【文章內(nèi)容簡介】 袢環(huán)稱為一個(gè)核仁組織者?！?★核仁組織區(qū)（nucleolar organizing region,NOR）：rRNA基因通常分布于幾條不同的染色體上，人類rRNA基因位于5條染色體上，即111222號(hào)染色體。在二倍體的46條染色體上，就有10條分布有rRNA基因，在間期核中，它們伸入到核仁內(nèi)共同構(gòu)成的區(qū)域稱為NOR。核仁組織區(qū)定位在核仁染色體的次縊痕部位。致密纖維成分 (dense fibrillar ponent,DFC)：是核仁內(nèi)電子密度最高的區(qū)域，含緊密排列的原纖維絲，其直徑5~10nm，長約20~40nm。位于淺染區(qū)的周圍，主要成分是rRNA和蛋白質(zhì)。顆粒成分(granular ponent,GC)：呈直徑15~20nm的致密顆粒，是核糖體大小亞基的前體顆粒，散布于致密纖維成分中或圍繞著致密纖維成分。核仁周圍染色質(zhì)： (PNC) 圍在核仁周圍的染色質(zhì)，屬異染色質(zhì)。核仁內(nèi)染色質(zhì)： (INC) 伸入核仁內(nèi)的染色質(zhì)袢環(huán)，載有rRNA基因（rDNA），屬常染色質(zhì)。核仁的主要功能：合成rRNA；裝配核糖體大小亞基的前體核仁周期(nucleolar cycle)：核仁隨細(xì)胞周期的進(jìn)行而呈現(xiàn)周期性的變化（形成或消失）。細(xì)胞核的功能一、遺傳信息的貯存DNA分子攜帶遺傳信息，蘊(yùn)藏于核苷酸序列中DNA分子中具有一定生物功能的區(qū)段稱為基因，編碼產(chǎn)生蛋白質(zhì)或RNA，控制生物某一特定性狀DNA分子與組蛋白結(jié)合并被包裝，保證遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定、表達(dá)的準(zhǔn)確二、遺傳信息的復(fù)制DNA的復(fù)制，具有半保留性、雙向性、多起點(diǎn)性、不連續(xù)性、不同步性的特點(diǎn)三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄要經(jīng)歷起始、延伸、終止三個(gè)基本步驟轉(zhuǎn)錄后要進(jìn)行一系列加工修飾轉(zhuǎn)錄要受到多種影響因子的調(diào)節(jié)第六章 細(xì)胞骨架★細(xì)胞骨架：是由蛋白纖維交織而成的立體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它充滿整個(gè)細(xì)胞質(zhì)的空間，與其外側(cè)的細(xì)胞膜和內(nèi)側(cè)的核膜存在一定的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，以保持細(xì)胞特有的形狀并與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分裂以及信號(hào)傳遞等有關(guān)。（）包括微管（MT），微絲(MF)和中等纖維(IF)。一、微絲★基本單位——肌動(dòng)蛋白(actin)肌動(dòng)蛋白分子具有極性：一端有氨基和羧基的暴露，稱為正端，另一端則稱為負(fù)端?！锛?dòng)蛋白在細(xì)胞中的存在方式 ： 球狀肌動(dòng)蛋白(肌動(dòng)蛋白單體 Gactin) 纖維狀肌動(dòng)蛋白(肌動(dòng)蛋白聚合體 Factin)★微絲的結(jié)構(gòu)是一類由蛋白纖維組成的實(shí)心纖維細(xì)絲。F 59nm，長短不一。在電鏡下，單根微絲呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，每14個(gè)球狀肌動(dòng)蛋白分子旋轉(zhuǎn)一圈。? 微絲具有極性（一端加聚，一端解聚）。? 微絲在細(xì)胞質(zhì)中分布不均勻，細(xì)胞皮質(zhì)區(qū)（即細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)）比較集中?！镂⒔z的組裝：踏車行為過程：成核期、生長期、平衡期微絲組裝的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)? ATP是調(diào)節(jié)微絲組裝的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定行為的主要因素。? 微絲結(jié)合蛋白(ABP)對微絲的組裝也具有調(diào)控作用。影響微絲組裝的特異性藥物與離子：★★ 細(xì)胞 松弛素B：特異性地破壞微絲組裝。 鬼筆環(huán)肽：穩(wěn)定微絲、促進(jìn)微絲聚合。在含：ATP和Ca2+、低濃度Na+、K+溶液中微絲趨向解聚（Factin 174。Gactin）在含：Mg2+和高濃度Na+、K+溶液中微絲趨向聚合（Gactin 174。 Factin）。微絲結(jié)合蛋白及其功能微絲結(jié)合蛋白有40余種，它們從不同的水平調(diào)控微絲的組裝，包括調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白單體形成肌動(dòng)蛋白多聚體，以及肌動(dòng)蛋白多聚體組裝成微絲等過程，影響微絲的穩(wěn)定性、長度和構(gòu)型。在細(xì)胞中起控制微絲的形成、交聯(lián)、蓋帽和截?cái)嗟淖饔?，并可移?dòng)細(xì)胞中的微絲。（P110微絲的功能? （一）構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞的形態(tài)? （二）作為肌纖維的組成成分，參與肌肉收縮? （三）參與細(xì)胞分裂? （四）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)? （五）參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸? （六）參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)收縮環(huán)由大量反向平行排列的微絲組成，其收縮機(jī)制是肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白相對滑動(dòng)。肌肉收縮系統(tǒng)中的有關(guān)蛋白：①肌球蛋白(myosin) (具有ATPase活性)和尾部鏈,多個(gè)Myosin尾部相互纏繞，形成myosin filament,即粗肌絲。 ②原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)由兩條平行的多肽鏈形成α螺旋構(gòu)型,位于肌動(dòng)蛋白螺旋溝內(nèi),結(jié)合于細(xì)絲, 調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白頭部的結(jié)合。 ③肌鈣蛋白 (Troponin, Tn)為復(fù)合物，包括三個(gè)亞基：TnC(Ca2+敏感性蛋白) 能特異與Ca2+結(jié)合。 TnT(與原肌球蛋白結(jié)合)。 TnI(抑制肌球蛋白ATPase活性)肌小節(jié)的組成肌肉收縮的滑動(dòng)模型二、微管微管的形態(tài)結(jié)構(gòu): 中空圓柱狀結(jié)構(gòu)，通常是直的，有時(shí)也呈弧形。微管的化學(xué)組成: a微管蛋白、b微管蛋白→異二聚體→原纖維→微管★微管的存在形式：單管（13根原纖維）、二聯(lián)管（23根）、三聯(lián)管（33根）微管結(jié)合蛋白216。 微管結(jié)合蛋白（MAP）是一類可與微管結(jié)合并與微管蛋白共同組成微管系統(tǒng)的蛋白；216。 主要包括MAPMAPtau、MAP4；216。 主要功能是調(diào)節(jié)微管的特異性并將微管連接到特異性的細(xì)胞器上?！镂⒐艿慕M裝（踏車行為）成核期：由a、 b微管蛋白聚合成寡聚體核心，接著二聚體在其兩端和側(cè)面加聚使之?dāng)U展成片狀帶，加寬至13根原纖維時(shí)合攏成一段微管。延長期：該期微管蛋白聚合速度大于解聚速度，微管延長。穩(wěn)定期：微管的聚合和解聚速度相等。微管的體外組裝：1972年——Weisenbery——小鼠——分離微管蛋白——體外組裝微管的體內(nèi)組裝：微管的體內(nèi)組裝除遵循體外組裝規(guī)律外，還受嚴(yán)格的時(shí)間和空間控制。時(shí)間控制: 細(xì)胞生命活動(dòng)的特殊時(shí)刻。（紡錘絲微管的聚合與 解聚發(fā)生在細(xì)胞分裂期）。可受特殊因素的影響：某些特殊蛋白質(zhì)、Ca2+濃度等。空間控制：（微管組織中心：中心粒 、纖毛及鞭毛的基體部）。影響微管組裝的因素溫度：溫度超過20℃有利于組裝，低于4℃引起分解。藥物：★★秋水仙素和長春花堿引起分解；紫杉酚促進(jìn)組裝。離子：[Ca2+]低時(shí)促進(jìn)組裝，高時(shí)引起分解。微管的功能? （一）維持細(xì)胞的形態(tài)? （二）構(gòu)成纖毛、鞭毛和中心粒等細(xì)胞運(yùn)動(dòng)器官，參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)? （三）維持細(xì)胞器的位置，參與細(xì)胞器的位移? （四）參與細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸? （五）參與染色體的運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂? （六）參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)微管與其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)的關(guān)系① 微管常密集地分布于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，控制膜內(nèi)在蛋白的位置。② 游離核糖體可能附著于微管與微絲的交叉點(diǎn)上；③ 有些微管可直接連于GC小泡上，提示微管可能于小泡物質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)；④ 線粒體周圍，?？梢娕c其長軸平行的微管分布；⑤ 細(xì)胞核周圍，微管分布特別緊密，并存在接觸聯(lián)系，核孔的生理功能也與微管有聯(lián)系。纖毛和鞭毛是伸出細(xì)胞表面、由微管組成并能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的特化結(jié)構(gòu)。纖毛與鞭毛在來源和結(jié)構(gòu)上基本相同，少而長的叫鞭毛；多而短的叫纖毛。纖毛的主桿部是★★9 X 2 + 2微管；基底部9 X 3 + 0 ★纖毛與鞭毛的運(yùn)動(dòng)：雙向搏動(dòng)，均勻波動(dòng)纖毛、鞭毛運(yùn)動(dòng)機(jī)制——微管間的滑動(dòng)中心粒的結(jié)構(gòu)與功能形態(tài)結(jié)構(gòu)：光鏡下中心體呈球狀小顆粒電鏡下中心粒有中心球和中心粒組成★結(jié)構(gòu)圖式：（9 X 3 + 0） ★組成成分：微管蛋白和鳥苷酸。功能：1. 組織形成鞭毛和纖毛并參與細(xì)胞的有絲分裂 ——與微管蛋白的合成、微管的聚合有關(guān)。2. 其上存在ATP酶與細(xì)胞能量代謝有關(guān) ——為細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和染色體移動(dòng)提供能量。三、中間纖維直徑10nm，介于微管與微絲之間，故得名中間纖維。IF結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：既不受秋水仙素也不受細(xì)胞松弛素B影響，并且沒有極性。化學(xué)組成: 中間纖維蛋白形態(tài)結(jié)構(gòu)：中間纖維的基本組成單位—— 中間纖維單體★中間纖維單體的共同結(jié)構(gòu)域： a螺旋的桿狀區(qū)：由310個(gè)氨基酸殘基(I~IV和VI型)或356個(gè)氨基酸殘基(V型)組成。非螺旋區(qū)：頭部（N端）、尾部（C端）★中間纖維的組裝過程：特點(diǎn)：★1. 四聚體的組裝是反向平行排列，兩端對稱，故中間纖維無極性★2. 八聚體的組裝遵循半分子長度交錯(cuò)的原則。3. 中間纖維的體外組裝不需要核苷酸或結(jié)合蛋白的輔助，也不依賴 于溫度和蛋白質(zhì)的濃度； 。4. 在體內(nèi)，絕大部分中間纖維蛋白已裝配成中間纖維，幾乎不存在相應(yīng)的可溶性蛋白，也沒有“踏車行為”；而微管或微絲組裝時(shí)只有30%的蛋白質(zhì)分子處于組裝狀態(tài)，有“踏車行為”。功能：（一）中間纖維發(fā)揮功能具有時(shí)空特異性? （二）中間纖維提供細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)度作用? （三）中間纖維維持細(xì)胞和組織的完整性? （四）中間纖維與DNA復(fù)制有關(guān)? （五）中間纖維與細(xì)胞分化及細(xì)胞生存有關(guān)第七章 線粒體1894年 ——Altmann —— 光鏡 —— 生物芽體 (bioblast)1897年 —— Benda ——命名線粒體(mitochondrion)形狀：光鏡下呈線狀、粒狀、短桿狀大小：細(xì)胞內(nèi)較大的細(xì)胞器。一般直徑：~；長度：3um數(shù)目：不同類型的細(xì)胞差異較大。 正常細(xì)胞中：1000~2000個(gè)。分布：因細(xì)胞形態(tài)和類型的不同而有所差異。通常分布于細(xì)胞生理功能旺盛或需要能量較多的區(qū)域?？傊?線粒體的形狀、大小、數(shù)目和分布在不同類型細(xì)胞或不同生理狀態(tài)下差別較大。★線粒體的超微結(jié)構(gòu)：電鏡下觀察線粒體是由兩層 單位膜圍成的封閉膜囊結(jié)構(gòu)。（見書）★★基粒(elementary particle)：內(nèi)膜基質(zhì)面上許多帶柄的小顆粒，與膜面垂直而有規(guī)律地排列。 其本質(zhì)為ATP酶復(fù)合體。線粒體基質(zhì)：位于嵴間腔（內(nèi)室）中，充滿電子密度較低的物質(zhì)?！飪?nèi)含線粒體DNA、線粒體核糖體等線粒體的化學(xué)組成：蛋白質(zhì)（65% 70%）、脂類、其他線粒體中酶的分布，約120種外膜特征酶：單胺氧化酶膜間隙特征酶：腺苷酸激酶內(nèi)膜特征酶：細(xì)胞色素（c）氧化酶、琥珀酸脫氫酶基質(zhì)特征酶：蘋果酸脫氫酶線粒體基因組mtDNA: 雙鏈環(huán)狀DNA分子、不與組蛋白結(jié)合、分散在線粒體基質(zhì)中，長約5um、分子量小。1981年—Anderson—人胎盤—mtDNA全部核苷酸序列—★16 569個(gè)堿基對mtDNA 16569 bp →★37個(gè)基因→2種 編碼 rRNA(12S和16S）基因、22種 編碼 tRNA基因、13種 編碼 蛋白質(zhì)基因mtDNA排列緊湊、高效利用、可自我復(fù)制，但其遺傳密碼與“通用”遺傳密碼表不完全相同 ，如：UGA174。色氨酸而不是終止密碼。線粒體：有自身的蛋白質(zhì)合成體系，如：氨基酸活化酶、線粒體、核糖體等。線粒體的蛋白質(zhì)合成與原核細(xì)胞相似，而與真核細(xì)胞不同：原因：、同一地點(diǎn)進(jìn)行。，為N甲酰甲硫氨酰tRNA,真核細(xì)胞起始的tRNA為甲硫氨酰tRNA.?！锼摹⒕€粒體的半自主性① 線粒體有自己的DNA分子和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)，即有獨(dú)立的遺傳系統(tǒng)，故有一定的自主性。② mtDNA分子量小、基因數(shù)目少，只編碼線粒體蛋白質(zhì)的10%，而絕大多數(shù)線粒體蛋白質(zhì)（90%）是由核基因編碼，在細(xì)胞質(zhì)中合成后轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中的。③ 線粒體遺傳系統(tǒng)受控于細(xì)胞核遺傳系統(tǒng)。因此，線粒體為半自主性細(xì)胞器(semiautonomous organelle)★五、核編碼蛋白質(zhì)的線粒體轉(zhuǎn)運(yùn) 輸入線粒體的蛋白大多是在細(xì)胞質(zhì)中合成后再運(yùn)送的，蛋白質(zhì)分子以前體形式存在。前體蛋白在線粒體外保持非折疊狀態(tài)這種前體蛋白質(zhì)與線粒體內(nèi)的成熟蛋白質(zhì)相比，具有兩個(gè)明顯特征： ①前體蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型是以解折疊狀態(tài)存在。②前體的N末端含有一稱為導(dǎo)肽的前導(dǎo)序列。導(dǎo)肽：蛋白質(zhì)N端有一段2080氨基酸組成的基質(zhì)導(dǎo)入序列(matrixtargeting sequence, MTS)，在線粒體內(nèi)膜和外膜上有其相應(yīng)的受體。導(dǎo)肽具有牽引、識(shí)別、將蛋白質(zhì)導(dǎo)入線粒體的作用。解折疊狀態(tài)：絕大多數(shù)前體蛋白都要和一種稱之為熱休克蛋白70（heat shock protein 70，hsp70）的分子伴侶結(jié)合，從而防止前體蛋白行成不可解開的構(gòu)象。多肽鏈穿越線粒體膜前體蛋白一旦和受體結(jié)合后，就和外膜和內(nèi)膜上的膜通道發(fā)生作用進(jìn)入線粒體。前體蛋白進(jìn)入線粒體基質(zhì)后，mthsp70一個(gè)接一個(gè)的結(jié)合在蛋白質(zhì)線性分子上，像齒輪一樣將蛋白質(zhì)“鉸進(jìn)（hand over hand）”基質(zhì)，這一過程也需要消耗ATP。3. 多肽鏈進(jìn)入線粒體基質(zhì)的再折疊蛋白質(zhì)進(jìn)入線粒體基質(zhì)后，必須恢復(fù)其天然構(gòu)象以行使功能。在mthsp70和Hsp60的幫助下，前體蛋白進(jìn)行正確折疊。 由轉(zhuǎn)運(yùn)肽酶切除導(dǎo)肽，成為成熟的線粒體基質(zhì)蛋白?！锛?xì)胞氧化(cellular oxidation)：在酶的催化下氧將細(xì)胞內(nèi)各種供能物質(zhì)氧化而釋放能量的過程。由于此過程中，要消耗O2釋放CO2和H2O，故又稱細(xì)胞呼吸?！铩锛?xì)胞氧化基本過程⑴糖酵解：在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)過程不需要氧————無氧酵解。⑵乙酰輔酶A生成：線粒體基質(zhì)或內(nèi)膜上進(jìn)行。⑶三羧酸循環(huán)：在線粒體基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行⑷電子傳遞和氧化磷酸化：在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行?！?分子葡萄糖徹底氧化生成36個(gè)ATP：糖酵解2個(gè)，三羧酸循環(huán)2個(gè)，內(nèi)膜上呼吸氧化過程：32個(gè)化學(xué)滲透學(xué)說①線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈同時(shí)起質(zhì)子（H+）泵的作用，可以在電子傳遞的同時(shí)將質(zhì)子（H+）從線粒體基質(zhì)腔（內(nèi)室）轉(zhuǎn)移到膜間腔（外室）。②線粒體內(nèi)膜上的基粒（ATP酶復(fù)合體）也能可逆地跨線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)子（H+），一方面：它可以水解ATP產(chǎn)生能量將質(zhì)子從內(nèi)室轉(zhuǎn)移到外室；另一方面：當(dāng)外室存在大量質(zhì)子時(shí)使線粒體內(nèi)膜內(nèi)外存在足夠的質(zhì)子電化學(xué)梯度，質(zhì)子則從外室通過基粒（ ATP酶復(fù)合體）F0上的質(zhì)子通道進(jìn)入內(nèi)室同時(shí)驅(qū)動(dòng)F1因子中ATP酶利用這