细胞生物学 总结
第一章 绪论
细胞生物学：细胞生物学以细胞为研究对象，从细胞的整体水平、亚显微水平，分子水平三个层次，以动态的观点，研究细胞和细胞器的结构和功能，研究细胞的生活史（细胞增殖、分化、衰老与凋亡）和各种生命活动规律（细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等）的学科。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
细胞学说(Cell Theory)：
第二章 细胞的统一性与多样性 一、细胞：生命活动的基本单位。 ᴥ 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成
有机体的基本单位 ᴥ 细胞具有独立的、有序的自控代谢体
系，细胞是代谢与功能的基本单位 ᴥ 细胞是有机体生长与发育的基础 ᴥ 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传
的全能性 ᴥ 没有细胞就没有完整的生命 二、细胞的基本特性
1. 细胞有细胞膜（Membrane) ◆Protoplasm ：原生质
被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括膜、细胞核和细胞质。
◆Cell Plasma (cytoplasm):细胞质
是指细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分 ◆Protoplast ：原生质体
2. 细胞有核糖体（Ribosomes ）
细胞功能的体现者是蛋白质(包括酶) ，蛋白质是在核糖体上合成的。
3. 细胞有一整套控制遗传信息表达的结构体系
4. 细胞能产生细胞：细胞能够用一分为二的分裂方式进行增殖，动、植物细胞、细菌细
胞都是如此。
5. 所有的细胞都具有相似的化学组成。 细胞内有三种类型生物大分子: Nucleic Acids 、Proteins 、Polysaccharides(多糖) 多糖与糖蛋白:
蛋白质糖基化:影响着蛋白质合成后的加工和运输。
糖蛋白的功能有∶
◆参与细胞粘着，细胞信息的传递，细胞代谢的调控，发育和分化，机体的防御，以及作为机体内外表面的保护及润滑剂。 ◆参与细胞识别:是细胞识别机理的必要组分。几乎所有动物细胞表面都有少量糖, 它的作用好比是细胞联络的文字或语言。 原核细胞（Prokaryotic Cells）：没有明显可见的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核(核区，类核) ，进化地位较低。
代表：细菌，蓝藻，支原体：目前发现的最小最简单的细胞(唯一的细胞器是核糖体) 真核细胞
1、生物膜系统 2、Gene Expression System 遗传信息表达体系：该系统又称为颗粒纤维结构系统，该系统包括细胞核和核糖体。 3、Cytoskeletal System:细胞骨架是蛋白与蛋白搭建起的网络结构，包括细胞质骨架和细胞核骨架。
细胞骨架系统首要作用是维持细胞的一定形态；
细胞内物质运输的动脉； 细胞内基质区域化； 帮助细胞移动或行走；
主要成分:微管、微丝和中间纤维。 真核与原核的比较
功能上的共同点：都是生命的基本结构单位；都能进行分裂；都能遗传。 结构上的共同点：都有细胞膜；都有DNA 和RNA ；都有核糖体 不同点：核糖体：
由50S 和30S 两个大小亚基组成) 由60S 和40S 两个大小亚基组成)
通讯连接方式：胞质分裂方式：
动物细胞：间隙连接； 收缩环 植物细胞：胞间连丝； 细胞板 第三章 细胞生物学研究方法
常见的模式生物:真菌中的酵母，原核生物中的大肠杆菌，低等无脊椎动物中的线虫，昆虫纲的果蝇，鱼纲的斑马鱼，哺乳纲的小鼠，植物中的拟南芥。 分辨率：（即分辨极限, D）是指区分开两个质点间的最小距离.
人眼的分辨率：0.2 mm，光学显微镜的最大分辨率：0.2μm.
超薄切片技术：固定，包埋，切片，染色 DNA ：Feulgen 反应 多糖：PAS 反应
不饱和脂肪酸：四氧化锇 蛋白质：Millon 反应 流式细胞仪：
定量测定某细胞中的DNA 、RNA 或某标记蛋白的含量；
分离具不同标记而被充上不同电荷的细胞； 分离后可继续培养
第四章 细胞质膜
第一节 细胞质膜的结构模型
细胞质膜(plasma membrane)或细胞膜(cell membrane) ：
围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜
细胞内膜系统（Endomembrane System)： 生物膜(biomembrane)：细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜。是由脂质双分子层和蛋白质组成的。
流动镶嵌模型(fluid mosaic model) ：生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成, 膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白是镶嵌于脂双分子层中，是不对称分布的。 1. 脂双分子层组成生物膜的基本结构： 具极性头和非极性尾部的磷脂分子，在水中具有自发形成封闭膜系统的性质；尾部相对，极性头部朝外。
2. 蛋白质镶嵌：镶嵌于其中或表面；分布不对称、类型不同，赋予生物膜特性与功能。 3. 膜蛋白及其它生物大分子的存在及相互作用，限制了膜蛋白、膜脂的流动性，形成了特定结构的膜并耐以完成膜的功能。
生物膜的化学组成：膜脂、膜蛋白 磷脂根据骨架的不同可以分为：磷酸甘油脂和鞘磷脂
■ 胆固醇存在于真核细胞膜中： ●动物细胞膜胆固醇的含量较高 ●大多数高等．．植物细胞膜中没有胆固醇 ●酵母细胞膜中是麦角固醇 ●极性的头部：羟基 ●非极性的类固醇环结构 ●一个非极性的碳氢尾部
糖脂(Glycolipid)：鞘氨醇的衍生物 脂质体的应用：
研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质； 脂质体中裹入DNA 可用于基因转移； 在临床治疗中, 脂质体作为药物或酶等载体 生物膜的特定功能主要是由蛋白质完成的 膜蛋白的种类：整合蛋白、膜周边蛋白、脂锚定蛋白
整合蛋白(Integral Proteins) ：
运输蛋白：膜蛋白中有些是运输蛋白, 转运特殊的分子和离子进出细胞;
酶：有些是酶，催化相关的代谢反应; 连接蛋白：有些是连接蛋白, 起连接作用； 受体：起信号接收和传递作用。 第二节 生物膜基本特征与功能 膜的成分：脂质双分子层，蛋白质镶嵌其中； 膜的结构特性：流动性、不对称性。 细胞膜的功能：
1、为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;
2、选择性的物质运输, 包括代谢底物的输入与代谢产物的排除, 其中伴随着能量的传递; 3、提供细胞识别位点,
并完成细胞内外信息跨膜传递;
4、为多种酶提供结合位点, 使酶促反应高效而有序地进行;
5、介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连
接; 并参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 膜骨架的概念：指细胞质膜内侧与膜蛋白相连的、由纤维蛋白组成的网架结构。它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
主要膜骨架蛋白: 血影蛋白；锚蛋白；肌动蛋白；带4.1蛋白(都是外周蛋白)
是将分离的红细胞放入低渗溶液中，水渗入到红细胞内部，红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，所得到的红细胞质膜具有很大的变形性、柔韧性和可塑性，当红细胞的内容物渗漏之后、质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。
第五章 细胞的社会联系 细胞连接：
封闭连接：紧密连接（上皮细胞）
锚定连接：桥粒、半桥粒；粘着带、粘着斑 通讯连接：间隙连接、化学突触、胞间连丝 紧密连接的功能：
形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；
形成侧向扩散屏障，维持上皮细胞极性，限制了膜蛋白和膜脂分子的流动性，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能； 连接作用 支持功能
锚定连接分为：（跨膜粘连蛋白）
●与中间纤维相连的: 桥粒和半桥粒连接 ●与肌动蛋白（微丝）纤维相连的: 粘着带和粘着斑连接
锚定连接的类型、结构与功能： ◆ 与中间纤维相连的锚定连接
桥粒： 铆接相邻细胞，形成纽扣式的结构。提供细胞内中间纤维的锚定位点，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。 半桥粒：半桥粒与桥粒形态类似, 但功能和化学组成不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白（整联蛋白）将上皮细胞固着在基膜 ◆ 与肌动蛋白（微丝）纤维相连的锚定连
接
粘着带：位于紧密连接下方, 相邻细胞间形成一个连续的带状 结构。间隙约15～20nm, 也称带状桥粒(belt desmosome)。 粘着斑：细胞通过整联蛋白把肌动蛋白纤维与细胞外基质连接。(整联蛋白，胶原和纤连蛋白)
粘着蛋白(cadherin)∶-钙粘蛋白
细胞质斑(cytoplasmic plaque)∶-细胞内锚蛋白
肌动蛋白（微丝）
间隙连接：连接子(一种跨膜蛋白) 胞间连丝：是相邻植物细胞壁上的一个穿过细胞壁的狭窄通道
粘连分子（cell adhesion molecule ，CAM ）的特征
●粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连；
●多数要依赖Ca2+或Mg2+才起作用。 ●同亲型结合、异亲型结合和衔接分子依赖性结合 粘连分子类型
钙粘素（Cadherins ）:属同亲性依赖Ca2+的细胞粘连糖蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。
选择素（Selectin ）:属异亲性依赖于Ca2+的能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白，其胞外部分具有一凝集素（lectin ）结构域。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着。P(Platelet)选择素、E(Endothelial)选择素和L(Leukocyte)选择素。
免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF):分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM 超家族。介导同亲型细胞粘着或介导异亲型细胞粘着但其粘着作用不依赖Ca2+，其中N-CAMs 在神经组织细胞间的粘着中起主要作用。
整联蛋白（Integrins ）:
个亚基形成的异源二聚体糖蛋白。人体细胞中已发现168
配合形成22种不同的二聚体整合素，可与不同的配基结合，从而介导细胞与基质之间的粘着。
整联蛋白的信号转导功能。 RGD 三肽序列
细胞连接:在多细胞生物体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。 细胞粘着：在细胞识别的基础上, 同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程叫细胞粘着。它对于胚胎发育及成体的正常结构和功能都有重要的作用。在发育过程中, 由于细胞间细胞粘着的强度不同, 决定着细胞在内、中、外三胚层的分布。在器官形成过程中, 通过细胞粘着, 使具有相同表面特性的细胞聚集在一起形成器官。
区别：细胞粘着是细胞连接的起始, 细胞连接是细胞粘着的发展。从时间上看, 粘着在先, 连接在后。从结构上看, 细胞粘着涉及的分子较少、范围局部、结构简单; 而细胞连接涉及的蛋白分子较多、范围广、结构复杂, 结合的紧密程度高。
◆第三节 细胞外被及细胞外基质
细胞表面：包括细胞膜、细胞外被、细胞外基质。是细胞与外环境进行接触的部位。 1. 细胞外被：●糖萼是细胞外表面覆盖的一层粘多糖物质的质膜保护层，又称为多糖包被。往往与膜蛋白或膜脂共价结合。 2. 细胞外基质(extracellular matrix)
指紧临细胞膜的细胞外空间, •是由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。 细胞外基质的基础物质：◆ 可分为三大类∶ ●结构蛋白
如胶原和弹性蛋白，它们赋予基质一定的强度和韧性。
●蛋白聚糖(proteoglycan) ●粘连蛋白(adhesive proteins) 如纤粘连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞同基质结合。
(一) 、胶原(Collagen)
●胶原是细胞外基质中最主要的水不溶
性纤维蛋白
●胶原是人体内含量最丰富的蛋白质,(约占总蛋白的30%左右)
●胶原产生于纤维原细胞. 但仅存在于细胞外基质中。
胶原纤维结构特征
●胶原纤维的基本结构单位(胶原分子) 是原．胶原．．
●原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋．．．．结构．．
(trimers) ●在胶原纤维内部, 有分子内和分子间的交联。分子内交联是指原胶原的三条链之间的赖氨酸残基．．．．．
间的交联, 分子间的交联是指不同原胶原间的赖氨酸交联（一分子的N-末端与另一分子的C-末端赖氨酸或羟赖氨酸间）
● 在胶原纤维内部, 原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列, 形成周期性横纹 ● 原胶原肽链具有Gly ．．．-．X ．-．Y ．重复序列，对胶原纤维的高级结构的形成是重要的，通常：X ：PrO ，Y ：Hypro or Hylys ● 胶原的合成、装配与运输：
哺乳动物具有大约20种不同的胶原基因，编码各种不同组织所需要的胶原
● 首先是在粗面内质网上合成带有信号肽的前原胶原(preprocollagan)
● 胶原纤维的加工组装始于内质网、在高尔基体中继续进行, 最后完成于细胞外: ● 前原胶原在细胞外由两种专一性不同的蛋白水解酶作用, 分别切去N-末端前肽及C-末端前肽, 成为原胶原（procollagen ） ● 原胶原进而聚合装配成胶原原纤维（collagen fibril）、胶原纤维（collagen fiber）
胶原起着细胞外基质骨架作用
弹性蛋白(Elastin)：是弹性纤维(elastic fibers) 的主要成分。 蛋白聚糖
● 蛋白与多聚糖的复合物
●一个蛋白聚糖由糖胺聚糖（glycosaminoglycans ，GAGs) 与核心蛋白(core protein) 的共价连接形成的巨分子.
●蛋白聚糖的功能:
由于糖胺聚糖表面带的负电荷，可结合阳离子，提高渗透压，转而又可结合大量水分子，使蛋白聚糖形成多孔含水的胶体，填充于细胞外空间，包裹细胞 ，起到抗压、保护细胞的作用.
●蛋白聚糖可与细胞外的多种生长因子结合，可视为细胞外的激素富集与储存库，因此在完成信号的传导中起重要作用. 层粘连蛋白 是高分子糖蛋白（820KD ）, 动物胚胎及成体组织的基膜(basal lamina)的主要结构组分之一 一条．．重链和两条．．轻链通过二硫键．．．相连而形成的十字形．．．
分子结构 ●层粘连蛋白的功能
首先作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用。
●细胞是通过层粘连蛋白锚定于基膜上。 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位：
与Ⅳ型胶原的结合部位；
与细胞质膜上的整合素结合的RGD （Arg-Gly-Asp ）序列。【是细胞识别的最小结构单位】
●层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；
层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。 【层粘连蛋白FN 】的结构特点：每个亚单位由数个结构域构成；有两个关键的结合位点：
● 与其他 ECM, 如 collagens 和proteoglycans 等结合的位点。这些位点将不同的分子连成了稳定的互连网状结构 ● 与细胞表面结合的位点。这些位点将细胞与细胞外基质稳定的粘连在一起。该结构域中含RGD 三肽序列 功能:
FN 最主要的功能是介导细胞的黏着；促进细胞迁移；由于FN 具有同时与细胞外基质各类成分相结合的特点, 并可促进细胞外基质的其它成分的沉积, 故认为FN 是细胞外基质的组织者。 ◆细胞壁的结构组成
植物的细胞壁相当于动物细胞的细胞 外基质(!!!)：
●动物细胞的细胞外基质的主要成分是 蛋白质分子；
●植物的细胞壁主要是多糖，其中最主要的是纤维素。
◆植物细胞壁的骨架：纤维素
◆ 纤维素分子：纤维素微原纤维
（microfibril ）为细胞壁提供了抗张强度
◆ 半纤维素（hemicellulose ）: 木糖、半
乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖介导微原纤维彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分（果胶质）连接 ◆ 果胶质（pectin ）：含有大量携带负电荷
的糖，结合Ca2+等阳离子, 被高度水化形成凝胶
果胶质与半纤维素横向连接, 参与细胞壁复杂网架的形成。
◆ 伸展蛋白(extensin)：糖蛋白, 在初生壁中
含量可多达15％，糖的总量约占65％ 支撑作用, 并抵御微生物的入侵 ◆ 木质素(lignin)：由酚残基形成的水不溶
性多聚体
参与次生壁形成, 并以共价键与细胞壁多糖交联, 大大增 加了细胞壁的强度与抗降解能力
● 植物细胞壁的作用
提供一个细胞外网架结构, 起支持作用 ● 保护细胞免遭渗透及机械损伤
● 信息储存库的功能：产生多种寡糖素作为信号物质，或抵抗病、虫害，或作为细胞生长和发育的信号物质。
● 植物细胞壁是一个动态结构，能够进行很多活动:
● 与细胞壁有关的酶能够吸收细胞外的营养，生成能够通过细胞膜进入细胞的小分子化合物。
● 细胞壁也可以作为物质通透的障碍，在代谢和分泌过程中起重要作用。 ◆ 中间层形成：
主要是果胶。果胶是相邻两细胞壁所共有，并且具有将两个细胞连接在一起的作
用。
◆初生壁形成：
是细胞正在生长时形成的。初生壁的厚度为100-200nm 。初生壁由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等松散组成。 ◆次生壁形成：
是在细胞停止生长后分泌形成的。主要是增加细胞壁的厚度和强度。次生壁主要在初生壁的内层。
第六章物质的跨膜运输
膜转运蛋白：通道蛋白(只介导被动运输) ，载体蛋白 通道蛋白:
■电压门通道（V oltage-gated channels） ■配体闸门通道（Ligand-gated channels） ■压力激活型（牵张闸门）通道（Stretch-gated channels) 载体蛋白
概念: 细胞膜上具特异性的跨膜运输蛋白 ◆ 特点: 特异性；多次跨膜；具通透酶（permease ）性质；载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输 被动运输（Passive transport ）【简单扩散；协助扩散】
主动运输（Active transport）：
主动运输概念： 是由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输。这一过程需要消耗能量。
主动运输的特点：载体蛋白、运输方向、跨膜动力、能量消耗
三种基本类型：协同运输．．．．
质子泵：转运H+ 三种类型：
●P-type ATPase ， 存在于真核细胞的细胞膜上；
涉及磷酸化和去磷酸化（phosphorylation ） ●V-type pumps
●F-type ATPases 存在于线粒体内膜、植物内囊体膜和多数细菌质膜上, 运输方式是顺着H+浓度梯度运动, 将释放的能量同ATP 合成偶联起来 介导H+双向运输
ABC 超家族
A TP －驱动泵
超家族，几百种不同的转运蛋白 4个核心结构域： 2个跨膜结构域（T ），每个T 区由6个跨膜
2个胞质侧的ATP 结合结构域（A ）
胞吞作用：通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。
胞吐作用：将细胞内含待分泌物的被膜小泡，通过细胞质膜运出细胞的过程。 ◆配体(Ligand)
Ⅰ. 营养物、 Ⅱ. 有害物质 Ⅲ. 免疫物质、Ⅳ. 信号物质
小窝→内吞泡的形成→初级内体 →次级内体→溶酶体。 第七章细胞信号转导
细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应
◆细胞通讯的一般过程 信息的产生 （与传递）
信号分子
◆细胞识别（Cell recognition）
受体蛋白
◆信号转导（Signal transduction） 胞内信号 效应分子
细胞通讯与信号传递引起的反应 ◆酶活性的变化 ◆基因表达的变化 ◆膜通透性的变化 ◆细胞骨架构型
◆细胞死亡程序的变化等。
3、细胞通讯：通讯连接；间隙连接；胞间连丝 （交换小分子）
细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质
（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应。 细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，而导致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。 信号通路（signaling pathway）:
概念: 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。 信号系统的关键组分：细胞信号分子；受体；第二信使；分子开关 细胞信号分子：
概念: 在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。 ◆化学分子
●非营养物 ●非能源物质 ●非结构物质 ●不是酶
◆主要是用来在细胞间和细胞内传递信息 1、根据其溶解性分： ◆亲脂性的信号分子 ◆亲水性的信号分子 2、根据其分泌类型分： ◆激素与内分泌信号 ◆局部介质
◆神经递质 (neurotransmitters) 受体
概念: 能够识别和选择结合信号分子并能引起一系列生物学效应的生物大分子.
◆多为糖蛋白 存在部位:
◆细胞表面（表面受体）
◆细胞内（细胞内受体）至少2个结构域：结合配体的功能域；产生效应的功能域 第二信使：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信使，而把在细胞感受信号后，通过细胞表面受体转换而来的细胞内信号称为第二信使。它参与将细胞外信息传递到细胞内的靶酶的过程。
有cAMP 、DG 、IP3、cGMP 。Ca2+ 分子开关的类型：可被磷酸化和去磷酸化的蛋白、GTP-结合蛋白
细胞信号转导的基本环节 ●识别反应
● 信号转换（第二信使的产生） ● 信号的放大（通过构像的改变） ● 信号的终止（反馈调节）
●信号转导系统的主要特点：特异性、放大作用、信号终止或下调 两大类信号传递途径：
1. 通过细胞内受体介导的信号传递
受体多为基因调控蛋白(Transcriptional factor)
2. 通过细胞表面受体介导的信号传递 受体多为功能性糖蛋白 第二节
细胞内受体介导的信号转导 胞内受体的基本结构： 含三个结构域 ◆C 端结构域: ◆中间结构域: ◆N 端结构域:
NO 介导的信号通路：NO 作用的靶酶是鸟苷环化酶，使GTP 转变成cGMP 。
第三节 细胞表面受体介导的信号跨膜传递
细胞表面受体主要类型∶
◆ 离子通道偶联受体(ion-channel linked receptor) ；
◆ G-蛋白偶联受体(G-protein linked receptor) ；三聚体GTP 结合调节蛋白.
α亚基具有三个功能位点：①GTP 结合位点; ②鸟苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位点; ③靶酶（腺苷酸环化酶或磷脂酶C ）结合位点。
根据引起的级联反应的不同，分为：
配体与受体结合后, 需要与G 蛋白的激活相偶联, 进而将信号传与下游的靶蛋白时, 在胞内产生第二信使.
cAMP 信号通路：细胞外信号与相应受
体结合后，需要与G 蛋白偶联，进而通
内第二信使cAMP 水平的变化而引起细胞生物学反应。该系统属表面受体介导的信号传导；在该系统中, 细胞外信号要被转换成第二信息cAMP 引起细胞反应。 ● 磷脂酰肌醇信号通路 蛋白激酶A 的作用机理: 被激活的蛋白激酶A 可以以两种方式起作用: PKA 使其靶酶磷酸化：丝氨酸、苏氨酸残基 （ cAMP response element binding protein, or CREB）. ◆ 酶联受体(enzyme-linked receptor)。 酶联受体结构：与配体结合的细胞外结构域； 膜内部分具有酶或与酶有关的结构域；单次跨膜结构域。 SH2结构域 ◆一种与磷酸化酪氨酸基元具有高亲和性的结合位点（氨基酸序列）； ◆IRS 被胰岛素受体磷酸化以后，可作为一块“磁铁”同那些具有SH2结构域的蛋白结合，根据所结合蛋白的具体结构产生不同的效应。 信号传递网络特征 ◆信号转换◆ 逐级放大◆ 通过构像的改变 ◆ 专一性 ●趋同： 不同的生长因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物，如Ras 或MAP 激酶； ●趋异： 相同配体，如EGF 或胰岛素能够转换激活许多不同的效应物，引起细胞的不同反应；◆ 整合◆ Crosstalking (窜扰) ： 第八章 真核细胞内膜系统与蛋白质分选
细胞质基质 概念：真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。 中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构（维持细胞形态、胞内物质运输）。 功能： ● 完成各种中间代谢过程 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 ● 与细胞质骨架相关的功能 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等 ● 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 蛋白质的修饰
降解变性和错误折叠的蛋白质 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象 第二节 内膜系统概念： 是指内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、胞内体、分泌胞等膜结合细胞器。 这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调（不包括线粒体，叶绿体，过氧化物酶体等其它膜包被的细胞器） ◆独立性 ◆协作性 【内质网 Endoplasmic Reticulum, ER 】 ●ER （内质网）的膜占细胞膜系统的一半 ●所包围的体积占细胞总体积的10% 主要为蛋白质、脂类。 ◆内质网的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。 ◆细胞色素P450在内质网膜中最为丰富。 主要功能：糙面内质网(RER)：合成分泌蛋白质（有核糖体附着） 光面内质网(SER)：合成脂类，Ca2+浓度调节 微粒体----细胞匀浆等人工过程，破碎的内质网形成的近似球形的囊泡 功能：蛋白质的合成；蛋白质运输；蛋白质的修饰和加工；脂质的合成 粗面内质网上，膜结合核糖体，合成分泌蛋白、膜蛋白、细胞器中可溶性驻留蛋白 蛋白质的修饰和加工修饰：糖基化、羟基
化、酰基化、二硫键形成等 发生在ER 腔面，是在糖基转移酶作用下 二、 高尔基复合体 高尔基复合体的标志酶是糖基转移酶。 ◆高尔基内侧网络(cis-Golgi network, CGN) 顺面、形成面, 面向核
◆中间膜囊 (medial cisternae)
◆高尔基外侧网络(trans Golji network,TGN)外侧面、成熟面
４种标志细胞化学反应
◆ 嗜锇反应的高尔基体cis 面膜囊；
◆ 焦磷酸硫胺素酶（TPP 酶）细胞化学反应，显示trans 面1～2层膜囊；
◆ 胞嘧啶单核苷酸酶（CMP 酶）细胞化学反应，显示靠近trans 面膜囊状和管状结构 ◆ 烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP 酶）的细胞化学反应，显示中间扁平囊 三、 溶酶体
酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶 ◆初级溶酶体(primary lysosome) ◆次级溶酶体(secondary lysosome) ▲自噬性溶酶体(aotolysosome) ▲异噬性溶酶体(heterolysosome) ▲混合性溶酶体(ambilysosome) 具消化作用
◆后溶酶体(post lysosome) 溶酶体的生物发生
◆甘露糖-6-磷酸途径（M6P ） ◆非甘露糖-6-磷酸途径: 溶酶体酶的特征
◆溶酶体的酶上都有一个特殊的标记∶6- 溶酶体的酶分选、浓缩。
◆这一标记是溶酶体在粗面内质网合成后通过糖基化和磷酸化添加上去的。
过氧化氢体：
是过氧化物酶体的标志酶
过氧化物酶体(peroxisom)又称微体(microbody)，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器。
通过离心可分离过氧化物酶体和溶酶体
分选作用主要是由信号序列和受体之间的
◆信号肽的特性:指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成
◆在蛋白质上的位置: N-端突出的一段肽 ◆序列特征
16-26个（15-35个）氨基酸残基，其中含有4-12个疏水残基
指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成，还需要其它因子的协助:
●信号识别颗粒（signal recognition particle ，SRP ）
●信号识别颗粒的受体（又称停泊蛋白,docking protein，DP ）等 ●易位子( translocon)
过程: 信号肽→信号识别颗粒→信号识别颗粒的受体→ 合成 合成后蛋白的去向:
若信号肽序列被信号肽酶切除→ 完全进入腔 (共转移)
若有停止转移信号，能与内质网膜有极强的亲合力: 膜蛋白
共转移（共翻译转运）:肽链在粗面内质网膜上边合成边转移到内质网腔中
后转移（翻译后转运）: 蛋白质在细胞质基质中合成以后在某种信号指导下再转移到线粒体、叶绿体、过氧化氢体等细胞器中的转移方式.
这类信号序列称导肽.
◆ 细胞质基质中蛋白质的转运：门控运输；通过核孔的运输；跨膜运输；膜泡运输
膜泡运输
网格蛋白有被小泡 COPII 有被小泡 COPI 有被小泡
核被膜的结构
◆外核膜(Outer nuclear membrane) ◆内核膜(Inner nuclear membrane)
◆核周间隙(Perinuclear space ，核周池、核周腔)
两层核膜之间的空隙, 宽15-30nm, 其中充满无定形物质 ◆核纤层(lamina) ◆核孔(nuclear pore)
核孔复合体的结构(鱼笼模型)
◆胞质环(cytoplasmic ring),外环 ◆细胞质颗粒(cytoplasmic granular) ◆核质环(nucleoplasmic ring),内环
◆中央栓(central plug), 中央运输蛋白(central transporter) ◆辐(spoke)
◆笼状体(basket)
gp210：结构性跨膜蛋白 【在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用】
p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域【疏水性N 端区；C 端区】 核孔复合体的功能：进行物质运输；包括主动运输和被动运输
核孔运输特点：被动运输、主动运输、信号引导、双向性
染色质的基本结构单位—核小体(nucleosome)
◆染色质(Chromatin):指间期细胞核内由DNA 、组蛋白、非组蛋白及少量RNA 组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式
◆染色体(chromosome):指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中, 由染色质聚缩而成的棒状结构
◆染色体与染色质比较
●在化学本质上没有差异 ●在构型上不同
●是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。
基因组中两类遗传信息：编码序列，调控序列
DNA 构型的生物学意义
达过程中起关键作用
DNA
信息的识别
DNA 处于动态转变之中
●DNA 二级结构的变化与高级结构的变化是相互关联的，这种变化在DNA 复制与转录中具有重要的生物学意义。
(二) 染色质蛋白质：负责DNA 分子遗传信息的组织、复制和阅读
◆组蛋白(histone)：是真核生物染色体的基本结构蛋白, 是一类小分子碱性蛋白质, 有
5种类型, 即H1、H2A 、H2B 、H3、H4，它们富含带正电荷的碱性氨基酸，能够同DNA 中带负电荷的磷酸基团相互作用。染色质中的组蛋白与DNA 的含量之比为：1∶1。
核小体组蛋白(nucleosomal histone), 包括H2A 、H2B 、H3和H4, 作用是与DNA 组装成核小体。
非组蛋白的功能
除了一些酶的特殊功能外，非组蛋白还具有以下功能∶参与染色体的构建；启动DNA 的复制；调控基因的表达。 二、核小体
由200个左右碱基对的DNA 和四种组蛋白结合而成；
◆其中四种组蛋白(H2A、H2B 、H3、H4 ) 各2分子组成八聚体的小圆盘，是核小体的核心结构
146个碱基对的DNA 绕在小圆盘外外面1 .75圈。每一分子的H1与DNA 结合, 起稳定核小体结构的作用
常染色质(euchromatin) 指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。 异染色质(heterochromatin)：指在整个间期, 仍然保持折叠压缩, 处于聚缩状态, 碱性染料染色时着色较深的染色质组分。
类型：结构异染色质（或组成性异染色质）(constitutive heterochromatin) 兼性异染色质：某些细胞类型或一定的发育阶段, 原来的常染色质聚缩, 并丧失基因转录活性, 变为异染色质，如X 染色体随机失活
染色体的主要结构
◆着丝粒(centromere)与动粒(kinetochore) ●主缢痕(Primary constriction) ◆次缢痕(secondary constriction)
◆核仁组织区(nucleolar organizingregion, NOR)
◆随体(satellite) ◆端粒(telomere)
着丝粒与着丝点(动粒)
纤维冠
CENP-B 盒与动粒蛋白
INCENP ；
染色单体连接蛋白clips
染色体DNA 的三种功能元件：自主复制DNA 序列；着丝粒DNA 序列；端粒DNA 序列
巨大染色体：多线染色体；灯刷染色体 灯刷染色体是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体。 核仁的超微结构：纤维中心；致密纤维组分；颗粒组分；核仁相随染色质；与核仁基质 功能核仁是细胞制造核糖体的装置。 ◆rRNA 的合成 ◆rRNA 前体的加工
◆参与核糖体大小亚基的装配 ◆控制蛋白质合成的速度
活性染色质是具有转录活性的染色质：具有DNase I超敏感位点 组蛋白的修饰
组蛋白的修饰改变染色质的结构，直接或间接影响转录活性
组蛋白赖氨酸残基乙酰基化（acetylation ），影响转录 HMG 结构域蛋白的影响：HMG 结构域可识别某些异型的DNA 结构，与DNA 弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关 （二）染色质的区间性:
染色体DNA 上一种顺式作用元件，具有稳定染色质疏松结构的功能；与多种反式因子的结合序列可保证DNA 复制时与启动子结合的因子仍保持在原位。
化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA 序列，称为隔离子。 作用：作为异染色质定向形成的起始位点；提供拓扑隔离区
（三）染色质模板的转录
基因转录的模板不是裸露的DNA ，染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键
外，在染色质之间的空间还含许多形态上不同的亚核结构域（subnuclear domain），统称为核体。如螺旋体和早幼粒细胞白血病蛋白
体。
螺旋体（coiled bodies ，CBs ）：小核糖核蛋白质（sn RNPs ）、细胞周期控制蛋白 和几种基本转录因子，如p80 coilin
螺旋体的功能：与snRNP 的生物发生（biogenesis ）有关；CBs 在基因表达协调反馈调节中有作用。
PML 体的功能：转录调节；病毒感染的靶结构；PML 体组成的改变与某些疾病表型的发生有关；PML 蛋白的功能可能是作为负生长调节子和肿瘤抑制子而发挥作用；PML 可能介导程序性细胞死亡，PML 体在细胞周期调控中起作用。
第九章 核糖体
Mg2+ 浓度对大小亚基的聚合和解离的影响
◆70S 核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离;
◆当Mg2+ 浓度大于10mmol/L, 两个核糖体通常形成100S 的二聚体。
基质中。某些结构蛋白（膜镶嵌蛋白、溶酶体酶蛋白、等）是由附着核糖体合成的。 外输蛋白（分泌蛋白）：由附着核糖体合成，大多从细胞分泌出去。 核糖体结合位点
与mRNA 的结合位点
↵与新掺入的氨酰-tRNA 的结合位点——氨酰基位点，又称A 位点
↵与延伸中的肽酰-tRNA 的结合位点——肽酰基位点，又称P 位点
↵肽酰转移后与即将释放的tRNA 的结合位点——E 位点(exit site)
↵与肽酰tRNA 从A 位点转移到P 位点有关的转移酶
(即延伸因子EF-G) 的结合位点 ↵肽酰转移酶的催化位点
↵与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和
分
"具有肽酰转移酶的活性；
"为tRNA 提供结合位点(A位点、P 位点和E 位点) ；
"为多种蛋白质合成因子提供结合位点； "在蛋白质合成起始时参与同mRNA 选择性地结合以及在肽链的延伸中与mRNA 结合； "核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都与rRNA 有关。
蛋白质合成抑制剂：抗生素，嘌呤霉素。
RNApol 在DNA 上结合位点的鉴定 足迹法原理：
• 限制酶切割结合有RNApol 的DNA →大分子DNA
• 末端标记该DNA （Klenow 片段标记3’, 碱性磷酸酯酶标记5’）
• 用内切酶降解DNA （控制反应条件） • 凝胶电泳分离，放射自显影观察
第十一章 细胞增殖 一、细胞周期
细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经历的全过程。在这一过程中, 细胞的遗传物质进行复制并均等地分配给两个子细胞。 利兰·哈特韦尔“START” 的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。 保罗·纳西的贡献是发现了CDK 。 蒂莫西·亨特的贡献是发现了调节CDK 的功能物质CYCLIN.
间期(interphase)
◆G1期(Gap 1 phase),即从M 期结束到S 期开始前的一段间歇期;
◆S 期, 即DNA 合成期(DNA synthetic phase);
◆G2期(Gap 2 phase), 即DNA 合成后(S期) 到有丝分裂前的一个间歇期;
M 期, 即有丝分裂期(mitosis phase)。 不一定每种细胞都有四个时期，没有G1期。
细胞周期和细胞类群(根据增殖状况分类)
◆持续分裂细胞 ◆终端分化细胞：永久性失去了分裂能力的细胞。
◆G0细胞：又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期, 不进行增殖, 也叫静止细胞群, 如某些免疫淋巴细胞, 肝, 肾细胞等。
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
复制完成，在G2期合成
一定数量的蛋白质和RNA 分子 主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)
和减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。 复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构
流式细胞术(flow cytometry, FCM) 是以流式细胞仪为检测手段的一项能快速、精确的对单个细胞理化特性进行多参数定量分析和分选的新技术。
构及功能不被破坏的状态下，通过荧光探针的协助，从分子水平上获取多种信号对细胞进行定量分析或纯化分选。 细胞周期的研究方法:
有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。优点是细胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是分离的细胞数量少。 ·密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离。优点是方法 简单省时，效率高，成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用. DNA 合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法：最终将细胞群阻断于G1/S交界处。优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点是诱导过程可造成细胞非均
衡生长.
分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大.
酵母细胞分裂过程属于封闭式，即在细胞分裂时核膜不解聚；纺锤体位于细胞核内；在一定环境下，也进行有性繁殖
植物细胞不含中心体，但在细胞分裂时可以 裂
有丝分裂
◆有丝分裂是指整个细胞分裂, 包括核分裂
◆核分裂主要是通过纺锤丝的形成和运动，以及染色体的形成，把在S 期已经复制好了的DNA 平均分配到两个子细胞，以保证遗传的连续性和稳定性。由于这一时期的主要
浓缩
第二个特征：细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤
始时，2个中心体移向细胞两极，并同时组
这一过程是由核纤层蛋白中特异的Ser 残基磷酸化导致核纤层解体
中期主要特点是姐妹染色单体位于赤道板上, 着丝粒分别被两端的中心体发出的纤维连接。（所有染色体排列到赤道板(Metaphase
后期A ，动粒微管去装配变短，染色体产生两极运动
后期B ，极间微管长度增加，两极之间的距离逐渐拉长，介导染色体向极运动 末期(telophase)
◆染色单体到达两极，即进入了末期（telophase ）, 到达两极的染色单体开始去浓缩
◆核膜开始重新组装
◆ Golgi 体和ER 重新形成并生长
◆核仁也开始重新组装，RNA 合成功能逐渐恢复, 有丝分裂结束
●主要特点是:染色体解螺旋形成细丝, 出现核仁和核膜。
在赤道板周围细胞表面下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟(furrow)。分裂沟的位置与纺锤体和钙离子浓度的变化有关 胞质分裂开始时，大量肌动蛋白和肌球蛋白在中体处组装成微丝并相互组成微丝束，环绕细胞，称为收缩环（contractile ring) 。收缩环收缩、收缩环处细胞膜融合并形成两个子细胞
• 动粒：附着于着丝粒上的一种细胞
器。
• 着丝粒：染色体主缢痕部位的染色
质。
◆微管去聚合作用假说
该假说的特点是∶动粒微管不断解聚缩短, 造成将染色体拉向两极。 ●纺锤体微管滑动假说
这种假说认为∶极-极分离是由极微管的两种不同类型的变化引起的。 ◆ 四、减数分裂概念：
◆ 减数分裂是细胞仅进行一次DNA 复制，
随后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂
特点：◆遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半 ◆S 期持续时间较长
◆同源染色体在减数分裂期I(MeiosisI)配对联会、基因重组
◆减数分裂同源染色体配对排列在中期板
上, 第一次分列时, 同源 染色体分开
染色体组中，同源染色体的分离是随机的，同源染色体组要发生重组合。 前期I ：
●主要事件是完成同源染色体的配对，在此过程中要发生配对同源染色体间的分子重组
●该期细分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期等。
, 并凝缩成细线状, 但看不到染色体的双重性。
换, 产生重组的基因组合；持续时间长；可见重组节
出现交叉
大多数核仁消失, 交叉出现端化, 姐妹染色体借着着丝粒连接在一起。 中期I ：
核被膜的破裂是前期Ⅰ向中期Ⅰ转化的标志。纺锤体侵入核区, 分散于核中的四分体开始向四分体的中部移动。 后期I
◆同源染色体分开, 发生数量的减半,
而且, 染色体移向两极是随机的。 末期I 及间期
◆在自然界中, 末期Ⅰ和间期的类型有二, 一种是没有明显可见的染色体去凝集, 另一种是完全逆转到间期核的状态。
第二次减数分裂分为前期II 、中期II 、后期 ◆保证了染色体数目在世代交替中的恒定, 先减半成1n, 形成合子时, 又成为2n;
◆染色体间分离时的重组, 提供了遗传的多样性;
◆同源染色体配对时交换重组, 提高了基因内、基因间重组的频率, 加快了进化的速度。 M 期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturation promoting factor ， MPF)
1970s Rao 和Johnson 发现与M 期细胞(Hela)融合的间期细胞染色体发生凝缩，称为早熟凝集染色体(prematurely condensed chromosome ，PCC)
孕酮诱导卵母细胞成熟；成熟卵细胞质中，含有卵母细胞成熟的因子，称做MPF 。
蛋白质的含量随细胞周期振荡，命名为周期蛋白(cyclin A和B) 。
MPF 的生化成分：含有两个亚单位
MPF =Cdc2+cyclin （催化亚单位+调节亚单位）
MPF 是由cyclin 和CDC 基因编码的依赖于cyclin 的蛋白激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)
在细胞周期中呈周期性变化。含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框（cyclin box），介导周期蛋白与CDK 结合。（M 期周期蛋白N 端：破坏框；G1期周期蛋白：C 端含PEST 序列）
CDK ，引导CDK
作用于不同底物。
型、G1/S型、S 型、M 型。 与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，故名细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK) 。
Cdc2又被称为CDK1，可将特定蛋白磷酸化，促进细胞周期运行，又称作细胞周期引擎。
CDK 抑制因子（CDK inhibitor，CKI ） 细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子对细胞周期起负调控作用，目前发现的CKI 分为两大家族：①Ink4②Kip 细胞周期的运转调控
一）G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK
激酶
二）G2/M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用 三）M 期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化
结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径。
可将泛素化的蛋白质分解成短肽。
Anaphase Promoting Complex (APC),调控纺锤体装配检验点
(通过泛素依赖性途径降解)
Anaphase Inhibitors 和Mitotic Cyclin. 前者维持姐妹染色单体粘连, 抑制后期启动；后者的降解意味着有丝分裂即将结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。 · Cdc20 和Mad2蛋白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体前将不能从动粒上释放，由于Mad2与Cdc20结合而抑制APC 的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，APC 才有活性，才启动细胞向后期转换。
M 期CDK 的激活起始于分裂期cyclin 的积累
origins of replication ）开始的，起始复制点是一种自主复制序列，散布在染色体上。在整个细胞周期中，起始复制点上结合有复制起始点识别复合体（Origin recognition complex, Orc），其作用就象一个停泊点，供其它调节因子停靠。
DNA 复制执照因子学说；MCM 实际上就是DNA 解旋酶。
ATM 编码一个蛋白激酶，结合在损伤的DNA 上，其信号通路有两条。
----①激活Chk1（checkpoint kinase ）, 使CDC25的Ser216磷酸化失去活性，抑制M-CDK 的活性，中断细胞周期。
----②激活Chk2，使P53被磷酸化而激活，然后P53作为转录因子，导致P21的表达，P21抑制G1-S 期CDK 的活性，中断细胞周期。
癌基因和抑癌基因——主要的内在因素’
外在因素：离子辐射、化学物质作用、病毒感染、温度变化、PH 变化等 七、生长因子对细胞增殖的影响
生长因子：是与细胞增殖有关的信号物质，已知几十种，多数能促进细胞增殖，又称有丝分裂原（mitogen ），如EGF 、NGF 。
第十二章 细胞分化与基因表达调控
相同的基因组在不同细胞中的选择性表达；细胞分化是基因选择性表达的结果。 （二）管家基因和奢侈基因
胞基本功能所必需的基因，在所有细胞类型中均表达。e.g., 肌动蛋白、微管蛋白、组蛋白、核糖体蛋白、TAC 循环的关键酶，
在不同的细胞类型中特异性地表达，使细胞形成特定的形态结构，行使特定的功能。e.g., 卵清蛋白、胰岛素、血红蛋白，etc.
表达。
MyoD 在骨骼肌细胞分化中的关键作用 组合调控：少数调控蛋白完成众多细胞类型的分化
干细胞具有自我复制的能力，在一定条件下能够分化成各种功能细胞。
全能干细胞；多能干细胞；专能干细胞 横向分化：
部分干细胞在特定条件下可以转化为其它细胞，如肌肉干细胞在特定条件下可以分化为各种血细胞系。 胚胎干细胞的性质
1、 衍生自囊胚的内细胞团或原始外胚层的
细胞；
2、 永生化(immortal)；
3、 能维持稳定的正常的二倍体染色体结
构；
4、 有稳定的发育潜能，能被诱导增殖或分
化；
5、 能参与胎儿所有组织的发育过程； 生殖克隆（治疗性克隆）：体细胞核转移（SCNT ）
去核卵细胞 + 体细胞核→克隆→囊胚→分离内细胞群→ES 细胞
原癌基因与肿瘤抑制基因产物协调作用，避免细胞癌变
细胞癌变是基因突变累积和自然选择的结果，所以患者多为年长者。
(c-onc)，编码多种类型的蛋白质
殖，使细胞停留于检验点
◆发生功能丧失性突变(隐性突变)
◆Rb 基因突变导致视网膜母细胞瘤形成。
主要发生在三个彼此相对独立的水平上： ●转录水平的调控●加工水平的调控●翻译水平的调控
◆DNA 甲基化（DNA methylation ）与基因表达阻遏有关
◆基因组印记（genomic imprinting）是说明甲基化作用在基因表达中具有重要意义的最好例证，也是哺乳动物所特有的现象。
第十三章 细胞衰老与凋亡
衰老时细胞内各种细胞器的变化： 细胞核的核膜内折（invagination ）、染色质固缩化 线粒体增大
衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小
由基因严格调控而发生的自主性细胞有序死亡，故又称程序性细胞死亡。
质，内含DNA 物质及细胞器，形成泡状小体称为凋亡小体（apoptosis body） 抑制性因素
细胞因子：IL-2，神经生长因子 某些激素：ACTH 、睾丸酮、雌激素 某些二价金属阳离子、药物
★ 1 . 死亡受体通路 ★ 2 . 线粒体通路 凋亡启动因子
●细胞色素C(cytochrome C)（凋亡复合体） ● 凋亡诱导因子
● 凋亡蛋白酶激活因子-1 细胞凋亡相关基因
抑制凋亡基因：Bcl-2，IAP 促进凋亡基因：wtP53，Bax 双向调控基因：c-myc ，Bcl-x
细胞生物学 总结
第一章 绪论
细胞生物学：细胞生物学以细胞为研究对象，从细胞的整体水平、亚显微水平，分子水平三个层次，以动态的观点，研究细胞和细胞器的结构和功能，研究细胞的生活史（细胞增殖、分化、衰老与凋亡）和各种生命活动规律（细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等）的学科。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。
细胞学说(Cell Theory)：
第二章 细胞的统一性与多样性 一、细胞：生命活动的基本单位。 ᴥ 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成
有机体的基本单位 ᴥ 细胞具有独立的、有序的自控代谢体
系，细胞是代谢与功能的基本单位 ᴥ 细胞是有机体生长与发育的基础 ᴥ 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传
的全能性 ᴥ 没有细胞就没有完整的生命 二、细胞的基本特性
1. 细胞有细胞膜（Membrane) ◆Protoplasm ：原生质
被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括膜、细胞核和细胞质。
◆Cell Plasma (cytoplasm):细胞质
是指细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分 ◆Protoplast ：原生质体
2. 细胞有核糖体（Ribosomes ）
细胞功能的体现者是蛋白质(包括酶) ，蛋白质是在核糖体上合成的。
3. 细胞有一整套控制遗传信息表达的结构体系
4. 细胞能产生细胞：细胞能够用一分为二的分裂方式进行增殖，动、植物细胞、细菌细
胞都是如此。
5. 所有的细胞都具有相似的化学组成。 细胞内有三种类型生物大分子: Nucleic Acids 、Proteins 、Polysaccharides(多糖) 多糖与糖蛋白:
蛋白质糖基化:影响着蛋白质合成后的加工和运输。
糖蛋白的功能有∶
◆参与细胞粘着，细胞信息的传递，细胞代谢的调控，发育和分化，机体的防御，以及作为机体内外表面的保护及润滑剂。 ◆参与细胞识别:是细胞识别机理的必要组分。几乎所有动物细胞表面都有少量糖, 它的作用好比是细胞联络的文字或语言。 原核细胞（Prokaryotic Cells）：没有明显可见的细胞核, 同时也没有核膜和核仁, 只有拟核(核区，类核) ，进化地位较低。
代表：细菌，蓝藻，支原体：目前发现的最小最简单的细胞(唯一的细胞器是核糖体) 真核细胞
1、生物膜系统 2、Gene Expression System 遗传信息表达体系：该系统又称为颗粒纤维结构系统，该系统包括细胞核和核糖体。 3、Cytoskeletal System:细胞骨架是蛋白与蛋白搭建起的网络结构，包括细胞质骨架和细胞核骨架。
细胞骨架系统首要作用是维持细胞的一定形态；
细胞内物质运输的动脉； 细胞内基质区域化； 帮助细胞移动或行走；
主要成分:微管、微丝和中间纤维。 真核与原核的比较
功能上的共同点：都是生命的基本结构单位；都能进行分裂；都能遗传。 结构上的共同点：都有细胞膜；都有DNA 和RNA ；都有核糖体 不同点：核糖体：
由50S 和30S 两个大小亚基组成) 由60S 和40S 两个大小亚基组成)
通讯连接方式：胞质分裂方式：
动物细胞：间隙连接； 收缩环 植物细胞：胞间连丝； 细胞板 第三章 细胞生物学研究方法
常见的模式生物:真菌中的酵母，原核生物中的大肠杆菌，低等无脊椎动物中的线虫，昆虫纲的果蝇，鱼纲的斑马鱼，哺乳纲的小鼠，植物中的拟南芥。 分辨率：（即分辨极限, D）是指区分开两个质点间的最小距离.
人眼的分辨率：0.2 mm，光学显微镜的最大分辨率：0.2μm.
超薄切片技术：固定，包埋，切片，染色 DNA ：Feulgen 反应 多糖：PAS 反应
不饱和脂肪酸：四氧化锇 蛋白质：Millon 反应 流式细胞仪：
定量测定某细胞中的DNA 、RNA 或某标记蛋白的含量；
分离具不同标记而被充上不同电荷的细胞； 分离后可继续培养
第四章 细胞质膜
第一节 细胞质膜的结构模型
细胞质膜(plasma membrane)或细胞膜(cell membrane) ：
围绕在细胞最外层的由脂质和蛋白质组成的生物膜
细胞内膜系统（Endomembrane System)： 生物膜(biomembrane)：细胞的所有膜结构的统称，包括细胞膜和细胞内膜。是由脂质双分子层和蛋白质组成的。
流动镶嵌模型(fluid mosaic model) ：生物膜是由磷脂双分子层和蛋白质构成, 膜蛋白和膜脂均可侧向运动，膜蛋白是镶嵌于脂双分子层中，是不对称分布的。 1. 脂双分子层组成生物膜的基本结构： 具极性头和非极性尾部的磷脂分子，在水中具有自发形成封闭膜系统的性质；尾部相对，极性头部朝外。
2. 蛋白质镶嵌：镶嵌于其中或表面；分布不对称、类型不同，赋予生物膜特性与功能。 3. 膜蛋白及其它生物大分子的存在及相互作用，限制了膜蛋白、膜脂的流动性，形成了特定结构的膜并耐以完成膜的功能。
生物膜的化学组成：膜脂、膜蛋白 磷脂根据骨架的不同可以分为：磷酸甘油脂和鞘磷脂
■ 胆固醇存在于真核细胞膜中： ●动物细胞膜胆固醇的含量较高 ●大多数高等．．植物细胞膜中没有胆固醇 ●酵母细胞膜中是麦角固醇 ●极性的头部：羟基 ●非极性的类固醇环结构 ●一个非极性的碳氢尾部
糖脂(Glycolipid)：鞘氨醇的衍生物 脂质体的应用：
研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质； 脂质体中裹入DNA 可用于基因转移； 在临床治疗中, 脂质体作为药物或酶等载体 生物膜的特定功能主要是由蛋白质完成的 膜蛋白的种类：整合蛋白、膜周边蛋白、脂锚定蛋白
整合蛋白(Integral Proteins) ：
运输蛋白：膜蛋白中有些是运输蛋白, 转运特殊的分子和离子进出细胞;
酶：有些是酶，催化相关的代谢反应; 连接蛋白：有些是连接蛋白, 起连接作用； 受体：起信号接收和传递作用。 第二节 生物膜基本特征与功能 膜的成分：脂质双分子层，蛋白质镶嵌其中； 膜的结构特性：流动性、不对称性。 细胞膜的功能：
1、为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;
2、选择性的物质运输, 包括代谢底物的输入与代谢产物的排除, 其中伴随着能量的传递; 3、提供细胞识别位点,
并完成细胞内外信息跨膜传递;
4、为多种酶提供结合位点, 使酶促反应高效而有序地进行;
5、介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连
接; 并参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 膜骨架的概念：指细胞质膜内侧与膜蛋白相连的、由纤维蛋白组成的网架结构。它参与维持细胞质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。
主要膜骨架蛋白: 血影蛋白；锚蛋白；肌动蛋白；带4.1蛋白(都是外周蛋白)
是将分离的红细胞放入低渗溶液中，水渗入到红细胞内部，红细胞膨胀、破裂，从而释放出血红蛋白，所得到的红细胞质膜具有很大的变形性、柔韧性和可塑性，当红细胞的内容物渗漏之后、质膜可以重新封闭起来称为红细胞血影。
第五章 细胞的社会联系 细胞连接：
封闭连接：紧密连接（上皮细胞）
锚定连接：桥粒、半桥粒；粘着带、粘着斑 通讯连接：间隙连接、化学突触、胞间连丝 紧密连接的功能：
形成渗漏屏障，起重要的封闭作用；
形成侧向扩散屏障，维持上皮细胞极性，限制了膜蛋白和膜脂分子的流动性，使游离端与基底面质膜上的膜蛋白行使各自不同的膜功能； 连接作用 支持功能
锚定连接分为：（跨膜粘连蛋白）
●与中间纤维相连的: 桥粒和半桥粒连接 ●与肌动蛋白（微丝）纤维相连的: 粘着带和粘着斑连接
锚定连接的类型、结构与功能： ◆ 与中间纤维相连的锚定连接
桥粒： 铆接相邻细胞，形成纽扣式的结构。提供细胞内中间纤维的锚定位点，形成整体网络，起支持和抵抗外界压力与张力的作用。 半桥粒：半桥粒与桥粒形态类似, 但功能和化学组成不同。它通过细胞质膜上的膜蛋白（整联蛋白）将上皮细胞固着在基膜 ◆ 与肌动蛋白（微丝）纤维相连的锚定连
接
粘着带：位于紧密连接下方, 相邻细胞间形成一个连续的带状 结构。间隙约15～20nm, 也称带状桥粒(belt desmosome)。 粘着斑：细胞通过整联蛋白把肌动蛋白纤维与细胞外基质连接。(整联蛋白，胶原和纤连蛋白)
粘着蛋白(cadherin)∶-钙粘蛋白
细胞质斑(cytoplasmic plaque)∶-细胞内锚蛋白
肌动蛋白（微丝）
间隙连接：连接子(一种跨膜蛋白) 胞间连丝：是相邻植物细胞壁上的一个穿过细胞壁的狭窄通道
粘连分子（cell adhesion molecule ，CAM ）的特征
●粘连分子均为整合膜蛋白，在胞内与细胞骨架成分相连；
●多数要依赖Ca2+或Mg2+才起作用。 ●同亲型结合、异亲型结合和衔接分子依赖性结合 粘连分子类型
钙粘素（Cadherins ）:属同亲性依赖Ca2+的细胞粘连糖蛋白，对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有主要作用。
选择素（Selectin ）:属异亲性依赖于Ca2+的能与特异糖基识别并相结合的糖蛋白，其胞外部分具有一凝集素（lectin ）结构域。主要参与白细胞与脉管内皮细胞之间的识别与粘着。P(Platelet)选择素、E(Endothelial)选择素和L(Leukocyte)选择素。
免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF):分子结构中具有与免疫球蛋白类似的结构域的CAM 超家族。介导同亲型细胞粘着或介导异亲型细胞粘着但其粘着作用不依赖Ca2+，其中N-CAMs 在神经组织细胞间的粘着中起主要作用。
整联蛋白（Integrins ）:
个亚基形成的异源二聚体糖蛋白。人体细胞中已发现168
配合形成22种不同的二聚体整合素，可与不同的配基结合，从而介导细胞与基质之间的粘着。
整联蛋白的信号转导功能。 RGD 三肽序列
细胞连接:在多细胞生物体内，细胞与细胞之间通过细胞膜相互联系，形成一个密切相关，彼此协调一致的统一体，称为细胞连接。细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。 细胞粘着：在细胞识别的基础上, 同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程叫细胞粘着。它对于胚胎发育及成体的正常结构和功能都有重要的作用。在发育过程中, 由于细胞间细胞粘着的强度不同, 决定着细胞在内、中、外三胚层的分布。在器官形成过程中, 通过细胞粘着, 使具有相同表面特性的细胞聚集在一起形成器官。
区别：细胞粘着是细胞连接的起始, 细胞连接是细胞粘着的发展。从时间上看, 粘着在先, 连接在后。从结构上看, 细胞粘着涉及的分子较少、范围局部、结构简单; 而细胞连接涉及的蛋白分子较多、范围广、结构复杂, 结合的紧密程度高。
◆第三节 细胞外被及细胞外基质
细胞表面：包括细胞膜、细胞外被、细胞外基质。是细胞与外环境进行接触的部位。 1. 细胞外被：●糖萼是细胞外表面覆盖的一层粘多糖物质的质膜保护层，又称为多糖包被。往往与膜蛋白或膜脂共价结合。 2. 细胞外基质(extracellular matrix)
指紧临细胞膜的细胞外空间, •是由细胞分泌的蛋白和多糖所构成的网络结构。 细胞外基质的基础物质：◆ 可分为三大类∶ ●结构蛋白
如胶原和弹性蛋白，它们赋予基质一定的强度和韧性。
●蛋白聚糖(proteoglycan) ●粘连蛋白(adhesive proteins) 如纤粘连蛋白和层粘连蛋白，它们促使细胞同基质结合。
(一) 、胶原(Collagen)
●胶原是细胞外基质中最主要的水不溶
性纤维蛋白
●胶原是人体内含量最丰富的蛋白质,(约占总蛋白的30%左右)
●胶原产生于纤维原细胞. 但仅存在于细胞外基质中。
胶原纤维结构特征
●胶原纤维的基本结构单位(胶原分子) 是原．胶原．．
●原胶原是由三条肽链盘绕成的三股螺旋．．．．结构．．
(trimers) ●在胶原纤维内部, 有分子内和分子间的交联。分子内交联是指原胶原的三条链之间的赖氨酸残基．．．．．
间的交联, 分子间的交联是指不同原胶原间的赖氨酸交联（一分子的N-末端与另一分子的C-末端赖氨酸或羟赖氨酸间）
● 在胶原纤维内部, 原胶原蛋白分子呈1/4交替平行排列, 形成周期性横纹 ● 原胶原肽链具有Gly ．．．-．X ．-．Y ．重复序列，对胶原纤维的高级结构的形成是重要的，通常：X ：PrO ，Y ：Hypro or Hylys ● 胶原的合成、装配与运输：
哺乳动物具有大约20种不同的胶原基因，编码各种不同组织所需要的胶原
● 首先是在粗面内质网上合成带有信号肽的前原胶原(preprocollagan)
● 胶原纤维的加工组装始于内质网、在高尔基体中继续进行, 最后完成于细胞外: ● 前原胶原在细胞外由两种专一性不同的蛋白水解酶作用, 分别切去N-末端前肽及C-末端前肽, 成为原胶原（procollagen ） ● 原胶原进而聚合装配成胶原原纤维（collagen fibril）、胶原纤维（collagen fiber）
胶原起着细胞外基质骨架作用
弹性蛋白(Elastin)：是弹性纤维(elastic fibers) 的主要成分。 蛋白聚糖
● 蛋白与多聚糖的复合物
●一个蛋白聚糖由糖胺聚糖（glycosaminoglycans ，GAGs) 与核心蛋白(core protein) 的共价连接形成的巨分子.
●蛋白聚糖的功能:
由于糖胺聚糖表面带的负电荷，可结合阳离子，提高渗透压，转而又可结合大量水分子，使蛋白聚糖形成多孔含水的胶体，填充于细胞外空间，包裹细胞 ，起到抗压、保护细胞的作用.
●蛋白聚糖可与细胞外的多种生长因子结合，可视为细胞外的激素富集与储存库，因此在完成信号的传导中起重要作用. 层粘连蛋白 是高分子糖蛋白（820KD ）, 动物胚胎及成体组织的基膜(basal lamina)的主要结构组分之一 一条．．重链和两条．．轻链通过二硫键．．．相连而形成的十字形．．．
分子结构 ●层粘连蛋白的功能
首先作为基膜的主要结构成分对基膜的组装起关键作用。
●细胞是通过层粘连蛋白锚定于基膜上。 层粘连蛋白中至少存在两个不同的受体结合部位：
与Ⅳ型胶原的结合部位；
与细胞质膜上的整合素结合的RGD （Arg-Gly-Asp ）序列。【是细胞识别的最小结构单位】
●层粘连蛋白在胚胎发育及组织分化中具有重要作用；
层粘连蛋白也与肿瘤细胞的转移有关。 【层粘连蛋白FN 】的结构特点：每个亚单位由数个结构域构成；有两个关键的结合位点：
● 与其他 ECM, 如 collagens 和proteoglycans 等结合的位点。这些位点将不同的分子连成了稳定的互连网状结构 ● 与细胞表面结合的位点。这些位点将细胞与细胞外基质稳定的粘连在一起。该结构域中含RGD 三肽序列 功能:
FN 最主要的功能是介导细胞的黏着；促进细胞迁移；由于FN 具有同时与细胞外基质各类成分相结合的特点, 并可促进细胞外基质的其它成分的沉积, 故认为FN 是细胞外基质的组织者。 ◆细胞壁的结构组成
植物的细胞壁相当于动物细胞的细胞 外基质(!!!)：
●动物细胞的细胞外基质的主要成分是 蛋白质分子；
●植物的细胞壁主要是多糖，其中最主要的是纤维素。
◆植物细胞壁的骨架：纤维素
◆ 纤维素分子：纤维素微原纤维
（microfibril ）为细胞壁提供了抗张强度
◆ 半纤维素（hemicellulose ）: 木糖、半
乳糖和葡萄糖等组成的高度分支的多糖介导微原纤维彼此连接或介导微原纤维与其它基质成分（果胶质）连接 ◆ 果胶质（pectin ）：含有大量携带负电荷
的糖，结合Ca2+等阳离子, 被高度水化形成凝胶
果胶质与半纤维素横向连接, 参与细胞壁复杂网架的形成。
◆ 伸展蛋白(extensin)：糖蛋白, 在初生壁中
含量可多达15％，糖的总量约占65％ 支撑作用, 并抵御微生物的入侵 ◆ 木质素(lignin)：由酚残基形成的水不溶
性多聚体
参与次生壁形成, 并以共价键与细胞壁多糖交联, 大大增 加了细胞壁的强度与抗降解能力
● 植物细胞壁的作用
提供一个细胞外网架结构, 起支持作用 ● 保护细胞免遭渗透及机械损伤
● 信息储存库的功能：产生多种寡糖素作为信号物质，或抵抗病、虫害，或作为细胞生长和发育的信号物质。
● 植物细胞壁是一个动态结构，能够进行很多活动:
● 与细胞壁有关的酶能够吸收细胞外的营养，生成能够通过细胞膜进入细胞的小分子化合物。
● 细胞壁也可以作为物质通透的障碍，在代谢和分泌过程中起重要作用。 ◆ 中间层形成：
主要是果胶。果胶是相邻两细胞壁所共有，并且具有将两个细胞连接在一起的作
用。
◆初生壁形成：
是细胞正在生长时形成的。初生壁的厚度为100-200nm 。初生壁由纤维素、半纤维素、果胶和糖蛋白等松散组成。 ◆次生壁形成：
是在细胞停止生长后分泌形成的。主要是增加细胞壁的厚度和强度。次生壁主要在初生壁的内层。
第六章物质的跨膜运输
膜转运蛋白：通道蛋白(只介导被动运输) ，载体蛋白 通道蛋白:
■电压门通道（V oltage-gated channels） ■配体闸门通道（Ligand-gated channels） ■压力激活型（牵张闸门）通道（Stretch-gated channels) 载体蛋白
概念: 细胞膜上具特异性的跨膜运输蛋白 ◆ 特点: 特异性；多次跨膜；具通透酶（permease ）性质；载体蛋白既参与被动的物质运输，也参与主动的物质运输 被动运输（Passive transport ）【简单扩散；协助扩散】
主动运输（Active transport）：
主动运输概念： 是由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度进行的跨膜运输。这一过程需要消耗能量。
主动运输的特点：载体蛋白、运输方向、跨膜动力、能量消耗
三种基本类型：协同运输．．．．
质子泵：转运H+ 三种类型：
●P-type ATPase ， 存在于真核细胞的细胞膜上；
涉及磷酸化和去磷酸化（phosphorylation ） ●V-type pumps
●F-type ATPases 存在于线粒体内膜、植物内囊体膜和多数细菌质膜上, 运输方式是顺着H+浓度梯度运动, 将释放的能量同ATP 合成偶联起来 介导H+双向运输
ABC 超家族
A TP －驱动泵
超家族，几百种不同的转运蛋白 4个核心结构域： 2个跨膜结构域（T ），每个T 区由6个跨膜
2个胞质侧的ATP 结合结构域（A ）
胞吞作用：通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。
胞吐作用：将细胞内含待分泌物的被膜小泡，通过细胞质膜运出细胞的过程。 ◆配体(Ligand)
Ⅰ. 营养物、 Ⅱ. 有害物质 Ⅲ. 免疫物质、Ⅳ. 信号物质
小窝→内吞泡的形成→初级内体 →次级内体→溶酶体。 第七章细胞信号转导
细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应
◆细胞通讯的一般过程 信息的产生 （与传递）
信号分子
◆细胞识别（Cell recognition）
受体蛋白
◆信号转导（Signal transduction） 胞内信号 效应分子
细胞通讯与信号传递引起的反应 ◆酶活性的变化 ◆基因表达的变化 ◆膜通透性的变化 ◆细胞骨架构型
◆细胞死亡程序的变化等。
3、细胞通讯：通讯连接；间隙连接；胞间连丝 （交换小分子）
细胞通讯：一个细胞发出的信息，通过介质
（配体）传递到另一个细胞，并与该靶细胞相应受体相互作用，再通过细胞信号转导，产生相应的生理生化变化和生物学效应的过程反应。 细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，而导致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。 信号通路（signaling pathway）:
概念: 细胞接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应，这种反应系列称之为细胞信号通路。 信号系统的关键组分：细胞信号分子；受体；第二信使；分子开关 细胞信号分子：
概念: 在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。 ◆化学分子
●非营养物 ●非能源物质 ●非结构物质 ●不是酶
◆主要是用来在细胞间和细胞内传递信息 1、根据其溶解性分： ◆亲脂性的信号分子 ◆亲水性的信号分子 2、根据其分泌类型分： ◆激素与内分泌信号 ◆局部介质
◆神经递质 (neurotransmitters) 受体
概念: 能够识别和选择结合信号分子并能引起一系列生物学效应的生物大分子.
◆多为糖蛋白 存在部位:
◆细胞表面（表面受体）
◆细胞内（细胞内受体）至少2个结构域：结合配体的功能域；产生效应的功能域 第二信使：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信使，而把在细胞感受信号后，通过细胞表面受体转换而来的细胞内信号称为第二信使。它参与将细胞外信息传递到细胞内的靶酶的过程。
有cAMP 、DG 、IP3、cGMP 。Ca2+ 分子开关的类型：可被磷酸化和去磷酸化的蛋白、GTP-结合蛋白
细胞信号转导的基本环节 ●识别反应
● 信号转换（第二信使的产生） ● 信号的放大（通过构像的改变） ● 信号的终止（反馈调节）
●信号转导系统的主要特点：特异性、放大作用、信号终止或下调 两大类信号传递途径：
1. 通过细胞内受体介导的信号传递
受体多为基因调控蛋白(Transcriptional factor)
2. 通过细胞表面受体介导的信号传递 受体多为功能性糖蛋白 第二节
细胞内受体介导的信号转导 胞内受体的基本结构： 含三个结构域 ◆C 端结构域: ◆中间结构域: ◆N 端结构域:
NO 介导的信号通路：NO 作用的靶酶是鸟苷环化酶，使GTP 转变成cGMP 。
第三节 细胞表面受体介导的信号跨膜传递
细胞表面受体主要类型∶
◆ 离子通道偶联受体(ion-channel linked receptor) ；
◆ G-蛋白偶联受体(G-protein linked receptor) ；三聚体GTP 结合调节蛋白.
α亚基具有三个功能位点：①GTP 结合位点; ②鸟苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位点; ③靶酶（腺苷酸环化酶或磷脂酶C ）结合位点。
根据引起的级联反应的不同，分为：
配体与受体结合后, 需要与G 蛋白的激活相偶联, 进而将信号传与下游的靶蛋白时, 在胞内产生第二信使.
cAMP 信号通路：细胞外信号与相应受
体结合后，需要与G 蛋白偶联，进而通
内第二信使cAMP 水平的变化而引起细胞生物学反应。该系统属表面受体介导的信号传导；在该系统中, 细胞外信号要被转换成第二信息cAMP 引起细胞反应。 ● 磷脂酰肌醇信号通路 蛋白激酶A 的作用机理: 被激活的蛋白激酶A 可以以两种方式起作用: PKA 使其靶酶磷酸化：丝氨酸、苏氨酸残基 （ cAMP response element binding protein, or CREB）. ◆ 酶联受体(enzyme-linked receptor)。 酶联受体结构：与配体结合的细胞外结构域； 膜内部分具有酶或与酶有关的结构域；单次跨膜结构域。 SH2结构域 ◆一种与磷酸化酪氨酸基元具有高亲和性的结合位点（氨基酸序列）； ◆IRS 被胰岛素受体磷酸化以后，可作为一块“磁铁”同那些具有SH2结构域的蛋白结合，根据所结合蛋白的具体结构产生不同的效应。 信号传递网络特征 ◆信号转换◆ 逐级放大◆ 通过构像的改变 ◆ 专一性 ●趋同： 不同的生长因子作用于不同的受体，但能整合激活一个共同的效应物，如Ras 或MAP 激酶； ●趋异： 相同配体，如EGF 或胰岛素能够转换激活许多不同的效应物，引起细胞的不同反应；◆ 整合◆ Crosstalking (窜扰) ： 第八章 真核细胞内膜系统与蛋白质分选
细胞质基质 概念：真核细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物质。 中间代谢有关的数千种酶类、细胞质骨架结构（维持细胞形态、胞内物质运输）。 功能： ● 完成各种中间代谢过程 如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等 ● 与细胞质骨架相关的功能 维持细胞形态、细胞运动、胞内物质运输及能量传递等 ● 蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解 蛋白质的修饰
降解变性和错误折叠的蛋白质 帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠，形成正确的分子构象 第二节 内膜系统概念： 是指内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、胞内体、分泌胞等膜结合细胞器。 这些膜是相互流动的，处于动态平衡，功能上相互协调（不包括线粒体，叶绿体，过氧化物酶体等其它膜包被的细胞器） ◆独立性 ◆协作性 【内质网 Endoplasmic Reticulum, ER 】 ●ER （内质网）的膜占细胞膜系统的一半 ●所包围的体积占细胞总体积的10% 主要为蛋白质、脂类。 ◆内质网的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶。 ◆细胞色素P450在内质网膜中最为丰富。 主要功能：糙面内质网(RER)：合成分泌蛋白质（有核糖体附着） 光面内质网(SER)：合成脂类，Ca2+浓度调节 微粒体----细胞匀浆等人工过程，破碎的内质网形成的近似球形的囊泡 功能：蛋白质的合成；蛋白质运输；蛋白质的修饰和加工；脂质的合成 粗面内质网上，膜结合核糖体，合成分泌蛋白、膜蛋白、细胞器中可溶性驻留蛋白 蛋白质的修饰和加工修饰：糖基化、羟基
化、酰基化、二硫键形成等 发生在ER 腔面，是在糖基转移酶作用下 二、 高尔基复合体 高尔基复合体的标志酶是糖基转移酶。 ◆高尔基内侧网络(cis-Golgi network, CGN) 顺面、形成面, 面向核
◆中间膜囊 (medial cisternae)
◆高尔基外侧网络(trans Golji network,TGN)外侧面、成熟面
４种标志细胞化学反应
◆ 嗜锇反应的高尔基体cis 面膜囊；
◆ 焦磷酸硫胺素酶（TPP 酶）细胞化学反应，显示trans 面1～2层膜囊；
◆ 胞嘧啶单核苷酸酶（CMP 酶）细胞化学反应，显示靠近trans 面膜囊状和管状结构 ◆ 烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酶（NADP 酶）的细胞化学反应，显示中间扁平囊 三、 溶酶体
酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶 ◆初级溶酶体(primary lysosome) ◆次级溶酶体(secondary lysosome) ▲自噬性溶酶体(aotolysosome) ▲异噬性溶酶体(heterolysosome) ▲混合性溶酶体(ambilysosome) 具消化作用
◆后溶酶体(post lysosome) 溶酶体的生物发生
◆甘露糖-6-磷酸途径（M6P ） ◆非甘露糖-6-磷酸途径: 溶酶体酶的特征
◆溶酶体的酶上都有一个特殊的标记∶6- 溶酶体的酶分选、浓缩。
◆这一标记是溶酶体在粗面内质网合成后通过糖基化和磷酸化添加上去的。
过氧化氢体：
是过氧化物酶体的标志酶
过氧化物酶体(peroxisom)又称微体(microbody)，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器。
通过离心可分离过氧化物酶体和溶酶体
分选作用主要是由信号序列和受体之间的
◆信号肽的特性:指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成
◆在蛋白质上的位置: N-端突出的一段肽 ◆序列特征
16-26个（15-35个）氨基酸残基，其中含有4-12个疏水残基
指导分泌性蛋白在粗面内质网上合成，还需要其它因子的协助:
●信号识别颗粒（signal recognition particle ，SRP ）
●信号识别颗粒的受体（又称停泊蛋白,docking protein，DP ）等 ●易位子( translocon)
过程: 信号肽→信号识别颗粒→信号识别颗粒的受体→ 合成 合成后蛋白的去向:
若信号肽序列被信号肽酶切除→ 完全进入腔 (共转移)
若有停止转移信号，能与内质网膜有极强的亲合力: 膜蛋白
共转移（共翻译转运）:肽链在粗面内质网膜上边合成边转移到内质网腔中
后转移（翻译后转运）: 蛋白质在细胞质基质中合成以后在某种信号指导下再转移到线粒体、叶绿体、过氧化氢体等细胞器中的转移方式.
这类信号序列称导肽.
◆ 细胞质基质中蛋白质的转运：门控运输；通过核孔的运输；跨膜运输；膜泡运输
膜泡运输
网格蛋白有被小泡 COPII 有被小泡 COPI 有被小泡
核被膜的结构
◆外核膜(Outer nuclear membrane) ◆内核膜(Inner nuclear membrane)
◆核周间隙(Perinuclear space ，核周池、核周腔)
两层核膜之间的空隙, 宽15-30nm, 其中充满无定形物质 ◆核纤层(lamina) ◆核孔(nuclear pore)
核孔复合体的结构(鱼笼模型)
◆胞质环(cytoplasmic ring),外环 ◆细胞质颗粒(cytoplasmic granular) ◆核质环(nucleoplasmic ring),内环
◆中央栓(central plug), 中央运输蛋白(central transporter) ◆辐(spoke)
◆笼状体(basket)
gp210：结构性跨膜蛋白 【在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用】
p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域【疏水性N 端区；C 端区】 核孔复合体的功能：进行物质运输；包括主动运输和被动运输
核孔运输特点：被动运输、主动运输、信号引导、双向性
染色质的基本结构单位—核小体(nucleosome)
◆染色质(Chromatin):指间期细胞核内由DNA 、组蛋白、非组蛋白及少量RNA 组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式
◆染色体(chromosome):指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中, 由染色质聚缩而成的棒状结构
◆染色体与染色质比较
●在化学本质上没有差异 ●在构型上不同
●是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。
基因组中两类遗传信息：编码序列，调控序列
DNA 构型的生物学意义
达过程中起关键作用
DNA
信息的识别
DNA 处于动态转变之中
●DNA 二级结构的变化与高级结构的变化是相互关联的，这种变化在DNA 复制与转录中具有重要的生物学意义。
(二) 染色质蛋白质：负责DNA 分子遗传信息的组织、复制和阅读
◆组蛋白(histone)：是真核生物染色体的基本结构蛋白, 是一类小分子碱性蛋白质, 有
5种类型, 即H1、H2A 、H2B 、H3、H4，它们富含带正电荷的碱性氨基酸，能够同DNA 中带负电荷的磷酸基团相互作用。染色质中的组蛋白与DNA 的含量之比为：1∶1。
核小体组蛋白(nucleosomal histone), 包括H2A 、H2B 、H3和H4, 作用是与DNA 组装成核小体。
非组蛋白的功能
除了一些酶的特殊功能外，非组蛋白还具有以下功能∶参与染色体的构建；启动DNA 的复制；调控基因的表达。 二、核小体
由200个左右碱基对的DNA 和四种组蛋白结合而成；
◆其中四种组蛋白(H2A、H2B 、H3、H4 ) 各2分子组成八聚体的小圆盘，是核小体的核心结构
146个碱基对的DNA 绕在小圆盘外外面1 .75圈。每一分子的H1与DNA 结合, 起稳定核小体结构的作用
常染色质(euchromatin) 指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。 异染色质(heterochromatin)：指在整个间期, 仍然保持折叠压缩, 处于聚缩状态, 碱性染料染色时着色较深的染色质组分。
类型：结构异染色质（或组成性异染色质）(constitutive heterochromatin) 兼性异染色质：某些细胞类型或一定的发育阶段, 原来的常染色质聚缩, 并丧失基因转录活性, 变为异染色质，如X 染色体随机失活
染色体的主要结构
◆着丝粒(centromere)与动粒(kinetochore) ●主缢痕(Primary constriction) ◆次缢痕(secondary constriction)
◆核仁组织区(nucleolar organizingregion, NOR)
◆随体(satellite) ◆端粒(telomere)
着丝粒与着丝点(动粒)
纤维冠
CENP-B 盒与动粒蛋白
INCENP ；
染色单体连接蛋白clips
染色体DNA 的三种功能元件：自主复制DNA 序列；着丝粒DNA 序列；端粒DNA 序列
巨大染色体：多线染色体；灯刷染色体 灯刷染色体是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体。 核仁的超微结构：纤维中心；致密纤维组分；颗粒组分；核仁相随染色质；与核仁基质 功能核仁是细胞制造核糖体的装置。 ◆rRNA 的合成 ◆rRNA 前体的加工
◆参与核糖体大小亚基的装配 ◆控制蛋白质合成的速度
活性染色质是具有转录活性的染色质：具有DNase I超敏感位点 组蛋白的修饰
组蛋白的修饰改变染色质的结构，直接或间接影响转录活性
组蛋白赖氨酸残基乙酰基化（acetylation ），影响转录 HMG 结构域蛋白的影响：HMG 结构域可识别某些异型的DNA 结构，与DNA 弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关 （二）染色质的区间性:
染色体DNA 上一种顺式作用元件，具有稳定染色质疏松结构的功能；与多种反式因子的结合序列可保证DNA 复制时与启动子结合的因子仍保持在原位。
化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA 序列，称为隔离子。 作用：作为异染色质定向形成的起始位点；提供拓扑隔离区
（三）染色质模板的转录
基因转录的模板不是裸露的DNA ，染色质是否处于活化状态是决定转录功能的关键
外，在染色质之间的空间还含许多形态上不同的亚核结构域（subnuclear domain），统称为核体。如螺旋体和早幼粒细胞白血病蛋白
体。
螺旋体（coiled bodies ，CBs ）：小核糖核蛋白质（sn RNPs ）、细胞周期控制蛋白 和几种基本转录因子，如p80 coilin
螺旋体的功能：与snRNP 的生物发生（biogenesis ）有关；CBs 在基因表达协调反馈调节中有作用。
PML 体的功能：转录调节；病毒感染的靶结构；PML 体组成的改变与某些疾病表型的发生有关；PML 蛋白的功能可能是作为负生长调节子和肿瘤抑制子而发挥作用；PML 可能介导程序性细胞死亡，PML 体在细胞周期调控中起作用。
第九章 核糖体
Mg2+ 浓度对大小亚基的聚合和解离的影响
◆70S 核糖体在Mg2+的浓度小于1mmol/L的溶液中易解离;
◆当Mg2+ 浓度大于10mmol/L, 两个核糖体通常形成100S 的二聚体。
基质中。某些结构蛋白（膜镶嵌蛋白、溶酶体酶蛋白、等）是由附着核糖体合成的。 外输蛋白（分泌蛋白）：由附着核糖体合成，大多从细胞分泌出去。 核糖体结合位点
与mRNA 的结合位点
↵与新掺入的氨酰-tRNA 的结合位点——氨酰基位点，又称A 位点
↵与延伸中的肽酰-tRNA 的结合位点——肽酰基位点，又称P 位点
↵肽酰转移后与即将释放的tRNA 的结合位点——E 位点(exit site)
↵与肽酰tRNA 从A 位点转移到P 位点有关的转移酶
(即延伸因子EF-G) 的结合位点 ↵肽酰转移酶的催化位点
↵与蛋白质合成有关的其它起始因子、延伸因子和
分
"具有肽酰转移酶的活性；
"为tRNA 提供结合位点(A位点、P 位点和E 位点) ；
"为多种蛋白质合成因子提供结合位点； "在蛋白质合成起始时参与同mRNA 选择性地结合以及在肽链的延伸中与mRNA 结合； "核糖体大小亚单位的结合、校正阅读(proofreading)、无意义链或框架漂移的校正、以及抗菌素的作用等都与rRNA 有关。
蛋白质合成抑制剂：抗生素，嘌呤霉素。
RNApol 在DNA 上结合位点的鉴定 足迹法原理：
• 限制酶切割结合有RNApol 的DNA →大分子DNA
• 末端标记该DNA （Klenow 片段标记3’, 碱性磷酸酯酶标记5’）
• 用内切酶降解DNA （控制反应条件） • 凝胶电泳分离，放射自显影观察
第十一章 细胞增殖 一、细胞周期
细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经历的全过程。在这一过程中, 细胞的遗传物质进行复制并均等地分配给两个子细胞。 利兰·哈特韦尔“START” 的基因对控制各个细胞周期的最初阶段具有决定性的作用。 保罗·纳西的贡献是发现了CDK 。 蒂莫西·亨特的贡献是发现了调节CDK 的功能物质CYCLIN.
间期(interphase)
◆G1期(Gap 1 phase),即从M 期结束到S 期开始前的一段间歇期;
◆S 期, 即DNA 合成期(DNA synthetic phase);
◆G2期(Gap 2 phase), 即DNA 合成后(S期) 到有丝分裂前的一个间歇期;
M 期, 即有丝分裂期(mitosis phase)。 不一定每种细胞都有四个时期，没有G1期。
细胞周期和细胞类群(根据增殖状况分类)
◆持续分裂细胞 ◆终端分化细胞：永久性失去了分裂能力的细胞。
◆G0细胞：又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期, 不进行增殖, 也叫静止细胞群, 如某些免疫淋巴细胞, 肝, 肾细胞等。
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
复制完成，在G2期合成
一定数量的蛋白质和RNA 分子 主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis)
和减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内其他物质分配给子细胞。 复制与组蛋白合成同步，组成核小体串珠结构
流式细胞术(flow cytometry, FCM) 是以流式细胞仪为检测手段的一项能快速、精确的对单个细胞理化特性进行多参数定量分析和分选的新技术。
构及功能不被破坏的状态下，通过荧光探针的协助，从分子水平上获取多种信号对细胞进行定量分析或纯化分选。 细胞周期的研究方法:
有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。优点是细胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是分离的细胞数量少。 ·密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量上存在差别进行分离。优点是方法 简单省时，效率高，成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用. DNA 合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法：最终将细胞群阻断于G1/S交界处。优点是同步化效率高，几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点是诱导过程可造成细胞非均
衡生长.
分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大.
酵母细胞分裂过程属于封闭式，即在细胞分裂时核膜不解聚；纺锤体位于细胞核内；在一定环境下，也进行有性繁殖
植物细胞不含中心体，但在细胞分裂时可以 裂
有丝分裂
◆有丝分裂是指整个细胞分裂, 包括核分裂
◆核分裂主要是通过纺锤丝的形成和运动，以及染色体的形成，把在S 期已经复制好了的DNA 平均分配到两个子细胞，以保证遗传的连续性和稳定性。由于这一时期的主要
浓缩
第二个特征：细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤
始时，2个中心体移向细胞两极，并同时组
这一过程是由核纤层蛋白中特异的Ser 残基磷酸化导致核纤层解体
中期主要特点是姐妹染色单体位于赤道板上, 着丝粒分别被两端的中心体发出的纤维连接。（所有染色体排列到赤道板(Metaphase
后期A ，动粒微管去装配变短，染色体产生两极运动
后期B ，极间微管长度增加，两极之间的距离逐渐拉长，介导染色体向极运动 末期(telophase)
◆染色单体到达两极，即进入了末期（telophase ）, 到达两极的染色单体开始去浓缩
◆核膜开始重新组装
◆ Golgi 体和ER 重新形成并生长
◆核仁也开始重新组装，RNA 合成功能逐渐恢复, 有丝分裂结束
●主要特点是:染色体解螺旋形成细丝, 出现核仁和核膜。
在赤道板周围细胞表面下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟(furrow)。分裂沟的位置与纺锤体和钙离子浓度的变化有关 胞质分裂开始时，大量肌动蛋白和肌球蛋白在中体处组装成微丝并相互组成微丝束，环绕细胞，称为收缩环（contractile ring) 。收缩环收缩、收缩环处细胞膜融合并形成两个子细胞
• 动粒：附着于着丝粒上的一种细胞
器。
• 着丝粒：染色体主缢痕部位的染色
质。
◆微管去聚合作用假说
该假说的特点是∶动粒微管不断解聚缩短, 造成将染色体拉向两极。 ●纺锤体微管滑动假说
这种假说认为∶极-极分离是由极微管的两种不同类型的变化引起的。 ◆ 四、减数分裂概念：
◆ 减数分裂是细胞仅进行一次DNA 复制，
随后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂
特点：◆遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次，导致染色体数目减半 ◆S 期持续时间较长
◆同源染色体在减数分裂期I(MeiosisI)配对联会、基因重组
◆减数分裂同源染色体配对排列在中期板
上, 第一次分列时, 同源 染色体分开
染色体组中，同源染色体的分离是随机的，同源染色体组要发生重组合。 前期I ：
●主要事件是完成同源染色体的配对，在此过程中要发生配对同源染色体间的分子重组
●该期细分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期等。
, 并凝缩成细线状, 但看不到染色体的双重性。
换, 产生重组的基因组合；持续时间长；可见重组节
出现交叉
大多数核仁消失, 交叉出现端化, 姐妹染色体借着着丝粒连接在一起。 中期I ：
核被膜的破裂是前期Ⅰ向中期Ⅰ转化的标志。纺锤体侵入核区, 分散于核中的四分体开始向四分体的中部移动。 后期I
◆同源染色体分开, 发生数量的减半,
而且, 染色体移向两极是随机的。 末期I 及间期
◆在自然界中, 末期Ⅰ和间期的类型有二, 一种是没有明显可见的染色体去凝集, 另一种是完全逆转到间期核的状态。
第二次减数分裂分为前期II 、中期II 、后期 ◆保证了染色体数目在世代交替中的恒定, 先减半成1n, 形成合子时, 又成为2n;
◆染色体间分离时的重组, 提供了遗传的多样性;
◆同源染色体配对时交换重组, 提高了基因内、基因间重组的频率, 加快了进化的速度。 M 期细胞具有促进间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturation promoting factor ， MPF)
1970s Rao 和Johnson 发现与M 期细胞(Hela)融合的间期细胞染色体发生凝缩，称为早熟凝集染色体(prematurely condensed chromosome ，PCC)
孕酮诱导卵母细胞成熟；成熟卵细胞质中，含有卵母细胞成熟的因子，称做MPF 。
蛋白质的含量随细胞周期振荡，命名为周期蛋白(cyclin A和B) 。
MPF 的生化成分：含有两个亚单位
MPF =Cdc2+cyclin （催化亚单位+调节亚单位）
MPF 是由cyclin 和CDC 基因编码的依赖于cyclin 的蛋白激酶(cyclin-dependent kinase，CDK)
在细胞周期中呈周期性变化。含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框（cyclin box），介导周期蛋白与CDK 结合。（M 期周期蛋白N 端：破坏框；G1期周期蛋白：C 端含PEST 序列）
CDK ，引导CDK
作用于不同底物。
型、G1/S型、S 型、M 型。 与细胞周期蛋白结合才具有激酶的活性，故名细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase，CDK) 。
Cdc2又被称为CDK1，可将特定蛋白磷酸化，促进细胞周期运行，又称作细胞周期引擎。
CDK 抑制因子（CDK inhibitor，CKI ） 细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子对细胞周期起负调控作用，目前发现的CKI 分为两大家族：①Ink4②Kip 细胞周期的运转调控
一）G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK
激酶
二）G2/M期转化与CDK1激酶的关键性调控作用 三）M 期周期蛋白与分裂中期向分裂后期转化
结合泛素的蛋白质能被蛋白酶体识别和降解，这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径。
可将泛素化的蛋白质分解成短肽。
Anaphase Promoting Complex (APC),调控纺锤体装配检验点
(通过泛素依赖性途径降解)
Anaphase Inhibitors 和Mitotic Cyclin. 前者维持姐妹染色单体粘连, 抑制后期启动；后者的降解意味着有丝分裂即将结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。 · Cdc20 和Mad2蛋白位于动粒上，在染色体结合有丝分裂纺锤体前将不能从动粒上释放，由于Mad2与Cdc20结合而抑制APC 的活性。所以只有所有染色体都与纺锤体结合后，APC 才有活性，才启动细胞向后期转换。
M 期CDK 的激活起始于分裂期cyclin 的积累
origins of replication ）开始的，起始复制点是一种自主复制序列，散布在染色体上。在整个细胞周期中，起始复制点上结合有复制起始点识别复合体（Origin recognition complex, Orc），其作用就象一个停泊点，供其它调节因子停靠。
DNA 复制执照因子学说；MCM 实际上就是DNA 解旋酶。
ATM 编码一个蛋白激酶，结合在损伤的DNA 上，其信号通路有两条。
----①激活Chk1（checkpoint kinase ）, 使CDC25的Ser216磷酸化失去活性，抑制M-CDK 的活性，中断细胞周期。
----②激活Chk2，使P53被磷酸化而激活，然后P53作为转录因子，导致P21的表达，P21抑制G1-S 期CDK 的活性，中断细胞周期。
癌基因和抑癌基因——主要的内在因素’
外在因素：离子辐射、化学物质作用、病毒感染、温度变化、PH 变化等 七、生长因子对细胞增殖的影响
生长因子：是与细胞增殖有关的信号物质，已知几十种，多数能促进细胞增殖，又称有丝分裂原（mitogen ），如EGF 、NGF 。
第十二章 细胞分化与基因表达调控
相同的基因组在不同细胞中的选择性表达；细胞分化是基因选择性表达的结果。 （二）管家基因和奢侈基因
胞基本功能所必需的基因，在所有细胞类型中均表达。e.g., 肌动蛋白、微管蛋白、组蛋白、核糖体蛋白、TAC 循环的关键酶，
在不同的细胞类型中特异性地表达，使细胞形成特定的形态结构，行使特定的功能。e.g., 卵清蛋白、胰岛素、血红蛋白，etc.
表达。
MyoD 在骨骼肌细胞分化中的关键作用 组合调控：少数调控蛋白完成众多细胞类型的分化
干细胞具有自我复制的能力，在一定条件下能够分化成各种功能细胞。
全能干细胞；多能干细胞；专能干细胞 横向分化：
部分干细胞在特定条件下可以转化为其它细胞，如肌肉干细胞在特定条件下可以分化为各种血细胞系。 胚胎干细胞的性质
1、 衍生自囊胚的内细胞团或原始外胚层的
细胞；
2、 永生化(immortal)；
3、 能维持稳定的正常的二倍体染色体结
构；
4、 有稳定的发育潜能，能被诱导增殖或分
化；
5、 能参与胎儿所有组织的发育过程； 生殖克隆（治疗性克隆）：体细胞核转移（SCNT ）
去核卵细胞 + 体细胞核→克隆→囊胚→分离内细胞群→ES 细胞
原癌基因与肿瘤抑制基因产物协调作用，避免细胞癌变
细胞癌变是基因突变累积和自然选择的结果，所以患者多为年长者。
(c-onc)，编码多种类型的蛋白质
殖，使细胞停留于检验点
◆发生功能丧失性突变(隐性突变)
◆Rb 基因突变导致视网膜母细胞瘤形成。
主要发生在三个彼此相对独立的水平上： ●转录水平的调控●加工水平的调控●翻译水平的调控
◆DNA 甲基化（DNA methylation ）与基因表达阻遏有关
◆基因组印记（genomic imprinting）是说明甲基化作用在基因表达中具有重要意义的最好例证，也是哺乳动物所特有的现象。
第十三章 细胞衰老与凋亡
衰老时细胞内各种细胞器的变化： 细胞核的核膜内折（invagination ）、染色质固缩化 线粒体增大
衰老的细胞，其膜流动性降低、韧性减小
由基因严格调控而发生的自主性细胞有序死亡，故又称程序性细胞死亡。
质，内含DNA 物质及细胞器，形成泡状小体称为凋亡小体（apoptosis body） 抑制性因素
细胞因子：IL-2，神经生长因子 某些激素：ACTH 、睾丸酮、雌激素 某些二价金属阳离子、药物
★ 1 . 死亡受体通路 ★ 2 . 线粒体通路 凋亡启动因子
●细胞色素C(cytochrome C)（凋亡复合体） ● 凋亡诱导因子
● 凋亡蛋白酶激活因子-1 细胞凋亡相关基因
抑制凋亡基因：Bcl-2，IAP 促进凋亡基因：wtP53，Bax 双向调控基因：c-myc ，Bcl-x