《分子细胞与组织教学课件》14级留学生辅导.ppt

1.单糖(monosaccharide)2.脂肪酸(fatty acid)3.氨基酸(amino acid)4.核苷酸(nucleotide),四种有机小分子是构成生物大分子的基本单位构件分子,一级结构(primary structure)二级结构(secondary structure)超二级结构、结构域(super-secondary structure、domain)三级结构(tertiary structure)四级结构(quaternary structure),蛋白质的分子结构,（一）一级结构是空间构象的基础,一、蛋白质分子一级结构和功能的关系,蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病分子病(molecular diease),例：镰刀形红细胞贫血,蛋白质一级结构的改变，从而引起其功能的异常或丧失所造成的疾病；是由基因突变引起的遗传性疾病，这种由蛋白质分子发生变异所导致的疾病，称为“分子病”。,（三）-转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在,（二）-折叠,（一）-螺旋,二、蛋白质的二级结构,三、蛋白质的三级结构,三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置,亚基（subunit）：部分蛋白质由多条肽链组成，每条肽链都有其独立的三级结构，称为亚基（subunit）；亚基单独存在时不具生物活性，只有按特定组成与方式形成四级结构时，蛋白质才具有生物活性。,亚基之间的结合主要是氢键和离子键。,四、蛋白质的四级结构,蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。,两条多聚核苷酸链在空间的走向呈反向平行(anti-parallel)。两条链中一条链的53方向是自上而下，而另一条链的53方向是自下而上。两条链围绕着同一个螺旋轴形成右手螺旋(right-handed)的结构。双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm。,DNA双螺旋结构模型要点,1.DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成,脱氧核糖和磷酸基团组成的亲水性骨架位于双螺旋结构的外侧，疏水的碱基位于内侧。双螺旋结构的表面形成了一个大沟(major groove)和一个小沟(minor groove)。,2.核糖与磷酸位于外侧,3.DNA双链之间形成了互补碱基对,碱基配对关系称为互补碱基对(complementary base pair)。DNA的两条链则互为互补链(complementary strand)。碱基对平面与螺旋轴垂直。,相邻两个碱基对会有重叠，产生了疏水性的碱基堆积力(base stacking interaction)。碱基堆积力和互补碱基对的氢键共同维系着DNA结构的稳定。,4.碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定,DNA双螺旋结构的示意图,DNA双螺旋结构的俯视图,原核细胞 prokaryotic cell,真核细胞 eukaryotic cell,真核细胞中有许多生物膜包围形成的结构。,细胞核,milestone of evolution-Nuclear envelope emerge,*原核细胞、真核细胞、真核细胞的线粒体、叶绿体中均存在核糖体。*核糖体的大小用沉降系数S来表示。*核糖体由大、小两个亚基组成，亚基只在合成蛋白质时才结合在一起。,核糖体（ribosome）是帮助蛋白质合成的结构,信号肽、信号识别颗粒（signal-recognition particle，SRP）、信号识别颗粒受体等的相互作用使细胞质基质中的核糖体附着到糙面内质网膜表面。,蛋白质合成后根据其上信号的有无以及信号的性质决定其去向,分选信号引导蛋白质到达正确的地点,信号肽（signal peptide）：蛋白质多肽链上的一段连续的特定氨基酸序列，具有分选信号的功能。可位于多肽链的任何部位。,蛋白质的分选信号可以是信号肽、信号斑，也可以是加工修饰形式,信号斑：位于多肽链不同部位的几个 特定氨基酸序列经折叠后形成的斑块区，具有分选信号的功能。信号斑是一种三维结构。完成分选任务后 仍然存在。,蛋白质的糖基化修饰也可以作为分选的信号，如溶酶体酶蛋白上的M-6-P。,*随机胞吞的水溶性大分子，所有细胞共有功能。,*特异胞吞的水溶性大分子，如某些信号分子、LDL、铁离子/载铁蛋白等。所有细胞共有功能。,1.胞吞物质的消化,溶酶体的功能消化,*在胞吞过程中被一起吞进来的细胞膜蛋白,2.自身物质的消化,*在一些生理和病理状态下，细胞内一部分细胞质、细胞器被膜结构包裹形成自噬小体，自噬小体与晚期内体或溶酶体融合后形成自体吞噬泡。内容物被消化后利用，这种细胞消化自身细胞质的行为称为自体吞噬(自噬)。,（1）自体吞噬（Autophagy),自噬小体和自噬溶酶体形态,自噬小体,自噬溶酶体,自噬小体中的内质网片段,营养饥饿的小鼠胚胎成纤维细胞,2.自身物质的消化(2)分泌自噬,内分泌细胞中过剩的分泌颗粒与晚期内体或溶酶体融合成为分泌自噬泡，颗粒内容物被降解后重新利用，这种细胞消化自身分泌颗粒的现象称为分泌自噬。,在破骨细胞 溶酶体酶释放，消化有机骨质。,在精子细胞 溶酶体酶释放，消化卵外膜滤泡细胞。,3.细胞外物质的消化,特殊细胞中的溶酶体能向细胞外释放溶酶体酶，消化细胞外物质。,支撑细胞的形态中心粒、纤毛和鞭毛的形成 细胞器的定位和分布物质运输牵引染色体移动,功能,支撑作用（应力纤维、微绒毛）细胞运动（变形运动、胞质分裂、肌肉收缩）、参与细胞连接,细胞内支架作用（支撑、机械强度）参与细胞连接参与细胞分化,微管,中间丝,微丝,由细胞分泌的多种大分子组成的复杂网络结构，充满着细胞之间的大小间隙。功能：形成一种支撑性框架为细胞提供一种有组织的外环境。,细胞外基质概念,细胞外基质的主要成分,1.胶原2.弹性蛋白3.纤黏连蛋白4.层黏连蛋白5.糖胺聚糖和蛋白聚糖,（一）纤维蛋白,（二）糖胺聚糖,由细胞分泌产生，聚集在细胞表面，相互间结合交错成网络，同时也与细胞膜蛋白结合。,1.有丝分裂指细胞通过形成纺锤体和染色体将遗传物质平均分配到两个子细胞核中的过程。,前期（prophase）前中期（prometaphase）中期（metaphase）后期（anaphase）末期（telophase）,前期,染色质凝集成染色体 是前期开始的标志核仁消失纺锤体形成,前中期核膜解体标志着前中期的开始染色体与 纺锤体相连,染色体凝集 程度最高染色体排列 在细胞中央 赤道面上,中期,姐妹染色单体分离 标志着后期的开始,后期,两份染色体分别向 细胞两极移动。,子细胞染色体解凝集 标志着后期的开始 核仁再次出现核膜重新装配形成两个子细胞核,末期,-由同源细胞逐渐变为在形态结构、生理功能和生化特征等方面具有稳定差异的另一类型细胞的过程。,细胞分化（Cell Differentiation),被覆上皮,分类原则：依据细胞层数和细胞形状分类（复层上皮根据表层细胞形态）,被覆上皮,单层,复层,扁平上皮 Squamous Epi.立方上皮 Cuboidal Epi.柱状上皮 Columnar Epi.,扁平上皮 Squamous Epi.柱状上皮 Columnar Epi.变移上皮 Transitional Epi.,Covering Epi.,simple,stratified,假复层纤毛柱状上皮,Pseudostratified ciliated columlar Epi.,一、单层上皮(Simple Epithelium),1、单层扁平上皮(simple squamous epithelium)分布：1）内皮(endothelium)：衬贴于心脏、血管和淋巴管腔面 2）间皮(mesothelium)分布于胸膜、腹膜、心包膜内表面 3）其它：分布于肺泡和肾小囊壁层等,2、单层立方上皮(simple cuboidal epithelium)分布：甲状腺滤泡上皮、肾小管等,一层近似立方形的细胞组成。细胞呈立方形，胞核位于细胞中央。,3、单层柱状上皮(simple columnar epithelium)分布：胃、肠、子宫等,一层棱柱状细胞组成。细胞呈柱状，细胞核长圆形，其长轴多与细胞长轴平行，常位于细胞近基底部。,四、上皮组织的特殊结构,上皮细胞,游离面,细胞衣 cell coat微绒毛 microvilli纤毛 cilia,侧面,紧密连接 tight junction中间连接 intermediate junction桥粒 desmosome缝隙连接 gap junction,基底面,基膜 basement membrane质膜内褶 plasma membrane infolding半桥粒 hemidesmosome,（一）上皮细胞的游离面,1、细胞衣 细胞膜糖蛋白和糖酯的糖链部分 吸附于膜表面的蛋白多糖构成。功能：粘着、支持、保护、物质交换及识别,2、微绒毛 LM：纹状缘（小肠）、刷状缘（肾小管）EM：细胞游离面胞膜和胞质伸出的细小指状突起 功能：扩大细胞表面积，有利于细胞吸收,3、纤毛 细胞游离面伸出的细长突起 节律性摆动的能力 电镜下：“92”微管结构 功能：节律性摆动,（二）上皮细胞的侧面 1、紧密连接 带状连接相邻细胞膜外层的嵌入蛋白呈嵴状融合功能:连接和屏障作用,2、中间连接带状连接有间隙、含丝状物胞质面有致密物 终末网细丝终止于此功能：连接作用,3、桥粒斑状连接有间隙、中间线胞质面有致密板 张力丝固着于此功能：最牢固的细胞连接,4、缝隙连接斑状连接相邻细胞呈间断融合 融合处有柱形小管（连接小体）功能：（1）利于小分子物质和离子的交换（2）利于传递冲动（又称通讯连接）,（三）上皮细胞的基底面 1、基膜(basement membrane),薄膜状物质 PAS（）基板：由上皮细胞产生网板：由成纤维细胞产生,功能：支持，连接，半透膜作用,2、质膜内褶(plasma membrane infolding)基底部胞膜褶入胞内形成 褶内胞质含许多线粒体 功能：扩大表面积，主动转运水和电解质,3、半桥粒(hemidesmosome)结构为桥粒的一半。功能：加强上皮细胞于基膜的连接,小肠上皮细胞顶面Na+驱动的同向偶联葡萄糖运输转运体,小肠上皮细胞底侧面不依赖Na+的葡萄糖单一运输转运体,小肠上皮细胞的吸收功能依靠两类不同的转运体蛋白,葡萄糖单一运输方式:被动运输(大多数细胞从细胞外摄取葡萄糖的方式),葡萄糖同向运输方式:主动运输（肠道、肾脏上皮细胞）,细胞通过转运体蛋白摄取葡萄糖的不同方式,血象正常值,肌组织概述,(Intercalated disc),相邻心肌纤维的连接处称闰盘，在HE染色中呈深染的粗线。闰盘在横向上的连接方式有桥粒和中间连接，保证心肌纤维间的连接牢固；纵向上有缝隙连接，便于细胞间化学信息的交流和电冲动的传导，有利于心肌同步收缩。,（synapse）,静息电位,静息电位细胞在安静状态时存在于膜内外两侧的电位差值，细胞膜内为负膜外为正。,胆碱酯酶,终板电位,动作电位,