細胞通訊與信號傳遞(2)(已修改)
2025-01-31 00:52 本頁面
【正文】 基本概念 ? 生命與非生命物質最顯著的區(qū)別在于生命是一個完整的自然的信息處理系統(tǒng) 。 一方面生物信息系統(tǒng)的存在使有機體得以適應其內(nèi)外部環(huán)境的變化 ， 維持個體的生存；另一方面核酸和蛋白質信息在不同世代間傳遞維持了種族的延續(xù) 。生命現(xiàn)象是信息在同一或不同時空傳遞的現(xiàn)象 ， 生命的進化實質上就是信息系統(tǒng)的進化 。 ? 多細胞生物是一個繁忙而有序的細胞社會 ， 依賴于細胞的物質代謝 、 能量代謝 、 細胞間通訊與信號調控來協(xié)調的行為 ， 如細胞生長 、 分裂 、 分化 、 死亡及其各種生理功能 。 Gene transcription Cell proliferation Cell survival Cell death Cell differentiation Cell function Cell motility Immune responses FUNCTIONS OF CELL COMMUNICATION 一、細胞通訊與細胞識別 ? （一）細胞通訊 細胞通訊（ cell munication）：細胞發(fā)出的信息通過介質傳遞到另一個細胞并與靶細胞相應的受體相互作用然后通過 信號轉導 產(chǎn)生胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終表現(xiàn)為細胞整體的生物學效應的過程。它是多細胞生物體的發(fā)生和組織構件，協(xié)調細胞的功能，控制細胞的生長和分裂所必需的。 細胞通訊的三種方式： ①通過分泌化學信號進行細胞間互相通訊；②細胞間接觸性依賴的通訊；③細胞間的間隙連接方式。 細胞分泌化學信號的作用方式： ①內(nèi)分泌；②旁分泌；③自分泌；④通過化學突觸傳遞神經(jīng)信號。 ? 細胞間隙連接 ? 兩個相鄰的細胞以連接子 （ connexon） 相聯(lián)系 。 連接子中央為直徑 。 允許小分子物質如 Ca2+、cAMP通過 ， 有助于相鄰同型細胞對外界信號的協(xié)同反應 ，如可興奮細胞的電耦聯(lián)現(xiàn)象 （ 電緊張突觸 ） 。 connexon 細胞間接觸性依賴的通訊 ? 即細胞識別 （ cell recognition） 。 如：精子和卵子之間的識別 ， T與 B淋巴細胞間的識別 。 通過分泌化學信號進行細胞間通訊 ? 細胞分泌一些化學物質（如激素）至細胞外，作為信號分子作用于靶細胞，調節(jié)其功能，可分為 4類。 ? 內(nèi)分泌 （ endocrine） ：內(nèi)分泌激素隨血液循環(huán)輸至全身 ，作用于靶細胞 。 特點： ① 低濃度 1081012M ， ② 全身性 ，③ 長時效 。 ? 旁分泌 （ paracrine） ：信號分子通過擴散作用于鄰近的細胞 。 包括： ① 各類 細胞因子 （ 如表皮生長因子 ） ； ② 氣體信號分子 （ 如： NO） 。 ? 突觸信號發(fā)放 ：神經(jīng)遞質經(jīng)突觸作用于特定的靶細胞 。 ? 自分泌 （ autocrine） ：信號發(fā)放細胞和靶細胞為同類或同一細胞 ， 常見于癌變細胞 。 （二）細胞識別與信號通路 ? 細胞識別（ cell recognition）：細胞之間通過細胞表面的信息分子選擇性相互作用（即受體和配體之間），導致胞內(nèi)一系列生理生化變化，引起細胞反應的現(xiàn)象。 ? 細胞識別是通過各種不同的 信號通路 實現(xiàn)的。 ? 信號通路：外界信號 胞內(nèi)信號 基因表達 細胞應答 信號轉導（ signal transduction）： 指外界信號（如光、電、化學分子）作用于細胞表面受體，引起胞內(nèi)信使的濃度變化，進而導致細胞應答反應的一系列過程。 （三）、細胞信號分子與受體 ? 細胞的信號分子 ? 種類：化學信號如肽類激素、局部介質、神經(jīng)遞質、氣體分子（ NO、CO）、氨基酸、核苷酸、脂類、膽固醇衍生物；物理信號如光、電和溫度變化等。 ? 特點：①特異性；②高效性；③可被滅活。 ? 脂溶性信號分子 （ 如甾類激素和甲狀腺素 ） 可直接穿膜進入靶細胞 ，與胞內(nèi)受體結合形成激素 受體復合物 ， 調節(jié)基因表達 。 NO屬于氣體信號分子 ， 可進入細胞直接激活效應酶 。 ? 水溶性信號分子 （ 如神經(jīng)遞質 ） 不能穿過靶細胞膜 ， 只能經(jīng)膜上的信號轉換機制實現(xiàn)信號傳遞 ， 所以這類信號分子又稱為 第一信使（ primary messenger） 如神經(jīng)遞質 、 局部介質和大多數(shù)肽類激素 。 ? 第二信使 （ secondary messenger） 主要有： cAMP、 cGMP、 IPDG、 Ca2+。 ? 第二信使的作用：信號轉換 、 信號放大 。 受體 （ receptor） ? 能夠識別和選擇性結合某種配體 （ 信號分子 ） 的大分子物質 ， 多為糖蛋白 ， 至少包括兩個功能區(qū)域：配體結合區(qū)域和產(chǎn)生效應的區(qū)域 。 ? 受體的特征： ① 特異性； ② 飽和性； ③ 高度的親和力 。 ? 分為： 細胞內(nèi)受體 （ intracellular receptor） 、 細胞表面受體 （ cell surface receptor） 。 ? 細胞對信號的反應不僅取決于其受體的特異性 ，
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