医学细胞生物学细胞器总结.ppt
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1、 细胞质基质细胞质基质(胞质溶胶胞质溶胶):细胞质中除去有形结构之外的无定形胶状细胞质中除去有形结构之外的无定形胶状物质体系。物质体系。细胞质基质的功能细胞质基质的功能:是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。直接或间接地影响并体现于细胞生命活动的各个方直接或间接地影响并体现于细胞生命活动的各个方面。面。细胞的区室化细胞的区室化(partmentation)内内内内膜膜膜膜系系系系统统统统在在在在细细细细胞胞胞胞内内内内形形形形成成成成相相相相互互互互分分分分隔隔隔隔
2、的的的的膜膜膜膜性性性性区区区区室室室室,这这这这些些些些区区区区室室室室将将将将各各各各种种种种酶酶酶酶系系系系统统统统局局局局限限限限在在在在细细细细胞胞胞胞内内内内特特特特定定定定的的的的区区区区域域域域,使使使使细细细细胞胞胞胞内内内内特特特特定定定定的的的的生生生生化化化化反反反反应应应应过过过过程程程程在在在在特特特特定定定定的的的的区区区区域域域域内内内内互互互互不不不不干干干干扰扰扰扰地地地地进进进进行行行行,提提提提高高高高了了了了细细细细胞新陈代谢的效率。胞新陈代谢的效率。胞新陈代谢的效率。胞新陈代谢的效率。膜流膜流(membrane flow)指指指指细细细细胞胞胞胞的的
3、的的膜膜膜膜成成成成分分分分在在在在质质质质膜膜膜膜与与与与内内内内膜膜膜膜系系系系统统统统之之之之间间间间、以及在内膜系统各结构之间流动的现象。以及在内膜系统各结构之间流动的现象。以及在内膜系统各结构之间流动的现象。以及在内膜系统各结构之间流动的现象。膜膜膜膜流流流流是是是是指指指指细细细细胞胞胞胞的的的的膜膜膜膜成成成成分分分分在在在在内内内内膜膜膜膜系系系系统统统统各各各各结结结结构构构构之之之之间间间间,以以以以及及及及在在在在内内内内膜膜膜膜系系系系统统统统与与与与细细细细胞胞胞胞膜膜膜膜之之之之间间间间的的的的穿穿穿穿梭梭梭梭、转转转转移移移移、转转转转换换换换和和和和重重重重组组
4、组组的的的的过过过过程程程程。通通通通过过过过膜膜膜膜性性性性小小小小泡泡泡泡出出出出芽芽芽芽和和和和融合融合融合融合实现,又称为实现,又称为实现,又称为实现,又称为小泡流小泡流小泡流小泡流(vesicle flow)(vesicle flow)。核糖体核糖体(ribosome)(ribosome)是合是合成蛋白质的成蛋白质的“生生产车间产车间”。功能是按照功能是按照mRNAmRNA的指令由氨基酸的指令由氨基酸合成蛋白质。合成蛋白质。核核 糖糖 体体核糖体核糖体化学组成:化学组成:真核细胞真核细胞核糖体核糖体小亚基:小亚基:40 S大亚基大亚基:60S80S核糖体的功能核糖体的功能:以以mRN
5、A 为模板,在为模板,在核糖体核糖体上由氨基酸合成上由氨基酸合成多肽链的过程多肽链的过程翻译翻译。核糖体的存在形式核糖体的存在形式:1.附着核糖体:分泌蛋白附着核糖体:分泌蛋白2.游离核糖体:结构蛋白游离核糖体:结构蛋白核糖体核糖体的的4 4个活个活性部位:性部位:接受氨酰基接受氨酰基-tRNAtRNA的部位:受的部位:受位,称位,称A A位。位。肽基肽基-tRNAtRNA移交移交肽链后,肽链后,tRNAtRNA被被释放的部位:供释放的部位:供位,称位,称P P位。位。肽基转移酶肽基转移酶E E位:位:GTPGTP酶位:酶位:游离核糖体游离核糖体:组成细胞本身所需的结合组成细胞本身所需的结合核
6、糖体核糖体 蛋白质或某些特殊蛋白质蛋白质或某些特殊蛋白质 (红细胞的血红蛋白)(红细胞的血红蛋白)膜结合核糖体膜结合核糖体:跨膜蛋白跨膜蛋白 水溶性蛋白质水溶性蛋白质 驻留蛋白驻留蛋白 分泌性蛋白分泌性蛋白内内内内膜膜膜膜系系系系统统统统在在在在结结结结构构构构和和和和功功功功能能能能上上上上是是是是一一一一个个个个统统统统一一一一的的的的整整整整体体体体,是是是是细细细细胞胞胞胞合合合合成成成成蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质、酶酶酶酶、脂脂脂脂类类类类和和和和糖糖糖糖类类类类的的的的场场场场所所所所,同同同同时时时时对合成产物具有加工、包装和运输的功能。对合成产物具有加工、包装和运输的功能。对合成
7、产物具有加工、包装和运输的功能。对合成产物具有加工、包装和运输的功能。内膜系统内膜系统(endomembrane system)真真核核细细胞胞的的细细胞胞质质内内,与与质质膜膜在在结结构构、功功能和发生上有一定联系的膜性结构的总称。能和发生上有一定联系的膜性结构的总称。高等细胞区室化高等细胞区室化 Compartmentalization 质膜质膜 内膜内膜生物膜生物膜原核细胞原核细胞 质膜构成的单一区室质膜构成的单一区室真核细胞真核细胞 内膜内膜 各种细胞器各种细胞器内膜系统出现的意义:内膜系统出现的意义:各自独立,各司其职各自独立,各司其职 相互依存,协调同一相互依存,协调同一大大提高了
8、细胞代谢反应的效率大大提高了细胞代谢反应的效率内质网(内质网(ERER)内质网是由磷脂和蛋内质网是由磷脂和蛋白质组成的一层单位白质组成的一层单位膜膜(5 5 6nm6nm)形成的小形成的小管、小泡和扁平囊相管、小泡和扁平囊相互联通、封闭成腔的互联通、封闭成腔的系统。系统。小管小管小泡小泡扁囊状扁囊状细胞膜细胞膜核膜核膜内质网的类型内质网的类型1.1.粗面内质网粗面内质网rERrER2.2.滑面内质网滑面内质网sERsER1 1.粗面内质网粗面内质网(rER)(rER):表面附着大量颗粒状表面附着大量颗粒状核糖体核糖体。由板层状排列的扁平囊构成。由板层状排列的扁平囊构成。在分泌蛋白质旺盛及大量合
9、成膜的细胞中丰富在分泌蛋白质旺盛及大量合成膜的细胞中丰富多种蛋白质的合成场所多种蛋白质的合成场所(酶、肽类激素、抗体酶、肽类激素、抗体)2.2.滑面内质网滑面内质网(sER)(sER):表面光滑,无核糖体附着表面光滑,无核糖体附着多为管状或泡状多为管状或泡状脂类代谢旺盛的细胞中含量丰富脂类代谢旺盛的细胞中含量丰富内质网内质网 微粒体微粒体(microsome)(microsome):在细胞匀浆和在细胞匀浆和超速离心过程中,超速离心过程中,由破碎的内质网由破碎的内质网形成的球状的囊形成的球状的囊泡结构。泡结构。化学组成化学组成1.1.内质网膜的脂质:内质网膜的脂质:30-402.2.内质网膜的蛋
10、白质:内质网膜的蛋白质:60-703.3.内质网膜的酶系内质网膜的酶系葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶(标志酶)磷酸酶(标志酶)电子传递体系酶系电子传递体系酶系4.4.内质网网腔中的网脂蛋白内质网网腔中的网脂蛋白1 1)内质蛋白)内质蛋白2 2)钙网蛋白)钙网蛋白3 3)蛋白质二硫)蛋白质二硫键异构酶键异构酶4 4)免疫球蛋白)免疫球蛋白重链结合蛋白重链结合蛋白(1).(1).蛋白质的合成:蛋白质的合成:分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白和溶酶体蛋白分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白和溶酶体蛋白(2).(2).蛋白质的折叠蛋白质的折叠:二硫键的形成,多肽链的折叠。二硫键的形成,多肽链的折叠。(3).(3).蛋白质
11、的糖基化修饰:蛋白质的糖基化修饰:N-N-连接的寡糖蛋白连接的寡糖蛋白(4).(4).蛋白质的运输蛋白质的运输(一)(一)粗面内质网的功能粗面内质网的功能 (1)蛋白的合成、加工和运输:)蛋白的合成、加工和运输:分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白和溶酶体蛋白分泌蛋白、膜蛋白、驻留蛋白和溶酶体蛋白核糖体核糖体信号肽信号肽内质网内质网网腔网腔(肽链延伸、修饰)(肽链延伸、修饰)高尔基体高尔基体浓缩泡浓缩泡细胞外细胞外 信号肽假说信号肽假说(signal hypothesis)(signal hypothesis)信号肽假说(信号肽假说(signal hypothesissignal hypothesis)
12、:):核糖体被信号肽引导,经核糖体被信号肽引导,经SRPSRP介导,介导,与与SRPSRP受体结合,进行受体结合,进行蛋白质合成。蛋白质合成。信号肽信号肽(signal peptide):由信号密码翻译出的肽链,位于由信号密码翻译出的肽链,位于 蛋白的蛋白的N端,由端,由1830个疏水氨基酸组个疏水氨基酸组 成。可被成。可被SRP识别,将核糖体引导到识别,将核糖体引导到内质网膜,并继续进行蛋白的合成。内质网膜,并继续进行蛋白的合成。信号识别颗粒信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP)(signal recognition particle,SRP)SRPS
13、RP是由是由6 6个个多肽多肽亚单位和一个小的亚单位和一个小的RNARNA(7S)(7S)组成的复合物。组成的复合物。SRP SRP 既能既能识别识别露出核糖体露出核糖体之外的之外的信号肽信号肽,又能识别粗面内质网膜上,又能识别粗面内质网膜上的的SRPSRP受体。受体。帮助多肽转运。帮助多肽转运。SRP RNA与核糖体与核糖体A位位点结合区域点结合区域识别识别SRP 受体区域受体区域SRP 识别信识别信号肽区域号肽区域mRNAtRNA信号肽信号肽核糖体核糖体SRP蛋白质继续合成,蛋白质继续合成,信号肽被切除信号肽被切除SRP循环循环蛋白质合成结束,核蛋白质合成结束,核糖体脱离内质网,进糖体脱离
14、内质网,进入下一个循环入下一个循环SRP受体受体(2)(2)新生多肽链的折叠与装配新生多肽链的折叠与装配 1.1.蛋白二硫键异构酶蛋白二硫键异构酶(PDI):(PDI):反复切断错误结合的二硫键,使新生肽形成正反复切断错误结合的二硫键,使新生肽形成正确折叠的蛋白质。确折叠的蛋白质。2.2.结合蛋白结合蛋白(binding protein,Bip):(binding protein,Bip):与折叠不正与折叠不正常肽链结合予以滞留,待折叠正确后被进一步转运常肽链结合予以滞留,待折叠正确后被进一步转运至高尔基体。至高尔基体。3.3.葡萄糖调节蛋白葡萄糖调节蛋白(Grp94):(Grp94):参与新
15、生肽折叠转运。参与新生肽折叠转运。4.4.钙网素钙网素(calreticulin):(calreticulin):参与糖蛋白折叠。参与糖蛋白折叠。内质网腔驻留蛋白分子能识别正在合成或部分折内质网腔驻留蛋白分子能识别正在合成或部分折叠的多肽,并与多肽的一定部位结合,促使正确叠的多肽,并与多肽的一定部位结合,促使正确折叠。这一类分子本身并不参与最终产物的形成,折叠。这一类分子本身并不参与最终产物的形成,称为称为分子伴侣分子伴侣(molecular chaperone)(molecular chaperone)驻留蛋白驻留蛋白(retention protien):(retention protie
16、n):内质网腔内分子内质网腔内分子伴侣的伴侣的C C端末尾具有滞留信号肽端末尾具有滞留信号肽Lys-Asp-Glu-Leu Lys-Asp-Glu-Leu(KDEL),(KDEL),与与KDELKDEL受体结合,使之驻留于内质网腔受体结合,使之驻留于内质网腔而不被转运。而不被转运。(3).(3).蛋白质的糖基化蛋白质的糖基化内质网腔中的寡内质网腔中的寡糖与内质网膜上糖与内质网膜上的的多萜醇多萜醇连接,并连接,并使其活化。使其活化。在在糖基转移酶糖基转移酶催化催化下,转移到多肽下,转移到多肽链的链的天冬酰胺天冬酰胺上上的的NHNH2 2端(端(N-N-连接连接糖基化糖基化)。(4)rER(4)r
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