第15章细胞连接ppt课件.ppt

定义：包围在细胞质外层一个复合的结构体系和多功能体系，是细胞间或与外环境相互作用产生各种复杂功能的部位。细胞表面结构包括：细胞膜、细胞外被(cell coat)、胞质溶胶层(cytosol)、细胞间连接、细胞表面特化结构等。,细胞表面(cell surface),Chapter 15,（一）细胞外被(糖萼 glycocalyx)：1.定义：细胞表面存在一层多糖物质，厚约200nm，由细胞膜糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的糖链向外伸展交织而成。是包围在细胞质外层一个复合的结构体系和多功能体系，是细胞间或与外环境相互作用产生各种复杂功能的部位。,一.细胞外被,2.组成和结构：组成：九种糖基 结构：糖链交错分布在细胞表面构成一个网络状弥散的屏障，起支持和保护作用。,糖 萼,细胞质,细胞核,细胞质膜,（二）胞质溶胶(cytosol),1.定义：细胞膜下内表面有一层厚约0.1-0.2m粘滞透明的溶胶状物质，其中分布着丰富的微管和微丝，微丝直接或间接与膜蛋白相连，微管衬托在微丝下面，具有抗张强度，维持细胞的形态和运动。,2)越膜控制：当细胞表面糖蛋白与外来分子结合时，引起膜下微管和微丝的运动，使膜上糖蛋白的分布发生变化，由分散变为聚集状态，称越膜控制。例如：成斑、成帽现象,（三）细胞表面的特化结构,1.微绒毛(microvillus)广泛存在与动物细胞的游离面，电镜下可见垂直于细胞表面的细长指状突起，其表面为质膜和糖被,内部是胞质的延伸。组成：细胞的骨架成分微丝。,4.纤毛(cilia)和鞭毛flagellum),变异纤毛,嗅神经元细胞,细胞表面功能：支持、保护、细胞识别、粘着、运动 迁移、免疫应答、物质运输、信息转导、分裂、分化、衰 老、病变等。,（四）细胞连接,4.1 细胞连接,细胞连接(cell junction)：在细胞质膜的特化区域,通过膜蛋白,细胞骨架蛋白或细胞外基质形成的细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的的连接结构。作用：加强细胞的机械联系和组织的牢固性,并维持和协调细胞的功能活动。,封闭连接(occluding junction)：紧密连接(tight junction)锚定连接（anchoring junction):桥粒连接（桥粒，半桥粒）粘着连接（粘着带，粘着斑）通讯连接(communicating junction)：间隙连接化学突触胞间连丝：仅见于植物,分类,4.1.1 紧密连接,1.结构：相邻细胞膜由跨膜连接蛋白形成断续性融合，中间没有间隙，膜胞质面有蛋白颗粒凸出的索条，膜外侧面是与蛋白颗粒互补的沟。一般认为由成串排列的特殊跨膜蛋白组成。,蛋白索条（焊接线,嵴线）象拉链一样，把2个相邻的细胞膜紧密粘合在一起。,紧密连接嵴线中的两类蛋白封闭蛋白（occludin），跨膜四次的膜蛋白（60KD）claudin蛋白家族（现已发现24种以上）,阻止,2.分布：广泛分布于各种上皮细胞管腔面细胞间隙顶端的侧壁。似一条带环绕在每个细胞的周围。如：消化道、血管、膀胱、生殖道上皮的管腔面等。,1)连接相邻的细胞2)封闭上皮细胞的 间隙，使大分子物质难以在细胞间通透。保证组织环境的稳定性3)保证物质转运的 方向性4)维持上皮细胞层选择 性的屏障作用,紧密连接,细胞间隙,细胞膜,葡萄糖被动运 输载体蛋白,3.功能,1）连接相邻的细胞2）封闭上皮细胞的间隙，使大分子物质难以在细胞间通透。保证组织环境的稳定性3）保证物质转运的方向性，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，维持细胞的极性。4）维持上皮细胞层选择性的屏障作用,4.1.2 锚定连接(anchoring junction),根据骨架 纤维的类型分为：1.粘着连接(微丝)2.桥粒连接(中间纤维),通过细胞质膜蛋白及细胞骨架系统将相邻细胞或细胞与细胞外基质连接起来。,微绒毛,紧密连接,粘着带,细胞膜及间隙,粘着连接,位于紧密连接的下方，相邻细胞间形成一个连续的带状结构。,1）粘着带(adhesion belt),结构：20-30 nm间隙，在间隙处是钙粘蛋白的细胞外部分。跨膜糖蛋白的胞质部分与肌动蛋白微丝相连。,钙粘蛋白(cadherin)是钙依赖性跨膜糖蛋白,介导细胞与细胞之间的粘着。连环蛋白(catenin,cats)是一组具有相似结构的胞内糖蛋白家族。,2）粘着斑(focal adhesion)细胞与基质间的连接,参与连接的蛋白是整联蛋白。整联蛋白与细胞骨架的肌动蛋白纤维相连。,体外培养的成纤维细胞通过黏着斑贴附在培养皿基质上，微丝终止于黏着斑处。,粘着连接的功能,连接细胞与细胞，细胞与基质。通过整联蛋白与肌动蛋白相连，参与细胞信号传递。,细胞通过中间纤维锚定到细胞骨架上。类型：桥粒（desmosome）(细胞-细胞）半桥粒（hemidesmosome)（细胞-基质）,2.桥粒连接,(1)桥粒(desmosome）,角蛋白纤维或结蛋白纤维,细胞间隙,胞质斑,钙粘蛋白,结构:30-50nm间隙，间隙中是钙粘蛋白的细胞外部分。钙粘蛋白的胞质部分与质膜下的胞质斑结合。中等纤维锚定在胞质斑并反折成绊，横贯细胞形成网状结构。,分布：在皮肤、心肌消化道上皮、子宫和阴道上皮细胞中特别丰富。功能：细胞间一种坚实的连接结构，有强的抗压作用。,(2)半桥粒（hemidesmosome),结构：相当于半个点状桥粒。仅细胞基底面有胞质板。中等纤维与跨膜连接糖蛋白连接，将上皮细胞固定在基膜上。分布：是上皮细胞与基底层的连接装置。功能：防止机械力造成细胞与基膜脱离。,细胞骨架纤维,锚定连接,细胞外基质,分布：是上皮细胞与基底层的连接装置。功能：防止机械力造成细胞与基膜脱离。,4.1.3 通讯连接(gap junction),细胞间连接通道，介导物质运输，细胞间通讯。分为：间隙连接、化学突触、胞间连丝 1.间隙连接(gap junction)（1）分布：几乎所有动物器官组织中（2）结构：两个连接子对接。,（一）间隙连接,结构：相邻细胞间有1.5-2nm间隙，间隙中丛集着圆柱形的颗粒，是一对各由 6个蛋白亚单位环列成的中间有约1.5 nm的亲水通道的结构，每一个六聚体称为连接小体或连接子(connexon），连接子两两相对，分别整合在两相邻细胞的质膜中。构成连接子的亚单位为连接蛋白。,相邻细胞膜,相邻细胞对应连接子通道,由6个亚单位构成的连接子,1.5nm亲水通道,3.代谢偶联正常细胞中胸苷激酶的存在，可以将放射性标记的胸苷参入到DNA中，通过放射自显影后，在正常细胞中可以检测到银颗粒。突变细胞中由于缺乏胸苷激酶，不能使放射性标记的胸苷参入到DNA中，细胞中无银粒。如果突变细胞与正常细胞共同培养，加入放射性胸苷后，由缝隙连接将突变细胞偶联于正常细胞，放射自显影后，变异细胞中有银粒出现。说明通过代谢偶联，含放射性标记的三磷酸胸苷（TTP）从正常细胞通过缝隙连接直接进入到与其接触的突变细胞。胸苷在胸苷激酶的作用下形成三磷酸胸苷,4.电偶联：带电离子(H+)直接通过间隙连接到达相邻的细胞。在相邻细胞间进行传递，电偶联使心肌能够产生同步的收缩。当相邻心肌细胞间缝隙连接保持完整时，(H+)能在相邻心肌细胞间传递，心肌细胞间电偶联存在，心脏可以搏动，相反，(H+)不能在相邻心肌细胞间传递，电偶联消失。心脏停止搏动。,(3)功能：物质运输：间隙连接的通道允许11.2kD以下离子或水溶性分子通过，如：氨基酸、葡萄糖、维生素、核苷酸，钠离子，钾离子，从1个细胞迅速到达另1个 细胞。电偶联：带电离子直接通过间隙连接到达相邻的细胞。代谢偶联：通过缝隙连接,营养物质和信号分子在相邻的细 胞之间互相交流。控制细胞分化、保持发育一致。,Summary of the various cell junctions found in animal cell epithelia.,2.化学突触（synapse）,存在于兴奋细胞间的一种连接方式，作用是通过释放神经递质来传导兴奋。结构：突触前膜、突触后膜、突触间隙,突触前神经元的末梢膨大呈球形，称突触小体。突触小体有突触小泡，内含神经递质。,3.胞间连丝（plasmodesmata）,由相互连接的相邻细胞的细胞膜共同组成的直径20-40 nm的管状结构，中央是由内质网延伸形成的链管结构（连丝微管）。,1）运输物质 2）传递电刺激,细胞连接通讯连接,由相互连接的相邻细胞的细胞膜共同组成的直径20-40 nm的管状结构，中央是由内质网延伸形成的链管结构,胞间连丝的功能：（1）运输小分子量的溶解物质，（2）大分子物质也可以通过，如病毒可以从一个细胞到相邻细胞，如烟草病毒、马铃薯病毒都可以进行胞间运动。有些植物细胞的胞间连丝宽度扩大到1.5um，可以负担明显的运输任务。（3）传递电刺激（4）间接控制分化，细胞间通讯和物质交流可控制细胞分化的途径,细胞壁是不连续的结构不同组织胞间连丝的数目不同，成熟细胞的胞间连丝不再增加，相反，在细胞生长延伸后，它的数目反而会下降。在某些细胞中胞间连丝会部分或全部被堵塞。如：花粉粒形成时，减数分裂II结束，胞间连丝全部被胼胝质所堵塞，每个花粉粒不再连在一起而被分开了。,细胞连接几种连接的比较,细胞连接几种连接的比较,紧密连接粘着连接桥粒间隙连接 半桥粒,思考题,1.细胞表面有哪几种常见的特化结构?2.细胞连接有哪几种类型,各有何功能?3.胞外基质的组成、分子结构及生物学功能是什么（自学内容）？4.谈谈你对细胞质基质的结构组成及其在细胞生命活动中作用的理解。（自学内容）,