天性溶酶体病，都是由于先天性缺乏某种溶酶体酶以致相应底物不能被消化，这些物质储积在溶酶体内，造成代谢障碍，是一种代谢性疾病I细胞病由于N-乙酰葡糖胺磷酸转移酶单基因的缺损，不能形成M6P信号，致使异常转运不能进入溶酶体而分泌进入血液，结果底物在溶酶体内蓄积形成很大的包含体信号肽（signal peptide）位于新合成肽链的N端，一般1630个氨基酸残基，含有6-15个连续排列的带正电荷的非极性氨基酸，由于信号肽又是引导肽链进入内质网腔的一段序列，又称开始转移序列（start transfer sequence）；共翻译转运（co-translational translocation) (p139) 分泌蛋白在信号肽引导下边翻译边跨膜转运的过程。后翻译转运（post-translational translocation）（p140） 蛋白质在细胞质基质合成以后在导肽的指导下转运到线粒体、叶绿体和过氧化物酶体的过程。参见后半部分整理染色质的概念（常染色质和异染色质，结构异染色质和兼性异染色质）基因组和C值矛盾细胞周期调控的基本概念：(PCC MPF 细胞周期蛋白cyclin CDK CKI 泛素-蛋白水解酶复合物系统）癌基因和抑癌基因1、双信使系统：胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联的受体结合后，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质膜上的二磷酸磷脂酰肌醇分解成三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，将胞外信号转导为胞内信号，两个第二信使分别激动两个信号传递途径即IP3Ca+和DGPKC途径，实现对胞外信号的应答，因此将这一信号系统称为“双信使系统”。2、ABC超家族（ABC superfamily）ABC超家族是一类ATP驱动的膜转运蛋白，利用ATP水解释放的能量将多肽及多种小分子物质进行跨膜转运。3、第二信使：第一信使分子（激素或其他配体）与细胞表面受体结合后，在细胞内产生或释放到细胞内的小分子物质，如cAMP, IP3, Ca2+等，有助于信号向胞内进行传递。4、分子开关(molecular switch) 胞信号转导过程中，通过结合GTP与水解GTP，或者通过蛋白质磷酸化与去磷酸化而开启或关闭蛋白质的活性。5、细胞骨架（cytokeleton）由微管、微丝和中间丝组成的蛋白网络结构，具有为细胞提供结构支架、维持细胞形态、负责细胞内物质和细胞器转运和细胞运动等功能。6、细胞周期（cell cycle）一次细胞分裂结束到下一次分裂完成之间的有序过程。7、脂筏（lipid raft） 生物膜上富含（神经）鞘脂和胆固醇的微小区域，与生物膜某些功能的发挥有关。8成熟促进因子（MPF）：是一种在G2期形成，能促进M期启动的调控因子，MPF为一种蛋白激酶，能使组蛋白H1上与有丝分裂有关的特殊位点磷酸化，促进有丝分裂的启动及染色质的凝集。9细胞同步化：使处于细胞周期不同阶段的细胞共同进入周期某一特定阶段的过程。10细胞调亡(apoptosis)：为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序性的死亡。亦称程序性细胞死亡(progremmed cell death, PCD)。11次级溶酶体：初级溶酶体在细胞质中与含被水解底物的小泡融合，从而使水解酶被激活，底物开始水解，此时的溶酶体就称为次级溶酶体。12、细胞衰老：细胞衰老又称老化，是细胞的一个基本的生命现象。是指细胞随着年龄的增加，生理机能和结构发生退行性变化，趋向死亡的不可逆的现象。13、染色体的早期凝集：将细胞同步化在细胞周期的不同时期，通过细胞融合，将M期细胞与其他间期细胞融合后培养一段时间，与M期细胞融合的间期细胞发生了形态各异的染色体凝集现象。14、内质网应激（endoplasmic reticulum stress， ERS）当某些细胞内外因素使内质网生理功能发生紊乱，钙稳态失调，未折叠及错误折叠的蛋白质在内质网腔内超量积累时引发的反应。15、死亡受体死亡受体是近年发现的一组细胞表面标记，属于肿瘤坏死因子受体超家族，它们与相应的配体结合后，可以通过一系列的信号转导过程，将凋亡信号向细胞内部传递。这个过程涉及到多个家族的蛋白质，包括TNF/TNFR超家族、TRAF超家族、死亡结构域蛋白质等，最终引起细胞凋亡的执行者caspase蛋白酶家族的活化，这些蛋白酶剪切相应的底物，使细胞发生凋亡。16、药物靶标药物靶标是指体内具有药效功能并能被药物作用的生物大分子，如某些蛋白质和核酸等生物大分子。（那些编码靶标蛋白的基因也被称为靶标基因。事先确定靶向特定疾病有关的靶标分子是现代新药开发的基础。）17、组合调控（combinatory control ）：细胞活动过程中的一个步骤（如转录起始）受一个蛋白质组合而不是单个蛋白质调控的现象。18、干细胞主要来源有骨髓干细胞、外周血干细胞、脐血干细胞等。其中脐血中造血干细胞含量丰富，细胞原始、纯净，且采集简便，目前已成为临床治疗用干细胞的主要来源之一。19、细胞的基本共性1.相似的化学组成：C、H、O、N、P、S等形成的氨基酸、核苷酸、脂质以及糖类是构成细胞的基本构件2. 脂 - 蛋白体系的生物膜； 3. 相同的遗传装置，细胞生物的遗传物质都是DNA4.一分为二的分裂方式。20、影响细胞膜流动的因素主要来自膜本身的组分，遗传因子及环境因子等。1、胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动性。2、脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不饱和，使膜流动性增加。3、脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流动性降低。4、卵磷脂/鞘磷脂：该比例高则膜流动性增加，是因为鞘磷脂粘度高于卵磷脂。5. 其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸碱度、离子强度等。21、 内膜系统 在结构、功能、乃至发生上相互关联，由单层膜包被的细胞器或细胞结构。主要包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。 22、 IF装配与MF、MT装配相比的特点IF装配的单体是纤维状蛋白(MF,MT的单体呈球形)。反向平行的四聚体导致IF不具有极性。IF在体外装配时不需要核苷酸或结合蛋白的辅助，在体内装配后，细胞中几乎不存在IF单体(但IF的存在形式也可以受到细胞调节，如核纤层的装配与解聚)。1、内质网、高尔基体、溶酶体的功能：1）内质网：糙面内质网核糖体的附着与蛋白质的跨膜转运、蛋白质糖基化、内质网腔中蛋白质的其他修饰行为（二硫键的形成）；光面内质网脂类合成与运输、糖原的合成与分解、药物代谢与解毒。2）高尔基体：蛋白质糖基化及糖链的修饰、蛋白质的分拣和运输 、蛋白质的有限水解（发生在分泌泡中）、脂类的糖修饰。3）溶酶体：消除异物、提供营养、更新细胞成分、调节激素分泌。4、滑面内质网的功能（1）固醇类激素的合成和脂类代谢；（2）糖原的合成与分解；（3）解毒作用5、 粗面内质网的功能（1）蛋白质的合成（2）蛋白质的折叠（3）蛋白质的糖基化（4）蛋白质的运输（5）膜脂的合成6、 高尔基复合体的功能（1）分泌蛋白的加工与修饰；（2）高尔基复合体与蛋白质的分选和运输；（3）高尔基复合体与溶酶体的形成；（4）高尔基复合体与细胞内膜的交通7、溶酶体的功能（1）对细胞内物质的消化；A细胞自身物质的消化B细胞吞噬物质的消化（2）对细胞外物质的消化；（3）溶酶体的自溶作用与器官发育；（4）溶酶体与激素分泌的调节8分泌蛋白质的合成过程？ 在游离核糖体上起始合成 SRP结合信号肽后暂停翻译 SRP与rER上的DP结合 信号肽与移位子结合，打开孔道 SRP脱离，肽链合成重启 信号肽被切除、降解 肽链合成终止，核糖体释放，肽链折叠（1）信号肽引导核糖体结合带内质网膜：信号肽是蛋白质合成中最先被翻译的氨基酸组成。信号肽可被细胞质溶胶中存在的信号识别颗粒（SRP）所识别。SRP既能识别伸出核糖体的信号肽，又能与核糖体的A位点结合。但当信号肽被翻译时，便增加了与核糖体的A位点结合形成SRP-核糖体复合体。SRP受体为暴露于内质网膜表面的膜整合蛋白。当SRP核糖体复合体与内质网膜上的SRP受体结合后，核糖体则以大亚基与附着于膜上的核糖体结合蛋白I和II结合，核糖体的大亚基与核糖体结合蛋白的相互作用加强了核糖体与内质网结合的稳定性。（2）新生肽链到内质网腔的跨膜转运：多肽链通过内质网膜入腔是和翻译同步进行的，这种转运方式称为协同翻译转运。内质网膜表面核糖体利用蛋白质合成的能量， 迫使延伸的多肽链穿过内质网上由转运器形成的通道。最近研究表明，有少数蛋白在它们合成完成之后，也能被转移到内质网腔，这种转运方式称为翻译后转运。（3）蛋白质在内质网腔内的折叠：蛋白质折叠需要内质网腔内的可溶性驻留蛋白如蛋白二硫异构酶、Bip和Grp94等分子伴侣的参与。内质网分子伴侣之所以能滞留于内质网腔内，是由于其C端末尾具有驻留信号肽，其氨基酸序列通常为KDEL，KDEL能够与内质网膜上的KDEL受体结合。（4）蛋白质在内质网腔内的糖基化在内质网合成的大部分蛋白都需要进行糖基化，形成糖蛋白。糖基化作用是在内质网腔内进行的。在内质网中连接到蛋白质的寡糖由N-乙酰葡萄糖胺、甘露糖和葡萄糖组成，该寡糖总是和蛋白质的天冬酰胺残基侧链上的氨基基团连接，故称之为N-连接的寡糖。其具体过程是寡糖先通过焦磷酸链与内质网膜中的多萜糖连接并被活化，然后在糖基转移酶的催化下，转移到天冬酰胺的残基上。（5）蛋白质由内质网向高尔基复合体的运输由核糖体合成的分泌蛋白质进入内质网腔，经过折叠和糖基化作用之后并不能被直接分泌，而是经由高尔基复合体输出到细胞之外。分泌蛋白从内质网运输到高尔基复合体，是通过衣被小泡进行的。运输小泡中的衣被一般来源于细胞质中的可溶性的蛋白质前体。目前认为，经内质网折叠好的蛋白质在向高尔基复合体输送过程中需要两种衣被的参与，即COP I和 COP II。其中COP II的功能是直接包裹经内质网折叠的蛋白质，并使它们向高尔基复合体输送。具有COP I衣被的小泡则靠近高尔基复合体的顺面，其功能与回收运输小泡中的内质网蛋白有关。此外，从内质网出芽的运输小泡一旦形成，COP II衣被便消失，运输小泡便沿着微管向高尔基复合体移动，当到达顺面高尔基复合体时，以膜融合的方式将内容物释放到高尔基复合体内。这些运输小泡在由内质网向高尔基复合体移动过程中是能量依赖性的，并受细胞质溶胶内的GTP结合蛋白的调节。1. 以cAMP信号通路为例，试述G蛋白偶联受体的信号转导过程。又称PKA系统（PKA)，是环核苷酸系统的一种。在这个系统中，细胞外信号与相应受体结合，通过调节细胞内第二信使cAMP的水平而引起反应的信号通路。信号分子通常是激素，对cAMP水平的调节，是靠腺苷酸环化酶进行的。该通路是由质膜上的五种成分组成：激活型受体(RS)，抑制型受体(Ri)，激活型和抑制型调节G蛋白(Gs和Gi)和腺苷酸环化酶C。该信号途径涉及的反应链可表示为：激素 G蛋白耦联受体 G蛋白 腺苷酸环化酶 cAMP cAMP依赖的蛋白激酶A 基因调控蛋白 基因转录2. 简述细胞周期中不同时期及其主要事件G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂类等，同时染色质去凝聚，但不合成DNA。起始点：芽殖酵母中G1期晚期阶段的一个特定时期，通过这个特定时期，细胞可继续分裂，进入S期。在其他真核细胞中称为限制点或检验点。起始点为G1晚期的一个基本事件，受细胞内在的一系列监控机制和外在因素影响。S期：合成DNA和染色体蛋白。新合成的DNA立即与组蛋白结合，组成核小体串珠结构。G2期：DNA复制已完成，DNA含量倍增。合成其他结构物质和相关的亚细胞结构，如微管蛋白、染色体凝集因子等。通过G2期，细胞进入M期，受G2期检验点的控制。M期：真核细胞的细胞分裂主要包括两种方式，即有丝分裂和减数分裂。细胞经过分裂，遗传物质和细胞内其他物质平均分配给子细胞。26.概述受体酪氨酸激酶（PTK）介导的信号通路的组成、特点及其主要功能。组成：含有配体结合位点的细胞外结构域、单次跨膜的疏水螺旋区、含有酪氨酸蛋白激酶(RTK)活性的细胞内结构域。 特点：通常为单次跨膜蛋白；接受配体后发生二聚化而激活，启动其下游信号转导。主要功能：调节细胞的增殖与分化，促进细胞存活以及细胞代谢过程中的调节和校正作用。17.何谓信号传递中的分子开关蛋白？举例说明其作用机制。信号传递中的开关蛋白：指细胞内信号传递时作为分子开关的蛋白质，含有正、负两种相辅相成的反馈机制，可分两类：开关蛋白的活性，由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸E使之去磷酸化而关闭，许多开关蛋白即为蛋白激酶本身。开关蛋白由GTP结合蛋白组成，结合GTP活化，结合GTP而失活。分子开关是通过固定在DNA上的微小金属珠的摆动来拉动一根DNA链的。双螺旋链的一端被附着在一个微芯片的微小通道上，DNA的另一端安放金属珠。这些金属珠只有1微米宽，也就是一根人头发丝直径的1/50。3. 试述细胞骨架的主要功能。a.作为支架，为维持细胞的形态提供支持结构，并给细胞器定位。b.为细胞内的物质和细胞器的运输运动提供机械支持。c.为细胞从一个位置向另一个位置移动提供动力。d.为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽。e.参与细胞的信号转导，分泌活动有关。35。高尔基复合体与溶酶体的形成？从内质网来源的N-连接的寡糖链在高尔基复合体顺面的囊膜内，其寡糖链上的甘露糖残基可被磷酸化为甘露糖-6-磷酸（M6P），M6P被认为是溶酶体水解酶分选的识别信号。所有离开内质网的糖蛋白均含有N-连接的寡糖链，但只有在溶酶体水解酶上含有能被磷酸转移酶识别位点所识别的特异信号斑，因此溶酶体水解酶上的甘露糖残基才能够被磷酸化为M6P。在反面高尔基复合体内含有识别M6P基团的膜结合蛋白受体，具有M6P标记的溶酶体水解酶与M6P受体结合、包装，从反面高尔基复合体出芽，成为衣被小泡，在衣被小泡与高尔基复合体分开时即脱掉衣被，然后与细胞内的晚内体融合。由于晚内体的PH比高尔基复合体中的低，在酸性环境中M6P-蛋白水解酶与M6P受体分离，经去磷酸化成为溶酶体酶，成为溶酶体。通常将这种状态下的溶酶体称为内体性溶酶体。分离的M6P受体在晚内体经出芽后以膜融合形式返回到高尔基复合体膜细胞增殖的意义:1、细胞增殖(cell proliferation)是细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。2、单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。3、多细胞生物由一个单细胞即受精卵分裂发育而来，细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。4、成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的细胞，维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。5、机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞增殖。