中科院水生所細(xì)胞生物學(xué)考試內(nèi)容_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  中科院水生所細(xì)胞生物學(xué)考試內(nèi)容</p><p><b>  細(xì)胞基本知識(shí)概念 </b></p><p>  掌握原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)P35</p><p>  ?原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較</p><p>  原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較</p>

2、<p>  真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)可概括為三大結(jié)構(gòu)體系:生物膜體系、遺傳信息表達(dá)體系、細(xì)胞骨架體系。</p><p><b>  最根本區(qū)別:</b></p><p>  1.細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化與演變,細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)與功能分工是真核區(qū)別于原核的重要標(biāo)志。</p><p>  2.遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與復(fù)雜化。</p><

3、;p>  功能:由于真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜化,遺傳信息量相應(yīng)擴(kuò)增。1)遺傳信息重復(fù)序列與染色體多倍性的出現(xiàn),是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的另一重大標(biāo)志。遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的裝置和程序也相應(yīng)復(fù)雜化,真核細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯有嚴(yán)格的階段性與區(qū)域性,而在原核細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄與翻譯可同時(shí)進(jìn)行,這也是兩者區(qū)別的重要特征。2)真核細(xì)胞體積增大,比原核細(xì)胞大得多。此外,真核細(xì)胞內(nèi)有復(fù)雜的細(xì)胞骨架系統(tǒng),對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu),對(duì)細(xì)胞內(nèi)部的一系列

4、功能起著重要的作用,而在原核細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的細(xì)胞骨架。</p><p>  熟悉病毒的基本知識(shí),了解病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖P40</p><p> ?。ㄒ唬┎《?Virus(凡結(jié)構(gòu)組裝完整的,并具有感染性的病毒才稱(chēng)為病毒顆?;虺墒觳《?。)</p><p>  是一類(lèi)非細(xì)胞形態(tài)的介于生命與非生命形式之間的物質(zhì)。有以下主要特征:①個(gè)體微小,可通除濾菌器,大多數(shù)必須用電鏡

5、才能看見(jiàn);②僅具有一種類(lèi)型的核酸,或DNA或RNA;③專(zhuān)營(yíng)細(xì)胞內(nèi)寄生生活;④具有受體連結(jié)蛋白(receptor binding protein),與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié),進(jìn)而感染細(xì)胞。</p><p><b>  1、病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)</b></p><p>  病毒的大小一般在10-30nm之間。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白質(zhì)衣殼(capsid)所

6、構(gòu)成,稱(chēng)核殼體或核衣殼(nucleocapsid),核殼體有保護(hù)病毒核酸不受酶消化的作用。有些病毒還含有一定量的脂質(zhì)、糖復(fù)合物與聚氨類(lèi)化合物。各種病毒所含的遺傳信息量不同,少的只含有3個(gè)基因,多的可達(dá)300個(gè)不同的基因。</p><p>  電鏡觀察有五種形態(tài);①球形(Sphericity):大多數(shù)人類(lèi)和動(dòng)物病毒為球形,如脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等;②絲形(Filament):多見(jiàn)于植物病毒,如煙草花葉病

7、病毒,人類(lèi)流感病毒有時(shí)也是絲形;③彈形(Bullet-shape):形似子彈頭,如狂犬病毒、皰疹性口炎病毒等,其他多為植物病毒。④磚形(Brick-shape):如天花病毒、牛痘苗病毒等;⑤蝌蚪形(Tadpoleshape):由一卵圓形的頭及一條細(xì)長(zhǎng)的尾組成,如噬菌體。</p><p><b>  2、病毒的增殖</b></p><p>  病毒只有在侵入細(xì)胞以后才表

8、現(xiàn)出生命現(xiàn)象。病毒的生活周期可分為兩個(gè)階段:一個(gè)是細(xì)胞外階段,以成熟的病毒粒子形式存在;另一個(gè)是細(xì)胞內(nèi)階段,即感染階段。感染階段開(kāi)始時(shí),病毒的遺傳物質(zhì)由衣殼中釋放出來(lái),注入宿主細(xì)胞中,然后在病毒核酸信息的指導(dǎo)控制下,形成新的病毒粒子。</p><p><b>  增殖過(guò)程:</b></p><p>  理解細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位的內(nèi)涵P19</p>&

9、lt;p>  一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成,細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。構(gòu)成多細(xì)胞生物體的細(xì)胞雖然是社會(huì)化的細(xì)胞,但它們又保持著形態(tài)結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性,每一個(gè)細(xì)胞具有自己完整的結(jié)構(gòu)體系。</p><p>  細(xì)胞是有機(jī)體代謝與功能的基本單位。在細(xì)胞內(nèi)的一切生化過(guò)程是嚴(yán)格獨(dú)立有序的自動(dòng)控制的代謝體系,并且有保證完成生命過(guò)程有序性的獨(dú)立結(jié)構(gòu)裝置。</p><p>  細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)。有

10、機(jī)體的生長(zhǎng)與發(fā)育是依靠細(xì)胞增殖、分化與凋亡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>  細(xì)胞是遺傳的基本單位,細(xì)胞具有遺傳的全能性。</p><p>  沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。構(gòu)成各種生物體的細(xì)胞種類(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)與功能各異,但它們都具有基本共性:生物膜,兩種核酸(DNA與RNA),蛋白質(zhì)合成的機(jī)械--核糖體,與一分為二的增殖方式,這些是細(xì)胞生存不可缺少的基礎(chǔ)。</p><p>

11、<b>  細(xì)胞生物學(xué)技術(shù) </b></p><p>  了解光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)和用途 </p><p>  普通光學(xué)顯微鏡的構(gòu)造:(1)機(jī)械部分由鏡座、鏡柱、鏡臂、鏡筒、物鏡轉(zhuǎn)換器、載物臺(tái)、調(diào)焦裝置和聚光器調(diào)節(jié)螺旋組成。(2)光學(xué)部分:由成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)組成。成像系統(tǒng)包括物鏡和目鏡。照明系統(tǒng)包括反光鏡或電光源、聚光器或光圈調(diào)節(jié)盤(pán)。</p>

12、<p><b>  用途:</b></p><p>  電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。1)鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測(cè)器等部件,這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體。電子透鏡用來(lái)聚焦電子,是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。2)真空裝置用以保障顯微鏡內(nèi)的真空狀態(tài),這樣電子在其路徑上不會(huì)被吸收或偏向,由機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵和真空閥門(mén)等構(gòu)成,并通過(guò)抽氣管

13、道與鏡筒相聯(lián)接。3)電源柜由高壓發(fā)生器、勵(lì)磁電流穩(wěn)流器和各種調(diào)節(jié)控制單元組成。</p><p>  分為透射電鏡與掃描電子顯微鏡。與光鏡相比,電鏡用電子束代替了可見(jiàn)光,用電磁透鏡代替了光學(xué)透鏡并使用熒光屏將肉眼不可見(jiàn)電子束成像。</p><p>  用途:透射式電子顯微鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細(xì)微物質(zhì)結(jié)構(gòu);掃描式電子顯微鏡主要用于觀察固體表面的形貌,也能與X射線衍射儀或電子

14、能譜儀相結(jié)合,構(gòu)成電子微探針,用于物質(zhì)成分分析;發(fā)射式電子顯微鏡用于自發(fā)射電子表面的研究。</p><p>  熟悉體外細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) P70</p><p>  細(xì)胞培養(yǎng)是指從體內(nèi)組織取出細(xì)胞摹擬體內(nèi)出現(xiàn)環(huán)境,在無(wú)菌、適當(dāng)溫度及酸堿度和一定營(yíng)養(yǎng)條件下,使其生長(zhǎng)繁殖,并維持其結(jié)構(gòu)和功能的一種培養(yǎng)技術(shù)。細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)物為單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞群。</p><p>  細(xì)胞在體外

15、培養(yǎng)中所需的條件與體內(nèi)細(xì)胞基本相同:培養(yǎng)環(huán)境無(wú)毒和無(wú)菌是保證細(xì)胞生存的首要條件;維持培養(yǎng)細(xì)胞旺盛生長(zhǎng),必須有恒定適宜的溫度;氣體是人體細(xì)胞培養(yǎng)生存必需條件之一,所需氣體主要有氧氣和二氧化碳;細(xì)胞培養(yǎng)液PH濃度的調(diào)節(jié)最常用的為加NaHCO3的方法。</p><p>  細(xì)胞培養(yǎng)基:培養(yǎng)是既是培養(yǎng)細(xì)胞中供給細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)和促使細(xì)胞生殖增殖的基礎(chǔ)物質(zhì),也是培養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的生存環(huán)境。培養(yǎng)基的種類(lèi)很多,按其物質(zhì)狀態(tài)分為半固體

16、培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基兩類(lèi);按其來(lái)源分為合成培養(yǎng)基和天然培養(yǎng)基。(1)合成培養(yǎng)基:合成培養(yǎng)基是根據(jù)細(xì)胞所需物質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量嚴(yán)格配制而成的。內(nèi)含碳水化合物、氨基酸、脂類(lèi)、無(wú)機(jī)鹽、維生素、微量無(wú)素和細(xì)胞生長(zhǎng)因子等。單獨(dú)使用細(xì)胞雖有生存但不能很好的生長(zhǎng)增殖。(2)天然培養(yǎng)基:使用最普遍的天然培養(yǎng)基是血清,基本以小牛血清最普遍。血清由于含有多種細(xì)胞生長(zhǎng)因子、促貼附因子及其多活性物質(zhì)。與合成培養(yǎng)基合用,能使細(xì)胞有利增殖生長(zhǎng)。常見(jiàn)使用最為5-20%

17、。4)培養(yǎng)細(xì)胞形態(tài):體外培養(yǎng)細(xì)胞根據(jù)它們?cè)谂囵B(yǎng)器皿是否能貼附于支持物上生長(zhǎng)特征,可分為貼附型生長(zhǎng)和懸浮型生長(zhǎng)兩大類(lèi)。貼附型細(xì)胞在培養(yǎng)時(shí)能貼附在支技物表面生長(zhǎng)。如羊水細(xì)胞為貼附型細(xì)胞,常表現(xiàn)為成纖維型細(xì)胞和上皮細(xì)胞生長(zhǎng)。懸浮型細(xì)胞在培養(yǎng)中懸浮生長(zhǎng)。</p><p>  1、成纖維型細(xì)胞  在培養(yǎng)中的細(xì)胞凡形態(tài)與成纖維細(xì)胞類(lèi)似時(shí),皆可稱(chēng)之為成纖維細(xì)胞。本型細(xì)胞由形態(tài)與體內(nèi)成纖維細(xì)胞的形態(tài)相似而得名,細(xì)胞在支持物表

18、面呈梭形或不規(guī)則三角形生長(zhǎng),細(xì)胞中央有卵園形核,胞質(zhì)向外伸出2-3厘米個(gè)長(zhǎng)短不同的突起,除真正的成纖維細(xì)胞外,凡由中胚層間質(zhì)起源的組織細(xì)胞常呈本類(lèi)形態(tài)生長(zhǎng)?! ?、上皮型細(xì)胞  此類(lèi)型細(xì)胞在培養(yǎng)器皿支持物上生長(zhǎng)具有扁平不規(guī)則多角形特征,細(xì)胞中央有園形核,細(xì)胞緊密相連單層膜樣生長(zhǎng)。起源于內(nèi)、外胚層細(xì)胞如皮膚、表皮衍生物、消化管上皮等組織細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),皆呈上皮型形態(tài)生長(zhǎng)。  3、游走型細(xì)胞  本型細(xì)胞在支持物上散在生長(zhǎng),一般不連成片。

19、細(xì)胞質(zhì)經(jīng)常伸出偽足或突起,呈活躍的游走或變形運(yùn)動(dòng),速度快且不規(guī)則。此型細(xì)胞不很穩(wěn)定,有時(shí)亦難和其它型細(xì)胞區(qū)別。在一定的條件下,由于細(xì)胞密度增大聯(lián)成片后,可呈類(lèi)似多角型或成纖維細(xì)抱形態(tài)。常見(jiàn)于羊水細(xì)胞培養(yǎng)的早期。</p><p>  5)正常細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),不論細(xì)胞的種類(lèi)和供體的年齡如何,在細(xì)胞全生存過(guò)程中,大致都經(jīng)歷以下三個(gè)階段:原代培養(yǎng)(Primary Culture)期、傳代期和衰退期。</p>&

20、lt;p>  了解流式細(xì)胞技術(shù)、免疫細(xì)胞化學(xué)、細(xì)胞分級(jí)分離、原位雜交、反義技術(shù)、基因轉(zhuǎn)移、基因敲除等技術(shù)的基本原理及其在細(xì)胞生物學(xué)中的應(yīng)用</p><p>  1)流式細(xì)胞儀由三部分構(gòu)成 1.傳感系統(tǒng),包括樣本遞送系統(tǒng)、樣品池、檢測(cè)系統(tǒng)、電子傳感器和激光源等;2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng);3.電路、光路和水路系統(tǒng),有電源、光學(xué)傳導(dǎo)和濾片、鞘液循環(huán)和回收部分等。流式細(xì)胞儀的工作原理是使懸浮在液體中分散的經(jīng)熒光標(biāo)記的細(xì)胞或微

21、粒逐個(gè)通過(guò)樣品池,同時(shí)由熒光探測(cè)器捕獲熒光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成分別代表前向散射角、側(cè)向散射角和不同熒光強(qiáng)度的電脈沖信號(hào),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理形成相應(yīng)的點(diǎn)圖,直方圖和加三維結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行分析。用于FCM的樣本是單細(xì)胞懸液,可以是血液、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)液、各種體液、新鮮實(shí)體瘤的單細(xì)胞懸液以及石蠟包埋組織的單細(xì)胞懸液等。</p><p>  在細(xì)胞生物學(xué)中的應(yīng)用:流式細(xì)胞技術(shù)已被成功地應(yīng)用于細(xì)胞大小和胞質(zhì)內(nèi)顆粒大小的測(cè)量、C周期分析、C存活

22、力的測(cè)量、C內(nèi)DNA、RNA和蛋白質(zhì)含量的測(cè)量,C內(nèi)Ca2+濃度的測(cè)量、體外C突變的跟蹤和測(cè)量等方面。</p><p>  免疫細(xì)胞化學(xué)(immunocytochemistry)是將免疫學(xué)基本原理與細(xì)胞化學(xué)技術(shù)相結(jié)合所建立起來(lái)的新技術(shù),根據(jù)抗原與抗體特異性結(jié)合的特點(diǎn),檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)某種多肽、蛋白質(zhì)及膜表面抗原和受體等大分子物質(zhì)的存在與分布。肽類(lèi)與蛋白質(zhì)種類(lèi)繁多,均具有抗原性,當(dāng)將人或動(dòng)物的某種肽或蛋白質(zhì)作為抗原注入另

23、一種動(dòng)物體內(nèi),則產(chǎn)生與該抗原相應(yīng)的特異性抗體(免疫球蛋白);將抗體從血清中提出后,結(jié)合上某種標(biāo)記物,即成為標(biāo)記抗體。用標(biāo)記抗體與組織切片標(biāo)本孵育,抗體則與細(xì)胞中相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合,結(jié)合部位被標(biāo)記物顯示,則在顯微鏡下觀察到該肽或蛋白質(zhì)的分布。用熒光素(常用異硫氰酸)標(biāo)記抗體,并于熒光顯微鏡下觀察,稱(chēng)免疫熒光術(shù)。如抗體與辣根過(guò)氧化物酶(horse radish peroxidase, HRP)等結(jié)合,進(jìn)行酶顯示后,可在光鏡或電鏡觀察,用

24、于電鏡者則稱(chēng)為免疫電鏡術(shù)(immunoelectronmicroscopy)此外,以鐵蛋白標(biāo)記抗體,稱(chēng)鐵蛋白標(biāo)記法,也能用于電鏡下觀察。</p><p>  細(xì)胞組分分級(jí)分離:不同種類(lèi)C的大小、形態(tài)、密度、質(zhì)量等物理性質(zhì)不同,在離心力的作用下,它們具有不同的沉降速率,從而得以分離。根據(jù)這一原理,常用不同介質(zhì)和不同轉(zhuǎn)速的離心力將C內(nèi)各組分分級(jí)分離出來(lái)。?差速離心是一種較為簡(jiǎn)便的分離法,常用于細(xì)胞核和細(xì)胞器的分離,因

25、為在密度均一的介質(zhì)中,顆粒越大沉降越快,反之則慢。這種離心法只能將那些大小有顯著差異的組分分開(kāi),而且所獲得的分離組分往往不純。?密度梯度離心是較為精細(xì)的細(xì)胞分離法,關(guān)鍵是先在離心管中制備出蔗糖等介質(zhì)的濃度梯度并將細(xì)胞勻漿裝在最上層。在此條件下離心,細(xì)胞不同組分將以不同的速率沉降并形成不同的沉降帶。呈密度梯度的介質(zhì)可以穩(wěn)定沉淀成分,防止對(duì)流混合。</p><p>  原位雜交是利用核酸分子單鏈之間有互補(bǔ)的堿基序列,

26、將有放射性或非放射性的外源核酸(即探針)與組織、細(xì)胞或染色體上待測(cè)DNA或RNA互補(bǔ)配對(duì),結(jié)合成專(zhuān)一的核酸雜交分子,經(jīng)一定的檢測(cè)手段將待測(cè)核酸在組織、細(xì)胞或染色體上的位置顯示出來(lái)。為顯示特定的核酸序列必須具備3個(gè)重要條件:組織、細(xì)胞或染色體的固定、具有能與特定片段互補(bǔ)的核苷酸序列(即探針)、有與探針結(jié)合的標(biāo)記物。 </p><p>  應(yīng)用:①細(xì)胞特異性mRNA轉(zhuǎn)錄的定位,可用于基因圖譜,基因表達(dá)和基因組進(jìn)化的研

27、究; ②感染組織中病毒DNA/RNA的檢測(cè)和定位,如EB病毒mRNA、人類(lèi)乳頭狀瘤病毒和巨細(xì)胞病毒DNA的檢測(cè); ③癌基因、抑癌基因及各種功能基因在轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)及其變化的檢測(cè); ④基因在染色體上的定位; ⑤檢測(cè)染色體的變化,如染色體數(shù)量異常和染色體易位等; ⑥分裂間期細(xì)胞遺傳學(xué)的研究,如遺傳病的產(chǎn)前診斷和某些遺傳病基因攜帶者的確定,某些腫瘤的診斷和生物學(xué)劑量測(cè)定等。</p><p>  反義技術(shù):反義寡核苷酸是

28、一類(lèi)經(jīng)人工合成或構(gòu)建的反義表達(dá)載體表達(dá)的寡核苷酸片段,長(zhǎng)度多為15-30個(gè)核苷酸,通過(guò)堿基互補(bǔ)原理,干擾基因的解旋、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、mRNA的剪接加工乃至輸出和翻譯等各個(gè)環(huán)節(jié),從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化等。根據(jù)結(jié)合部位的不同分為反義DNA(asDNA)、反義RNA(asRNA)、自催化性核酶(ribozyme),后者為具有酶活性的反義分子,可裂解與其互補(bǔ)的mRNA及在DNA內(nèi)插入DNA片段構(gòu)成三鏈結(jié)構(gòu),但最常用的為反義寡脫氧核苷酸(反義寡核苷

29、酸)。</p><p>  基因轉(zhuǎn)移:指基因或DNA片段在不同生物個(gè)體之間的傳遞,包括橫向和縱向兩個(gè)方向。縱向傳遞即通過(guò)繁殖進(jìn)行的親代和子代的基因傳遞,基因橫向傳遞:水平基因轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer, HGT),又稱(chēng)側(cè)向基因轉(zhuǎn)移(lateral gene transfer, LGT),是指在差異生物個(gè)體之間,或單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器之間所進(jìn)行的遺傳物質(zhì)的交流。</p>&l

30、t;p>  基因敲除:就是通過(guò)同源重組將外源基因定點(diǎn)整合入靶細(xì)胞基因組上某一確定的位點(diǎn),以達(dá)到定點(diǎn)修飾改造染色體上某一基因的目的的一種技術(shù)。它克服了隨機(jī)整合的盲目性和偶然性,是一種理想的修飾、改造生物遺傳物質(zhì)的方法。這項(xiàng)技術(shù)的誕生可以說(shuō)是分子生物學(xué)技術(shù)上繼轉(zhuǎn)基因技術(shù)后的又一革命。尤其是條件性、誘導(dǎo)性基因打靶系統(tǒng)的建立,使得對(duì)基因靶位時(shí)間和空間上的操作更加明確、效果更加精確、可靠,它的發(fā)展將為發(fā)育生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、免疫學(xué)及醫(yī)學(xué)等學(xué)

31、科提供了一個(gè)全新的、強(qiáng)有力的研究、治療手段,具有廣泛的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。現(xiàn)在基因敲除技術(shù)主要應(yīng)用于動(dòng)物模型的建立,而最成熟的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是小鼠,對(duì)于大型哺乳動(dòng)物的基因敲除模型還處于探索階段。</p><p>  細(xì)胞膜及物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸與信號(hào)傳導(dǎo) </p><p>  掌握被動(dòng)運(yùn)輸P104、主動(dòng)運(yùn)輸P108、胞吞作用P118、胞吐作用的概念 </p><p>  被動(dòng)運(yùn)

32、輸(passive transport):通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散或協(xié)助擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物質(zhì)由高濃度向低濃度方向的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。動(dòng)力來(lái)自物質(zhì)的濃度梯度,不需要細(xì)胞提供代謝能量。</p><p>  主動(dòng)運(yùn)輸 active transport由載體蛋白所介導(dǎo)的 物質(zhì)逆著濃度梯度或電化學(xué)梯度由低濃度側(cè)到高濃度側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn),需要供給能量。ATP直接供能、間接供能、光能。</p><p>  胞吞作用:質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡將外界大

33、分子裹進(jìn)并輸入細(xì)胞的過(guò)程。</p><p>  (1)胞飲作用(pinocytosis):所有的真核細(xì)胞都具有,攝入溶液和分子。泡?。ī?50nm),需網(wǎng)格蛋白協(xié)助,稱(chēng)胞飲泡。 在某些細(xì)胞如分泌細(xì)胞持續(xù)發(fā)生,可在半小時(shí)內(nèi)將質(zhì)膜轉(zhuǎn)換成內(nèi)膜。</p><p> ?。?)吞噬作用(phagocytosis):一些特化細(xì)胞的功能(如巨噬細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞),防御微生物浸染和清除衰老細(xì)胞或細(xì)胞碎片(

34、如每天被吞噬的紅細(xì)胞達(dá)1010個(gè)以上)。顆粒性,泡大(﹥250nm),需微絲及結(jié)合蛋白協(xié)助,稱(chēng)吞噬泡。</p><p>  胞吐作用:與胞吞作用的順序相反,將細(xì)胞內(nèi)的分泌泡或其它某些膜泡中的物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜運(yùn)出細(xì)胞的過(guò)程。</p><p> ?。?)組成型胞吐途徑(所有真核細(xì)胞):高爾基體反面管網(wǎng)區(qū)→質(zhì)膜。作用:質(zhì)膜更新、胞外基質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)或信號(hào)分子。</p><p> 

35、?。?)調(diào)節(jié)型胞吐途徑(特化分泌細(xì)胞):特化的分泌細(xì)胞產(chǎn)生的分泌物(激素、粘液或消化酶)貯存分泌泡內(nèi)→信號(hào)刺激→分泌。</p><p>  掌握小分子物質(zhì)、大分子和顆粒物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸 </p><p>  小分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞主要通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸和基團(tuán)轉(zhuǎn)移等方式,而大分子和顆粒性物質(zhì)主要通過(guò)胞吞、胞吐作用進(jìn)入細(xì)胞。</p><p>  一.小分子物質(zhì)的

36、跨膜運(yùn)輸每一個(gè)活細(xì)胞要維持其正常的生命活動(dòng),必須通過(guò)細(xì)胞膜從外界及時(shí)地吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)要不斷地排出其代謝產(chǎn)物。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物進(jìn)出生物膜 的方式,根據(jù)是否需要膜蛋白的介導(dǎo)分為單純擴(kuò)散和膜蛋白介導(dǎo)的跨膜運(yùn)輸兩種。根據(jù)運(yùn)輸過(guò)程中是甭消耗代謝能又把后者分為被動(dòng)運(yùn)輸和主動(dòng)運(yùn)輸兩種方式。1.膜的選擇性通透和單純擴(kuò)散一些物質(zhì)不需要膜蛋白的幫助,能順濃度梯度自由擴(kuò)散,通過(guò)膜的脂雙層,這種跨膜運(yùn)輸?shù)男问?,稱(chēng)為單純擴(kuò)散,又稱(chēng)為被動(dòng)擴(kuò)散,它不

37、需要消耗能量,是 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸中最簡(jiǎn)單的一種形式。一般來(lái)說(shuō)分子量小、脂溶性強(qiáng)的非極性的分子能迅速地通過(guò)脂雙層膜,不帶電荷的小分子也較易通透,如CO2、O2、乙醇和 尿素可迅速擴(kuò)散通過(guò)脂雙層。H2O因?yàn)榉肿有?,不帶電荷,且本身具有雙極結(jié)構(gòu),也很容易通過(guò)膜。一些帶電分子如Na+、K+、Cl-等盡管分子很小,往往 因其周?chē)纬傻乃瘜佣y以通過(guò)脂雙層的疏水區(qū)而完全不能通透。不帶電的葡萄糖,因分子太大,也幾乎不能自由擴(kuò)散過(guò)膜。2.膜蛋白介導(dǎo)的

38、跨膜運(yùn)輸對(duì)一些相對(duì)較大的極性或帶電的分子,如葡萄糖、氨基酸及離子等物質(zhì)均不能自由通過(guò)膜。這些物質(zhì)的運(yùn)輸</p><p>  (二)外吐作用(exocytosis)外吐作用又稱(chēng)出胞作用,是一種與內(nèi)吞作用相反的過(guò)程。細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的分泌,細(xì)胞中的病毒、未消化的殘?jiān)确肿俞尫诺郊?xì)胞外都是細(xì)胞外吐的過(guò)程。細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外吐方式1、固有分泌(constitutive pathway of secretion) 是新合成的分

39、子在高爾基復(fù)合體裝入轉(zhuǎn)運(yùn)小泡,隨即很快被 帶到質(zhì)膜,并持續(xù)不斷地被細(xì)胞分泌出去,它普遍存在于所有細(xì)胞內(nèi)。"SNARE假說(shuō)"認(rèn)為在固有分泌中,V-SNARE與t-SNARE相互識(shí)別并結(jié)合形 成7S復(fù)合物,這是分泌顆粒與靶膜的特異性結(jié)合,接著NSF在SNAP的介導(dǎo)下與7S復(fù)合物結(jié)合形成20S復(fù)合物,此復(fù)合物中的SNAP可激活NSF的 ATP酶活性,NSF水解ATP提供能量使20S復(fù)合物解聚,隨后膜融合自動(dòng)發(fā)生,顆粒內(nèi)物質(zhì)

40、分泌到細(xì)胞外。2、受調(diào)分泌 (regulated pathway of secretion) 是細(xì)胞內(nèi)大分子合成后被貯存在特殊的小泡如分泌顆粒中,只有 當(dāng)細(xì)胞接受細(xì)胞外信號(hào)物質(zhì)的作用后,引起細(xì)胞內(nèi)一系列生化改變,分泌顆粒才與質(zhì)膜融合,發(fā)生外吐。受調(diào)分泌主要存在于特化的分泌細(xì)胞,如內(nèi)、外分</p><p>  掌握受體的基本概念、受體的類(lèi)型及各種受體的結(jié)構(gòu)和作用特點(diǎn) P221</p><p&g

41、t;  受體(receptor):能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體(信號(hào)分子)的大分子。與配體結(jié)合后,通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),啟動(dòng)一系列生理生化反應(yīng)。受體多為糖蛋白,一般至少包含兩個(gè)功能區(qū),與配體結(jié)合的區(qū)域以及產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域,分別具有結(jié)合特異性與效應(yīng)特異性。</p><p>  根據(jù)靶細(xì)胞上受體存在的部位,可將受體分為細(xì)胞內(nèi)受體(intracellular receptor)和細(xì)胞表面受體(cell surface recep

42、tor)。細(xì)胞內(nèi)受體一般都有三個(gè)結(jié)構(gòu)域:位于C端的激素結(jié)合部位,位于中部的DNA或Hsp90結(jié)合位點(diǎn),以及N端的轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。它們介導(dǎo)親脂性信號(hào)分子的信息傳遞,如胞內(nèi)的甾體類(lèi)激素受體。</p><p>  細(xì)胞表面受體介導(dǎo)親水性信號(hào)分子的信息傳遞,可分為:①離子通道型受體,②G蛋白偶聯(lián)型受體和③酶偶聯(lián)型受體。</p><p>  離子通道的受體 又稱(chēng)直接配體門(mén)控通道型受體,它們存在于快速

43、反應(yīng)細(xì)胞的膜上,由單一肽鏈反復(fù)4次穿透細(xì)胞膜形成1個(gè)亞單位,并由4~5個(gè)亞單位組成穿透細(xì)胞膜的離子通道,受體激動(dòng)時(shí)離子通道開(kāi)放使細(xì)胞膜去極化或超極化,引起興奮或抑制效應(yīng)。最早發(fā)現(xiàn)的N型乙酰膽堿受體就是由α×2、β、γ、δ5個(gè)亞單位組成的鈉離子通道,在α亞單位上各有一個(gè)乙酰膽堿結(jié)合點(diǎn)(圖2-13A)與乙酰膽堿結(jié)合后,鈉離子通道開(kāi)放,胞外鈉離子內(nèi)流、細(xì)胞膜去極化、肌肉收縮。這一過(guò)程在若干毫秒內(nèi)完成(鈉離子通道開(kāi)放時(shí)間僅1ms)。腦

44、中γ氨基丁酸(GABA)受體情況類(lèi)似,其他如甘氨酸、谷氨酸、天門(mén)冬氨酸受體都屬于這一類(lèi)型。</p><p>  G-蛋白偶聯(lián)受體 這一類(lèi)受體最多,數(shù)十種神經(jīng)遞質(zhì)及激素的受體需要G-蛋白介導(dǎo)其細(xì)胞作用,例如腎上腺素、多巴胺、5-羥色胺、M-乙酰膽堿、阿片類(lèi)、嘌呤類(lèi)、前列腺素及一些多肽激素等的受體,這些受體結(jié)構(gòu)非常相似,都為單一肽鏈形成7個(gè)α-螺旋來(lái)回穿透細(xì)胞膜,N-端在細(xì)胞外,C-端在細(xì)胞內(nèi),這兩段肽鏈氨基酸組成在

45、各種受體差異很大,與其識(shí)別配體及轉(zhuǎn)導(dǎo)信息各不相同有關(guān)。胞內(nèi)部分有G-蛋白結(jié)合區(qū)。G-蛋白(G-protein)是鳥(niǎo)苷酸結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白的簡(jiǎn)稱(chēng),存在于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè),由三個(gè)亞單位組成。主要有兩類(lèi),其一為興奮性G-蛋白(GS),霍亂弧菌毒素能使之活化,激活腺苷酸環(huán)化酶(AC);另一為抑制性G-蛋白(Gi),抑制AC,百日咳桿菌素抑制之。G-蛋白還介導(dǎo)心鈉素及NO對(duì)鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(GC)的激活作用。此外G-蛋白對(duì)磷脂酶C、磷脂酶A2、Ca2+、K+離子

46、通道等有重要調(diào)節(jié)作用。一個(gè)受體可激活多個(gè)G-蛋白,一個(gè)G-蛋白可以轉(zhuǎn)導(dǎo)多個(gè)信息給效應(yīng)機(jī)制,調(diào)節(jié)許多細(xì)胞功能。</p><p>  具有酪氨酸激酶活性的受體 這一類(lèi)細(xì)胞膜上的受體由三個(gè)部分組成,細(xì)胞外有一段與配體結(jié)合區(qū),中段穿透細(xì)胞膜,胞內(nèi)區(qū)段有酪氨酸激酶活性,能促其本身酪氨酸殘基的自我磷酸化而增強(qiáng)此酶活性,再對(duì)細(xì)胞內(nèi)其他底物作用,促進(jìn)其酪氨酸磷酸化,激活胞內(nèi)蛋白激酶,增加DNA及RNA合成,加速蛋白合成,從而產(chǎn)生

47、細(xì)胞生長(zhǎng)分化等效應(yīng)。胰島素、胰島素樣生長(zhǎng)因子、上皮生長(zhǎng)因子、血小板生長(zhǎng)因子及某些淋巴因子的受體屬于這一類(lèi)型。</p><p>  細(xì)胞內(nèi)受體 甾體激素受體存在于細(xì)胞漿內(nèi),與相應(yīng)甾體結(jié)合后分出一個(gè)磷酸化蛋白,暴露與DNA結(jié)合區(qū)段,進(jìn)入細(xì)胞核能識(shí)別特異DNA堿基區(qū)段并與之結(jié)合促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄及以后的某種活性蛋白增生。甲狀腺素受體存在于細(xì)胞核內(nèi),功能大致相同。這兩種受體觸發(fā)的細(xì)胞效應(yīng)很慢。需若干小時(shí)。</p>

48、<p>  掌握G蛋白的類(lèi)型及各類(lèi)G蛋白的共同特征和共同作用機(jī)制 P231</p><p>  1) G蛋白是一類(lèi)與GTP或GDP結(jié)合的、具有GTP酶活性、位于細(xì)胞膜胞漿面的外周蛋白。它由三個(gè)亞基組成,分別是α亞基(45kD)、β亞基(35kD)、γ亞基(7kD)。總分子質(zhì)量為100kD左右。G蛋白有兩種構(gòu)像,一種是以αβγ三聚體存在并與GDP結(jié)合,為非活化型;另一種構(gòu)象是α亞基與GTP結(jié)合并導(dǎo)致βγ二

49、聚體的脫落,此為活化型。不同種類(lèi)的G蛋白有相應(yīng)的基因編碼,在各種G蛋白亞基中,α亞基差別最大,常將其作為一個(gè)區(qū)別不同G蛋白的標(biāo)志。</p><p>  2)G蛋白有很多種,常見(jiàn)的有激動(dòng)型G蛋白(Gs)、抑制型G蛋白(Gi)和磷脂酶C型G蛋白(Gp)。不同的G蛋白能特異地將受體和與之相適應(yīng)的效應(yīng)酶耦聯(lián)起來(lái)。G蛋白在結(jié)構(gòu)上盡管沒(méi)有跨膜蛋白的特點(diǎn),但它們可以通過(guò)其亞基氨基酸殘基的脂化修飾錨定在細(xì)胞膜上。目前已把G蛋白結(jié)

50、構(gòu)、氨基酸序列及進(jìn)化的相似性與功能等結(jié)合起來(lái)作為分類(lèi)的依據(jù),主要包括四類(lèi),其中至少含有21種不同的α亞基、5種不同的β亞基和8種γ亞基。</p><p>  G蛋白耦聯(lián)受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制G蛋白通過(guò)與受體的耦聯(lián),在信息轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中常發(fā)揮著分子開(kāi)關(guān)的作用。其跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一般分為以下幾步:(1)當(dāng)外部沒(méi)有信號(hào)或沒(méi)有受外部刺激時(shí),受體不與配體結(jié)合,G蛋白處于關(guān)閉(失活)狀態(tài),以異源三聚體形式存在,即α亞基與GDP緊密結(jié)

51、合,βγ亞基與α亞基、GDP的結(jié)合較為疏松;(2)當(dāng)外部有信號(hào)時(shí),G蛋白受體與其相應(yīng)的配體結(jié)合,隨之誘導(dǎo)G蛋白的α亞基構(gòu)象變化,并使αβγ三個(gè)亞基形成緊密結(jié)合的復(fù)合物,從而使GDP與GTP交換,但是與GTP的結(jié)合導(dǎo)致α亞基與βγ亞基分開(kāi),α亞基被激活,即處于所謂的開(kāi)啟狀態(tài),隨后作用于效應(yīng)器,產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)信號(hào)并進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程,從而引起細(xì)胞的各種反應(yīng)。(3)G蛋白的α亞基具有GDPase的活性,在Mg2+存在的條件下可以水解GTP,α亞

52、基與GDP復(fù)合物重新與βγ亞基結(jié)合,使G蛋白失活,處于關(guān)閉狀態(tài)。以上三個(gè)過(guò)程依次循環(huán)完成信號(hào)地傳遞。G蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程中主要發(fā)揮了分子開(kāi)關(guān)作用與信號(hào)放大作用,通過(guò)G蛋白的激活與失活的循環(huán),將信息精確無(wú)誤地傳到細(xì)胞并引起一系列的細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)。</p><p>  G蛋白偶聯(lián)受體的信號(hào)傳遞過(guò)程包括(1)配體與受體結(jié)合,(2)受體活化G蛋白,GTP結(jié)合蛋白簡(jiǎn)稱(chēng)G蛋白;(3)G蛋白激活或抑制細(xì)胞中的效應(yīng)分子;(4)效應(yīng)

53、分子改變細(xì)胞內(nèi)信使的含量與分布,(5)細(xì)胞內(nèi)信使作用于相應(yīng)的靶分子,從而改變細(xì)胞的代謝過(guò)程及基因表達(dá)等功能。</p><p>  G蛋白主要的效應(yīng)器及相關(guān)信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑介紹(一)腺苷酸環(huán)化酶(cAMP)系統(tǒng)腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)主要介導(dǎo)cAMP-蛋白激酶A途徑,是激素調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的主要途徑。胰高血糖素、腎上腺素和促腎上腺皮質(zhì)激素等與靶細(xì)胞質(zhì)膜上的特異性受體結(jié)合,形成激素受體復(fù)合物而激活受體?;罨氖荏w催化G蛋白形成

54、αs-GTP。釋放的αs-GTP能激活腺苷酸環(huán)化酶,催化ATP轉(zhuǎn)化成cAMP,使細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度升高,cAMP能進(jìn)一步激活PKA(蛋白激酶A),PKA再通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)(如磷酸化其他蛋白質(zhì)的絲/蘇氨酸)將信號(hào)進(jìn)一步傳遞,達(dá)到信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的目的。腺苷酸環(huán)化酶(AC)由GS激活而被Gi抑制。這種環(huán)化酶的同工酶中,AC2和AC4是被Gβγ和Gα亞基共同激活; AC1型被Gα亞基激活而被Gβγ抑制,因此不能被G蛋白活化; AC3,AC5,AC6

55、和AC9不能與Gβγ直接作用。(二) 磷脂酶C(PLC)系統(tǒng)是由G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的一個(gè)重要的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。促甲狀腺素釋放激素、去甲腎上腺素和抗利尿激素等與靶細(xì)胞膜上特異性受體結(jié)合后,活化的G蛋白直接作用于PLCB,經(jīng)PLCB調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo),可激活磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C</p><p>  掌握第二信使的基本概念以及幾種重要的第二信使,包括cAMP、cGMP、DAG、IP3、Ca2+等的作用機(jī)制 P233&l

56、t;/p><p>  cAMP是第二信使,它能影響許多細(xì)胞內(nèi)的酶活性及生理活動(dòng),例如腎上腺素能提高肝細(xì)胞cAMP濃度,通過(guò)抑制糖原合成酶而使糖原合成降低,同時(shí)它又激活磷酸化酶而使糖原分解增強(qiáng)。cAMP對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用主要是通過(guò)激活cAMP依賴(lài)性蛋白激酶(cAMP蛋白激酶或蛋白激酶A)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。蛋白激酶A是別構(gòu)酶,由催化亞基和調(diào)節(jié)亞基構(gòu)成。催化亞基具有催化蛋白質(zhì)中的絲氨酸、蘇氨酸磷酸化的作用。當(dāng)調(diào)節(jié)亞基與催化亞基相結(jié)

57、合時(shí),蛋白激酶A即呈無(wú)活性狀態(tài)。而當(dāng)細(xì)胞內(nèi)cAMP水平增高時(shí),它與調(diào)節(jié)亞基結(jié)合,使酶發(fā)生變構(gòu),調(diào)節(jié)亞基即與催化亞基脫離,從而使蛋白激酶A激活。蛋白激酶A被激活后,又轉(zhuǎn)而使某些功能蛋白質(zhì)磷酸化以改變其功能,從而調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝。蛋白激酶A對(duì)酶的磷酸化作用屬于對(duì)酶的化學(xué)修飾調(diào)節(jié)。</p><p>  P230鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(GC)廣泛存在于動(dòng)物各種組織細(xì)胞中,該酶可催化GTP水解并環(huán)化,生成第二信使——cGMP。環(huán)鳥(niǎo)苷酸(

58、cGMP)在細(xì)胞受一氧化氮(NO)或利鈉肽(ANP、CNP)刺激后產(chǎn)生,是細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種第二信使。環(huán)鳥(niǎo)苷酸依賴(lài)的蛋白激酶(PKG)是cGMP的主要細(xì)胞內(nèi)受體。</p><p>  黑暗條件下視桿細(xì)胞(或視錐細(xì)胞)中cGMP濃度較高,cGMP門(mén)控鈉離子通道開(kāi)放,鈉離子內(nèi)流,引起膜去極化,突觸持續(xù)向次級(jí)神經(jīng)元釋放遞質(zhì)。</p><p>  視紫紅質(zhì)(rhodopsin, Rh)為7次跨膜

59、蛋白,含一個(gè)11順-視黃醛。是視覺(jué)感受器中的G蛋白偶聯(lián)型受體,光照使Rh視黃醛的構(gòu)象變?yōu)榉词?,Rh分解為視黃醛和視蛋白(opsin),構(gòu)象改變的視蛋白激活G蛋白(transducin, Gt),G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶,將細(xì)胞中的cGMP水解。從而關(guān)閉鈉通道,引起細(xì)胞超極化,產(chǎn)生視覺(jué)??梢?jiàn)胞內(nèi)cGMP水平下降的負(fù)效應(yīng)信號(hào)起傳遞光刺激的作用.</p><p>  P238 IP3:胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面G蛋白偶

60、聯(lián)型受體結(jié)合,激活質(zhì)膜上的磷脂酶C,使質(zhì)膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解產(chǎn)生兩個(gè)第二信使:1,4,5-三磷酸肌醇(IP3 )和二?;视?DAG),胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號(hào)。這一信號(hào)系統(tǒng)又稱(chēng)為“雙信使系統(tǒng)”(double messenger system)。</p><p>  IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3配體門(mén)鈣通道結(jié)合,開(kāi)啟鈣通道,使胞內(nèi)Ca2+濃度升高。激活各類(lèi)依賴(lài)鈣離子的蛋白,如啟動(dòng)受精后胚胎的發(fā)育

61、、肌肉收縮、神經(jīng)元和分泌細(xì)胞分泌。由于IP3是水溶性的,它可以從質(zhì)膜擴(kuò)散到胞質(zhì)溶膠,以后與內(nèi)質(zhì)膜或液泡膜上的IP3-閘門(mén)Ca2+通道結(jié)合,使通道打開(kāi)。液泡Ca2+濃度高,Ca2+就順著濃度梯度由液泡迅速的釋放出來(lái),增加胞質(zhì)Ca2+濃度,于是引起生理反應(yīng)。這種IP3促使胞庫(kù)釋放Ca2+,增加胞質(zhì)Ca2+的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),就稱(chēng)為IP3/Ca2+信號(hào)傳遞途徑。</p><p>  P245 DAG:DG結(jié)合于質(zhì)膜上,可活化與

62、質(zhì)膜結(jié)合的蛋白激酶C(Protein Kinase C,PKC)。PKC以非活性形式分布于細(xì)胞溶質(zhì)中,當(dāng)細(xì)胞接受刺激,產(chǎn)生IP3,使Ca2+濃度升高,質(zhì)膜上DAG瞬間積累,PKC便轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面,被DG活化,PKC可以使蛋白質(zhì)的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化是不同的細(xì)胞產(chǎn)生不同的反應(yīng),如細(xì)胞分泌、肌肉收縮、細(xì)胞增殖和分化等。</p><p>  掌握蛋白激酶的共同特點(diǎn)以及蛋白激酶在信號(hào)的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)中的作用</

63、p><p>  P245蛋白激酶是指能夠?qū)ⅵ茫姿峄驈牧姿峁w分子上轉(zhuǎn)移至底物蛋白的氨基酸受體上的一大類(lèi)酶。磷酸供體可以是ATP,也可以是其它類(lèi)三磷酸核苷酸。由于蛋白激酶常常是多底物的,因此蛋白激酶是根據(jù)底物中氨基酸殘基的特異性而不是根據(jù)底物蛋白的特異性來(lái)分類(lèi)的。國(guó)際生化學(xué)會(huì)命名委員會(huì)建議將蛋白激酶分為五大類(lèi):</p><p>  P247蛋白激酶在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中主要作用有兩個(gè)方面:其一是通過(guò)磷

64、酸化調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性,磷酸化和去磷酸化是絕大多數(shù)信號(hào)通路組分可逆激活的共同機(jī)制,有些蛋白質(zhì)在磷酸化后具有活性,有些則在去磷酸化后具有活性;其二是通過(guò)蛋白質(zhì)的逐級(jí)磷酸化,使信號(hào)逐級(jí)放大,引起細(xì)胞反應(yīng)。</p><p><b>  RAS信號(hào)途徑:</b></p><p>  受體酪氨酸激酶(RPTK)結(jié)合信號(hào)分子,形成二聚體,并發(fā)生自磷酸化而活化,活化的RPTK激活RA

65、S,由活化的RAS引起蛋白激酶的磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)。</p><p>  P248 Ras蛋白要釋放GDP,結(jié)合GTP的才能激活,GDP的釋放需要鳥(niǎo)苷酸交換因子(GEF,如Sos)參與;Sos有SH3結(jié)構(gòu)域,但沒(méi)有SH2結(jié)構(gòu)域,因此不能直接和受體結(jié)合,需要接頭蛋白(如Grb2)的連接,接頭蛋白通過(guò)SH2與受體的磷酸酪氨酸殘基結(jié)合,再通過(guò)SH3與Sos結(jié)合,Sos與膜上的Ras接觸,從而活化Ras。</p>

66、<p>  Ras本身的GTP酶活性不強(qiáng),需要GTP酶活化蛋白(GAP)的參與,使Ras結(jié)合的GTP水解而失活,GAP具有SH2結(jié)構(gòu)域可直接與活化的受體結(jié)合。蛋白激酶的磷酸化級(jí)聯(lián)反正基本步驟如下:</p><p>  Ras蛋白與Raf的N端結(jié)構(gòu)域結(jié)合并使其激活,Raf是絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶(又稱(chēng)MAPKKK)</p><p>  活化的Raf結(jié)合并磷酸化

67、另一種蛋白激酶MAPKK,使其活化。</p><p>  MAPKK又使MAPK的蘇氨酸和酪氨酸殘基使之激活。</p><p>  MAPK為有絲分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK),屬絲氨酸/蘇氨酸殘激酶?;罨腗APK進(jìn)入細(xì)胞核,可使許多轉(zhuǎn)錄因子活化,如將Elk-1激活,促進(jìn)c-fos,c-jun的表達(dá)。</p>

68、<p>  RPTK-Ras信號(hào)通路可概括如下:</p><p>  配體→RPTK→adaptor→GEF→Ras→Raf(MAPKKK)→MAPKK→MAPK→進(jìn)入細(xì)胞核→轉(zhuǎn)錄因子→基因表達(dá)。</p><p>  四) 細(xì)胞核及全能性和可塑性 </p><p>  掌握細(xì)胞核的超微結(jié)構(gòu)P473、染色質(zhì)的化學(xué)組成P322、核小體的結(jié)構(gòu) P327<

69、/p><p>  1)細(xì)胞核的主要結(jié)構(gòu)包括:①核被膜,②核纖層,③染色質(zhì),④核仁,⑤核基質(zhì)。 </p><p>  細(xì)胞核是活細(xì)胞中最顯著的結(jié)構(gòu),體積較大,植物薄壁組織細(xì)胞中,細(xì)胞核的直徑一般為35-50微米,因此,在光學(xué)顯微鏡下能完全顯示出來(lái)。在活細(xì)胞中可以看到在細(xì)胞核外面有-層薄膜,與細(xì)胞質(zhì)分界稱(chēng)為核膜。膜內(nèi)充滿(mǎn)均勻透明的膠狀物質(zhì),稱(chēng)為核質(zhì)。其中有一到幾個(gè)折光性強(qiáng)的球狀小體,稱(chēng)核仁。當(dāng)細(xì)胞

70、固定染色后,核質(zhì)中被染成深色的部分,稱(chēng)染色質(zhì),其余染色淺的部分是核液。染色質(zhì)是細(xì)胞中遺傳物質(zhì)存在的主要形式,在電鏡下顯出一些交織成網(wǎng)狀的細(xì)絲,主要成分是 DNA和蛋白質(zhì)。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí),這些染色質(zhì)絲便轉(zhuǎn)化成粗短的染色體。由于細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)主要集中在核內(nèi)。因此,細(xì)胞核的主要功能是儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息,在細(xì)胞遺傳中起重要作用。此外,細(xì)胞核對(duì)細(xì)胞的生理活動(dòng),也起著重要的控制作用。</p><p>  2)染色質(zhì):

71、是指細(xì)胞核內(nèi)能被堿性染料染色的物質(zhì),是DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA(1:1:0.6:0.1)組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。在有絲分裂或減數(shù)分裂時(shí),染色質(zhì)凝縮成棒狀的染色體。多樣性、特異性、功能特異性</p><p>  1,DNA:①蛋白編碼序列,人類(lèi)占1.5%左右,一般是單一拷貝,也有數(shù)個(gè)或上千個(gè)拷貝的;</p><p>  ②編碼rRNA、tRNA、snRN

72、A和組蛋白的串聯(lián)重復(fù)序列,約0.3% ,一般20-300個(gè)拷貝</p><p> ?、酆兄貜?fù)序列的DNA,分為簡(jiǎn)單重復(fù)序列和散在重復(fù)序列(DNA轉(zhuǎn)座子、LTR反轉(zhuǎn)座子、非LTR反轉(zhuǎn)座子)</p><p>  ④未分類(lèi)的間隔DNA</p><p> ?、莞叨戎貜?fù)序列(highly repeated DNA sequences)是一種簡(jiǎn)單的重復(fù)順序,在基因組中重復(fù)可達(dá)

73、十萬(wàn)次(105),往往呈族排列。在脊椎動(dòng)物中約占總DNA的10%。包括:衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA、微衛(wèi)星DNA。</p><p>  DNA雙螺旋為二級(jí)結(jié)構(gòu),可分為3種主要類(lèi)型,即:B型(C 內(nèi)為主)、A型和Z型等。</p><p>  2,蛋白質(zhì):(1)組蛋白 :總量約與DNA相當(dāng) ,沒(méi)有種屬和組織的特異性 .分為五種:H1,H2 A,H2B,H3及H4.參與組成染色質(zhì)的結(jié)構(gòu),對(duì)DNA的

74、轉(zhuǎn)錄功能有抑制作用.(2)非組蛋白 :分子數(shù)少,但種類(lèi)繁多,估計(jì)有幾百種,具有種屬和組織特異性.是一種轉(zhuǎn)錄活動(dòng)的調(diào)控因子,它能特異性的解除組蛋白對(duì)DNA活性的抑制,使DNA具有轉(zhuǎn)錄活性.3,RNA:核內(nèi)有tRNA,rRNA,mRNA的前體和核內(nèi)小RNA(snRNA )</p><p>  3)核小體的結(jié)構(gòu)要點(diǎn):1.每個(gè)核小體單位包括200bp左右的DNA超螺旋和一個(gè)組蛋白八聚體以及一個(gè)分子的組蛋白H1。2.組

75、蛋白八聚體構(gòu)成核小體的盤(pán)狀核心結(jié)構(gòu),相對(duì)分子質(zhì)量100*103,由四個(gè)二聚體組成,包括兩個(gè)H2A.H2B和兩個(gè)H3H4。3.146bp的DNA分子超螺旋盤(pán)繞組蛋白八聚體1.75圈。4.兩個(gè)相鄰核小體之間以連接DNA相連,典型長(zhǎng)度60bp,不同物種變化值為0~80bp不等。5.組蛋白與DNA之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的,基本不依賴(lài)于核苷酸的特異序列。6.核小體沿DNA的定位受不同因素的影響。</p><p>  掌

76、握染色質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)P318,核膜P309和核仁的超微結(jié)構(gòu)和功能 P356</p><p><b>  上面。</b></p><p>  電鏡下,核被膜由內(nèi)外兩層平行但不連續(xù)的單位膜構(gòu)成。結(jié)構(gòu)組成: </p><p>  外核膜(outer nuclear membrane),附有核糖體顆粒,常與rER相通連。</p><p

77、>  內(nèi)核膜(inner nuclear membrane),有特有的蛋白成份(如核纖層蛋白B受體),內(nèi)核膜的內(nèi)表面有一層網(wǎng)絡(luò)狀纖維蛋白質(zhì),即核纖層(nuclear lamina),可支持核膜。</p><p>  核周間隙(perinuclear space)</p><p>  核孔(nuclear pore)和核孔復(fù)合體 :胞質(zhì)環(huán)(cytoplasmic ring),外環(huán)<

78、;/p><p>  核質(zhì)環(huán)(nuclear ring),內(nèi)環(huán);內(nèi)環(huán)向核內(nèi)伸入一小環(huán),即核藍(lán)(nuclear basket)。</p><p>  輻(spoke):柱狀亞單位(column subunit)</p><p>  腔內(nèi)亞單位(luminal subunit)</p><p>  環(huán)帶亞單位(annular subunit)</

79、p><p>  中央栓(central plug):transporter</p><p><b>  核被膜的功能: </b></p><p> ?、俜€(wěn)定核的狀態(tài)和化學(xué)組成,使核和核質(zhì)免受胞質(zhì)中顆粒、纖維大分子的作用。</p><p> ?、跇?gòu)成了核質(zhì)和胞質(zhì)之間的天然選擇性屏障,一些小分子物質(zhì)可通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)出核,大分子則要通

80、過(guò)核孔復(fù)合體主動(dòng)運(yùn)輸。</p><p>  ③將細(xì)胞分為兩大結(jié)構(gòu)與功能區(qū),DNA復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄和加工在核內(nèi)進(jìn)行;蛋白質(zhì)的翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行,避免了相互干擾。</p><p>  3)核仁的超微結(jié)構(gòu):核仁與其它細(xì)胞器不同,周?chē)鷽](méi)有界膜包圍,在電子顯微鏡下可辨認(rèn)出3個(gè)特征區(qū)域:</p><p> ?、倮w維中心(fibrillar centers,F(xiàn)C):是被致密纖維

81、包圍的一個(gè)或幾個(gè)低電子密度的圓形結(jié)構(gòu),主要成分為RNA聚合酶I和rDNA,這些rDNA是裸露的分子。 </p><p> ?、谥旅芾w維組分(dense fibrillar component,DFC):呈環(huán)形或半月形包圍FC,由致密的纖維構(gòu)成,是新合成的RNP(指結(jié)合蛋白質(zhì)的rRNA),轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在FC與DFC的交界處。</p><p> ?、垲w粒組分(granular componen

82、t,GC):由直徑15-20nm的顆粒構(gòu)成,是不同加工階段的RNP。 </p><p>  核仁相隨染色質(zhì)分為兩部分,一部分位于核仁周?chē)?,稱(chēng)為核仁周染色質(zhì),屬異染色質(zhì),一部分位于核仁內(nèi),為常染色質(zhì),即核仁組織區(qū),是rDNA所在的位置。</p><p>  核仁的功能:與核糖體的發(fā)生密切相關(guān),包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配。</p><p>  了解核仁

83、周期 P361</p><p>  在細(xì)胞周期中,核仁進(jìn)行分離和重新聚合的過(guò)程。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂時(shí),核仁首先變形和變?。黄浜笕旧|(zhì)凝集和停止核糖核酸(RNA)合成,包含有核糖體RNA(rRNA)基因的DNA袢環(huán)逐漸收縮回到相應(yīng)染色體的核仁組織區(qū);核膜破裂進(jìn)入中期,這時(shí)核仁消失;在有絲分裂末期時(shí),核仁組織區(qū)DNA解凝集,rRNA合成重新開(kāi)始,極小的核仁重新出現(xiàn)在染色體核仁組織區(qū)附近。核仁形成后常發(fā)生融合現(xiàn)象。如人

84、二倍體細(xì)胞在相應(yīng)有絲分裂后,10個(gè)小核仁長(zhǎng)大后相互融合形成在間期細(xì)胞中的一個(gè)較大的核仁。核仁的重建過(guò)程與原有的核仁組分的協(xié)助和參與有關(guān)。 </p><p>  核仁是一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),隨細(xì)胞周期的變化而變化,即形成——消失——形成,這種變化稱(chēng)為核仁周期。在細(xì)胞周期中,核仁進(jìn)行分離和重新聚合的過(guò)程。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂時(shí),核仁首先變形和變??;其后染色質(zhì)凝集和停止核糖核酸(RNA)合成,包含有核糖體RNA(rRNA)基因的

85、DNA袢環(huán)逐漸收縮回到相應(yīng)染色體的核仁組織區(qū);核膜破裂進(jìn)入中期,這時(shí)核仁消失;在有絲分裂末期時(shí),核仁組織區(qū)DNA解凝集,rRNA合成重新開(kāi)始,極小的核仁重新出現(xiàn)在染色體核仁組織區(qū)附近。核仁的重建過(guò)程與原有的核仁組分的協(xié)助和參與有關(guān)。核仁形成的分子機(jī)理尚不清楚,但需要rRNA基因的激活。</p><p>  熟悉真核細(xì)胞的基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制 P488</p><p>  一、復(fù)制水平上對(duì)基因

86、表達(dá)的調(diào)控主要包括:染色體消減和失活,以及基因擴(kuò)增。</p><p>  意義:基因擴(kuò)增是一種通過(guò)改變基因數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)基因表達(dá)的方式,以便在短期內(nèi)產(chǎn)生出某一基因拷貝,以調(diào)節(jié)基因表達(dá)。</p><p>  二、轉(zhuǎn)錄水平上對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)</p><p>  真核細(xì)胞沒(méi)有象原核細(xì)胞那樣的操縱子及其緊密連鎖的基因,其特點(diǎn)在于既受基因調(diào)控的順式作用元件影響,同時(shí)又受反式作用因

87、子的影響,二者的相互作用實(shí)現(xiàn)真核轉(zhuǎn)錄調(diào)控。順式作用元件(cis-acting elements):指與特定蛋白質(zhì)編碼區(qū)連鎖在一起的對(duì)轉(zhuǎn)錄起調(diào)控作用的DNA序列結(jié)構(gòu),包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和近來(lái)發(fā)現(xiàn)的抑制子(沉寂子silencer)。</p><p>  反式作用因子(trans-acting factors):指能直接或間接地識(shí)別或結(jié)合各順式調(diào)控元件核心序列(8-12bp)上,參與調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白質(zhì)。目前

88、已分離純化或鑒定的有幾百之多,主要包括各種基因調(diào)控蛋白。其功能都是通過(guò)與特異DNA序列相互作用而實(shí)現(xiàn)的,因此反式作用因子必須具備兩種能力:一是它們必需識(shí)別定位在影響特殊靶基因的增強(qiáng)子、啟動(dòng)子和其它調(diào)控元件中的特異性靶序列;二是對(duì)于一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子或正調(diào)控蛋白還要求它們能夠通過(guò)與RNA聚合酶或其它轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而行使功能。</p><p><b>  三、轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控</b></p>

89、<p>  1、hnRNA的修飾加工a、5′末端“戴帽”:即在5′末端的鳥(niǎo)嘌呤的N-7位上產(chǎn)生甲基化,變成7-甲基鳥(niǎo)苷(M7G),使5′末端成為5′-M7G-PPP。生物學(xué)意義:可能阻止5′末端繼續(xù)添加核苷酸,不受磷酸酶和核酸酶降解,起穩(wěn)定mRNA的作用,并利于同核糖體小亞基結(jié)合,形成起始復(fù)合物。b、3′-末端加“尾”:即在3′末端加上多個(gè)(200-250個(gè))腺苷酸,形成PolyA“尾”。生物學(xué)意義:促使3′末端與內(nèi)質(zhì)

90、網(wǎng)結(jié)合,而使3′末端穩(wěn)定,另外可能有延長(zhǎng)mRNA壽命的作用。利于從核孔中輸出。c、部分核苷酸甲基化:某些腺苷酸的第6位碳被甲基化形成m6A,功能不清。</p><p>  2、mRNA的選擇性拼接(修剪拼接):指切去內(nèi)含子,將外顯子連接的過(guò)程。5′外顯子↓GT……內(nèi)含子……AT↓外顯子-3′。內(nèi)含子序列的精確切除是一種高度專(zhuān)一的作用過(guò)程,它需要mRNA前體中特異的識(shí)別信號(hào),也需要細(xì)胞中識(shí)別這些信號(hào)的特定因子。目前

91、認(rèn)為核內(nèi)的小分子RNA(small nucleur RNA,SnRNA)及其蛋白質(zhì)復(fù)合物(SnRNP)可作為信號(hào)識(shí)別的特定因子。(小核糖核蛋白顆粒)存在于真核細(xì)胞核中與RNA加工過(guò)程有關(guān)的RNA。是由RNA聚合酶III催化合成的。拼接方式有兩種:一是切除內(nèi)含子后,將外顯子規(guī)范地拼接成成熟的mRNA,稱(chēng)為組成型拼接。這樣一個(gè)基因只產(chǎn)生一種成熟的mRNA,也只產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)產(chǎn)物。另一種拼接方式。是可調(diào)控的選擇性拼接,因而產(chǎn)生不同的成熟mR

92、NA,翻擇產(chǎn)生不同的蛋白質(zhì)。</p><p>  3、mRNA的選擇性運(yùn)輸細(xì)胞可以在不同情況下選擇地將不同的hnRNA加工成mRNA,并把它們運(yùn)至細(xì)胞質(zhì),這便是mRNA的選擇性加工運(yùn)輸。這種運(yùn)輸是一種通過(guò)核孔的主動(dòng)運(yùn)輸方式,其可能機(jī)制大體分為:○1依賴(lài)于核孔復(fù)合體上受體蛋白對(duì)RNA分子的特異性識(shí)別,缺少識(shí)別信號(hào)便保留在核內(nèi);○2不需要識(shí)別信號(hào),除被特別保留在核內(nèi)的RNA外:其余RNA都自動(dòng)地輸出細(xì)胞核;○3存在

93、選擇輸出和選擇保留的聯(lián)合機(jī)制。</p><p>  四、翻譯和翻譯后加工水平的調(diào)控</p><p>  在這個(gè)水平上調(diào)控,主要是控制mRNA的穩(wěn)定性和mRNA翻譯起始的調(diào)控。所謂在翻譯水平上的調(diào)節(jié),是說(shuō)基因轉(zhuǎn)錄的各種mRNA并不都能翻譯成蛋白質(zhì),在不同細(xì)胞中有不同的mRNA得到翻譯,結(jié)果不同細(xì)胞具有不同的蛋白質(zhì),細(xì)胞內(nèi)才有了差別(分化),是否有這種調(diào)節(jié)機(jī)制呢?1、mRNA的穩(wěn)定性 eg:

94、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體,F(xiàn)e3+↓時(shí),IRP與5個(gè)3'IRE結(jié)合,阻止mRNA降解,+與ERP結(jié)合。</p><p>  通過(guò)mRNA穩(wěn)定性的變化來(lái)調(diào)控基因表達(dá)。原核細(xì)胞絕大多數(shù)的mRNA不穩(wěn)定,靠其快速合成和快速降解來(lái)調(diào)整其基因表達(dá)以適應(yīng)環(huán)境之變化。真核細(xì)胞的mRNA相對(duì)來(lái)說(shuō)穩(wěn)定的多,影響mRNA的穩(wěn)定性除mRNA分子3`端特殊信號(hào)序列外,某些mRNA的穩(wěn)定性還受細(xì)胞外信號(hào)的影響。如激素。在3`端非翻譯區(qū)含有

95、一長(zhǎng)段含A和U的核苷酸序列,與其不穩(wěn)定性有關(guān)。2、mRNA翻譯起始的調(diào)控</p><p>  通過(guò)控制mRNA翻譯的起始,來(lái)進(jìn)行基因表達(dá)的調(diào)控?!半[蔽mRNA”,在受精前貯存并不起始翻譯的mRNA。在受精后被激活,合成蛋白質(zhì),滿(mǎn)足快速卵裂之需。真核細(xì)胞mRNA相當(dāng)穩(wěn)定,可生存很長(zhǎng)時(shí)間,例:海膽卵mRNA直到受精后才轉(zhuǎn)譯,種子中的mRNA要到萌發(fā)時(shí)才轉(zhuǎn)譯,為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象,有人提出“蒙面信使”理論:認(rèn)為mRN

96、A貯藏在由mRNA和核糖體以及一個(gè)蛋白質(zhì)外殼組成Fe3+↑時(shí),F(xiàn)e3的細(xì)胞質(zhì)顆粒中,免遭酶的攻擊而可長(zhǎng)期保存,當(dāng)有某種誘導(dǎo)因子時(shí),除掉外殼進(jìn)行轉(zhuǎn)譯。3、翻譯后加工水平調(diào)控</p><p>  蛋白質(zhì)合成后通常還需加工、修飾和正確折疊才能成為有功能活性的蛋白質(zhì)。因此,在此水平上也存在表達(dá)的調(diào)控問(wèn)題。</p><p>  掌握細(xì)胞全能性的基礎(chǔ)和影響細(xì)胞核發(fā)育全能性的可能因素 </p&

97、gt;<p>  全能性最早用于動(dòng)物胚胎學(xué),是指分裂球發(fā)育成為完整胚胎的能力?,F(xiàn)在所謂的全能性問(wèn)題,指與合子具有相同遺傳內(nèi)容的體細(xì)胞、胚胎細(xì)胞等或它們的細(xì)胞核是否也同合子一樣具有相同的發(fā)育潛能,即細(xì)胞發(fā)育全能性或細(xì)胞核發(fā)育全能性問(wèn)題。全能性的基礎(chǔ)在于所有細(xì)胞的細(xì)胞核包含一個(gè)物種的全套染色體組,具有發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體所需要的全部遺傳物質(zhì)。</p><p>  1)細(xì)胞全能性:在多細(xì)胞生物中每個(gè)體細(xì)胞的

98、細(xì)胞核具有個(gè)體發(fā)育的全部基因,只要條件許可,都可發(fā)育成完整的個(gè)體。根據(jù)動(dòng)物細(xì)胞全能性大小,可分為全能性細(xì)胞(如動(dòng)物早期胚胎細(xì)胞),多能性(如原腸胚細(xì)胞),專(zhuān)能性(如造血干細(xì)胞);根據(jù)植物細(xì)胞表達(dá)全能性大小排列是:受精卵、生殖細(xì)胞、體細(xì)胞;全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)是細(xì)胞內(nèi)含有本物種全套遺傳物質(zhì)。如果將分化細(xì)胞的細(xì)胞核通過(guò)核移植等方法導(dǎo)入去核的卵細(xì)胞或受精卵,在供體核和受體卵細(xì)胞質(zhì)的共同作用下,依然可能發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體,體細(xì)胞克隆動(dòng)物的成功就是

99、很好的例證。在這些例子當(dāng)中,表現(xiàn)出來(lái)的全能性就是細(xì)胞核全能性。因此核的全能性并不代表細(xì)胞具有全能性,細(xì)胞在分化過(guò)程中是逐步失去其全能性的。</p><p>  細(xì)胞全能性比較:  一般來(lái)說(shuō),細(xì)胞全能性高低與細(xì)胞分化程度有關(guān),分化程度越高,細(xì)胞全能性越低。</p><p>  植物細(xì)胞全能性高于動(dòng)物細(xì)胞,而生殖細(xì)胞全能性高于體細(xì)胞,在所有細(xì)胞中受精卵的全能性最高。</p>&

100、lt;p><b>  因素:</b></p><p>  基因組印記:胚胎發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞分化導(dǎo)致了不同組織的細(xì)胞核在印記基因表現(xiàn)出組織差異性,也就是印記基因在這種組織中其差異甲基化區(qū)域(Differentially methylated regions, DMRs)可能被甲基化,而在另一種組織中則沒(méi)有。因此,雖然基因組印記并沒(méi)有影響體細(xì)胞基因組的序列一致性,但是卻控制了不同類(lèi)型分化細(xì)

101、胞的某些基因的沉默或表達(dá)。如果恰好沉默的基因參與胚胎發(fā)育,就可能影響該分化細(xì)胞的發(fā)育潛能性,反映在體細(xì)胞克隆上,就導(dǎo)致了克隆難易程度的差異。</p><p>  細(xì)胞在分化過(guò)程經(jīng)常伴有基因組成的量的變化,這必然影響細(xì)胞核全能性和可塑性。其機(jī)制有選擇性基因擴(kuò)增(selective gene amplification)、基因組擴(kuò)增(genomic amplification)和染色體丟失(elimnation of

102、 genetic material)等。</p><p><b>  ?.選擇性基的擴(kuò)增</b></p><p>  一些分化的組織或細(xì)胞類(lèi)型由于要適應(yīng)其功能需要,需要對(duì)特定基因選擇性復(fù)制。盡管這種情況很少見(jiàn),但也是導(dǎo)致原來(lái)完全相同的基因組發(fā)生非等量變化的可能性原因。如許多卵母細(xì)胞核內(nèi),有核糖體18S、5.8S、28SrRNA的選擇性擴(kuò)增,果蠅卵巢的濾泡細(xì)胞中,編碼卵

103、膜分泌蛋白的基因被選擇性擴(kuò)增等。</p><p><b>  ?.基因組擴(kuò)增</b></p><p>  動(dòng)物中通過(guò)多倍體和多線體擴(kuò)增完整基因組的現(xiàn)象很常見(jiàn),如哺乳動(dòng)物發(fā)育中營(yíng)養(yǎng)原細(xì)胞和肝細(xì)胞的基因組是通過(guò)多倍體擴(kuò)增的。這些細(xì)胞的代謝極其活躍,多倍體可能有益于連續(xù)產(chǎn)生大量的酶。在果蠅發(fā)育過(guò)程中,營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞變成多倍體,而唾液腺細(xì)胞和馬爾皮基氏管細(xì)胞變成多線體。</p

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