医学细胞生物第五版知识点大全 - 图文

医学细胞生物学复习知识点

【第一章---绪论】

第一节 细胞生物学概述

? 地球上所有生物均由细胞构成，细胞是生物体结构和功能的基本单位。 一、细胞生物学的概念与研究内容

1. 概念

细胞生物学是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。

研究内容分三个层次：

显微（细胞）水平----光学显微镜技术 亚显微（亚细胞）水平---电子显微镜技术 分子水平---分子生物学技术、生物物理学方法

2. 研究内容 研究对象：细胞

研究特点：结构与功能相结合

关注细胞间的相互关系，阐明生物体的生命现象的机制和规律，包括： ⑴ 生长、发育 ⑵ 分化、繁殖 ⑶ 运动

⑷ 遗传、变异 ⑸ 衰老和死亡

细胞遗传学 基因组学 （genomics） 细胞生理学 新兴领域 蛋白质组学（proteomics）

分支学科 细胞社会学 细胞组学（cytomics）

膜生物学 染色体生物学

干细胞生物学

细胞生物学研究的常用模式生物 细菌---基因调控、细胞周期等 酵母---蛋白质分泌和膜的起源 线虫---细胞凋亡的调控 果蝇---分化细胞系的产生

斑马鱼---脑和神经系统的形成和功能 小鼠---(包括培养细胞)肿瘤等疾病模型 拟南芥---器官的发育和模式

二、 细胞生物学在生命科学中的地位

? 生命科学的重要分支学科、生命科学的基础学科、现代生命科学中的前沿学科之一、生

命科学中最为活跃的研究领域之一 细胞生物学的两种重要研究方式：

1. 表型特征 分子机制

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2. 生物大分子 其对细胞功能或行为的影响

因此，细胞生物学也被称为: 细胞分子生物学 或 分子细胞生物学

第二节 细胞生物学发展的几个主要阶段 一、细胞的发现与细胞学说的创立 1. 细胞的发现

? 1665年英国物理学家Robert Hooke观察到了软木塞中的蜂窝状小室，并将其命名为

cell（细胞）。 ? 自1677年开始，荷兰科学家A. Van Leeuwenhoek用自制的高倍放大镜和显微镜观察

到了包括精子、细菌在内的活细胞。

2.细胞学说的创立

? 1838-1839年施莱登和施旺提出了细胞学说（Cell Theory）。

基本内容：一切生物，从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。

? 1855年R. Virchow提出“一切细胞只能来自原来的细胞”，完善了细胞学说。 细胞学说创立的意义： ? 推动作用

? 19世纪自然科学的三大发现之一 二、光学显微镜下的细胞学研究 19世纪中叶到20世纪初期 技术：固定和染色

发现：无丝分裂 中心体

有丝分裂 线粒体 减数分裂 高尔基体

三、实验细胞学阶段

20世纪初期到20世纪中叶

主要特点：采用多种实验手段研究细胞的生化代谢和生理功能 主要工作：

? Morgan“基因学说”： 基因是遗传性状的基本单位 ? 组织培养技术

? 检测细胞中核酸的方法

? 从活细胞中分离出细胞核和各种细胞器 四、细胞生物学的诞生与发展

? 电子显微镜的发明和20世纪中叶分子生物学的发展，标志着亚显微结构与分子水平相

结合的细胞生物学的开端

4.1 电子显微镜的应用使细胞学研究深入到亚显微水平

? 1933年： 德国E. Ruska等人发明了电子显微镜（透射电镜）

? 1940-1980：电镜的技术不断革新，明确了过去在光镜下看到的高尔基体和线粒体； 发现了过去在光镜下看不到的细胞器:内质网、溶酶体、核糖体、细胞骨架结构 4.2 分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展

? 1952年RE. Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射照片。1953年她认为DNA是一

种对称结构，可能是螺旋。

? 1953年， Watson和Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962 年诺贝尔生

理学与医学奖 。

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1953-1970：分子生物学进入一个快速的发展时期：

? 证明 DNA 复制为半保留复制

? 发现“中心法则”（central dogma: DNA→RNA→蛋白质

? 发表三联体密码假说、确定了DNA中编码氨基酸的“密码子” ? 建立了 DNA 重组技术和DNA序列分析技术 以上理论和技术的建立，使细胞的形态结构和生理功能研究深入到分子水平，形成了从分子水平、亚细胞水平和细胞整体水平来探讨细胞生命活动的学科，即细胞生物学(Cytology发展为Cell Biology开始于20世纪60年代)。

DNA双螺旋模型提出之后,伴随一系列分子生物学技术的建立，使细胞生物学与分子生物学紧密结合。让人们能够在分子水平上探索细胞的各种生命活动。从此细胞生物学的研究进入分子细胞生物学时代。

五、细胞生物学的发展趋势

单个细胞显微、亚显微、 生物个体水平研究细胞功能的分子基础，分子水平的研究 研究细胞间相互作用、分工协作的社会关系。

第三节 细胞生物学与医学

1. 细胞生物学是现代医学的基础和支柱学科 ? 医学要解决的问题：

是阐明人的生、老、病、死等生命现象的机制和规律，并对疾病进行诊断、治疗和预防 ? 细胞是体现人类生、老、病、死之单位：

人类生命从受精卵开始，经过胎儿、新生儿、幼年、成年、老年直至死亡等过程，这些 过程都是以细胞为单位进行的

? 细胞的结构损伤和功能紊乱是的疾病的本质所在： 癌症：是正常细胞癌变的结果

糖尿病：是胰岛细胞受损或机体细胞失去对胰岛素的反应 阿尔茨海默病（老年痴呆症）：胆碱能神经元进行性死亡 帕金森病：多巴胺能神经元受损 2. 医学细胞生物学的概念

医学细胞生物学作为细胞生物学的一个重要分支，所要探讨的主要是与医学相关的细胞生物学问题，这些问题往往是疾病发生发展的基础。

以揭示人体各种细胞在生理和病理过程中的生命活动规律为目的，期望能对人体各种疾病的发病机制予以深入阐明，为疾病的诊断、治疗和预防提供理论依据和策略，这就是医学细胞生物学的主要研究内容。

细胞生物学是转化医学研究的基石 ：转化医学强调将基础研究与解决患者实际问题相结合，实现从“实验室到床边”的转化。

【第二章---细胞的概念与分子基础】

一、原核细胞与真核细胞的区别？ 二、细胞的化学组成是什么？

三、如何理解细胞组分及其表现形式的动态变化

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第一节 细胞的基本概念

自然界中的生物：可区分为3个域 细菌域生物(prokaryotic cell)：原核细胞 古菌域生物（archaeon）：古核细胞 真核域生物(eukaryotic cell)：真核细胞

一、原核细胞

种类：支原体---最小最简单的细胞；细菌---原核细胞的典型代表。 原核细胞的特点：

? 结构简单，仅由细胞膜包绕；细胞质内含有DNA区域，但无被膜包围。 ? 胞质内没有细胞器，但有核糖体(70S,大亚基50、小亚基30）。

? 在裸露的环状DNA分子中，基因的编码序列排列在一起，无内含子。 ? 蛋白质合成特点：转录与翻译同时进行。

细菌结构示意图

二、真核细胞

? 高等生物由真核细胞组成 ? 真核细胞的形态：多样

? 真核细胞的大小：10-20μm,但卵细胞大。 真核细胞的基本结构：

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细胞膜

光学显微镜下 细胞质

细胞核（可看到核仁） （光镜下的结构称显微结构）

胞质中可看到: 膜性细胞器:内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物

电子显微镜下 酶体、线粒体; 细胞骨架: 微管、微丝、中间纤维. 胞核中可看到：染色体、核骨架. （电镜下的结构称亚显微结构） 三、原核细胞与真核细胞的比较

第二节 细胞的分子基础(细胞的化学组成) 细胞中的化学元素

基本元素：C、H、O、N (占90%)、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg 、Fe (此12种占99.9%) 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I、Li、Ba 一、组成细胞的生物小分子 1. 无机化合物：水和无机盐 (1) 水：含量最多（70%） 存在形式：

? 游离水，细胞代谢反应的良好溶剂

? 结合水，与蛋白质分子结合，是细胞结构的重要成分。

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第二节 小分子物质和离子的穿膜运输

物质跨膜运输可以分为被动运输和主动运输两大类 被动运输 简单扩散 易化扩散

一、简单扩散（simple diffusion） ⑴ 特点

? 溶质分子通过质膜进行自由扩散，不需要膜转运蛋白协助。 ? 转运是由高浓度向低浓度方向进行，所需要的能量来自高浓度本身所包含的

势能，不需要细胞提供能量。

膜的选择通透性

? 易于通过膜的物质 脂溶性物质

不带电荷小分子物质

? 不易通过膜的物质 带电荷物质

大分子物质

⑵ 条件

? 溶质必须能透过膜；

? 溶质在膜两侧保持一定的浓度差。

二、易化扩散（facilitated diffusion） 1.定义

在特异性的膜运输蛋白介导下，一些非脂溶性 （或亲水性）的物质顺电化学梯度的跨膜转运。 不消耗细胞的代谢能，属于被动运输。

膜运输蛋白（membrane transport protein）是指细 胞膜上负责转运不能通过简单扩散穿膜的物质的 蛋白质。如负责转运各种离子、葡萄糖、氨基酸、 核苷酸及各种代谢产物的载体蛋白和通道蛋白。 ? 载体蛋白（carrier）：

与特定溶质分子结合，通过构象改变进行物质转运，既介导被动运输又介导主动运输。 2.特点

? 具有选择性、特异性

? 转运速率远高于直接穿膜的简单扩散，但低于通道 ? 具有饱和性，存在最大转运速度

门控通道的类型 ⑴ 配体门控通道 ? 离子通道型受体

? 与胞外特定配体结合后构象改变，“闸门”打开，允许某种离子快速跨膜转运。如乙酰

胆碱受体是典型的配体门控通道。 ⑵ 电压门控通道

? 跨膜电位的改变诱发通道蛋白构象变化，使通道开放，离子顺浓度梯度自由扩散通过细

胞膜。

? 通道开放时间只有几毫秒，随即迅速自发关闭。

? 电压门控通道主要存在于可兴奋细胞，如神经元、肌细胞及腺上皮细胞等。

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⑶ 应力激活通道

? 通道蛋白受应力作用，引起构象改变而开启“闸门”，离子通过亲水通道进入细胞，引

起膜电位变化，产生电信号。

? 如内耳毛细胞感受声波震动——听觉的产生 离子通道的特点 介导被动运输；

对离子有高度选择性； 转运速率高；

不持续开放，受“闸门”控制。

水通道介导水的快速转运 1.定义：

细胞膜上由水孔蛋白（aquaporin，AQP）形成的专一性转运水分子的通道。 2.水通道蛋白的结构

水通道在质膜上是由四个对称排列的圆筒状亚基包绕而成的四聚体，每个亚基(即一个AQP1分子)的中心存在一个只允许水分子通过的中央孔，孔的直径约0.28nm，稍大于水分子直径。 3.水通道的特点

（1）持续开放的膜通道蛋白。

（2）转运速度快：一个AQP1通道蛋白每秒钟可允许3×109个 水分子通过。 （3）水分子移动方向完全由膜两侧的渗透压差决定。

被动运输（passive transport）小结 比较简单扩散和易化扩散 运输方式 主动or被动运输？ 运输方向 是否需要膜运输蛋白？ 是否消耗能量？ 溶质 转运速度

简单扩散 易化扩散

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三、主动运输 ? 主动运输定义

载体蛋白介导的物质逆电化学梯度、由低浓度一侧向高浓度一侧进行的穿膜转运方式。与某种释放能量的过程相偶联，能量来源包括ATP水解、光吸收、电子传递、顺浓度梯度的离子运动等。

? 主动运输的特点

（1）低浓度→高浓度运输。 （2）需要能量。

主动运输所需的能量来源主要有：通过水解ATP获得能量或离子浓度梯度势能 （3）都由载体蛋白介导。

? 主动运输的分类 原发性主动运输 继发性主动运输 1、原发性主动运输(primary active transport)：

原发性主动转运是指细胞直接利用代谢产生的能量将物质（通常是带电离子）逆浓度梯度或电位梯度进行跨膜转运的过程。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵(ion pump)。 ? ATP驱动泵 特点：

? 属穿膜蛋白，在膜的胞质侧有一个或多个ATP结合位点，能够水解ATP使自身磷酸化，

利用ATP水解所释放的能量将被转运分子或离子从低浓度向高浓度转运，所以常称之为“泵”。

? 具有专一性,如钠钾泵、氢泵、钙泵等。

ATP驱动泵类型 P-型离子泵：驱动阳离子跨膜转运，如钠钾泵。

V-型质子泵：需ATP供能，对H+的转运。

F-型质子泵：合成ATP，在能量转换中起重要作用，如线粒体ATP酶。 ABC转运体：参与糖、氨基酸及小分子物质的运输。

? Na+-K+泵（Na+-K+-ATP酶） ? 结构组成:

由2个α亚基（大亚基）和2个β亚基（小亚基）组成。α亚基是一个多次穿膜的膜整合蛋白，具有ATP酶活性，β亚基具有组织特异性，功能不清楚。 ? 功能 1°水解一个ATP分子

2°向细胞外输出3个Na+，转入2个K+

3°维持渗透压平衡、保持细胞容积恒定、产生和维持膜电位、为某些物质的

吸收提供驱动力。

4°为蛋白质合成及代谢活动提供必要的离子浓度。

2、继发性主动运输（secondary active transport） 间接利用ATP能量的主动转运过程。即逆浓度梯度或逆电位梯度的转运时，能量非直接来自ATP的分解。 ⑴ 特点

? 由Na+-K+泵（或H+泵）建立离子电化学梯度，载体蛋白间接消耗ATP所完成的主动

运输方式。

? 物质穿膜运动所需要的直接动力来自膜两侧离子的电化学梯度的势能。 ⑵ 协同运输类型

? 共运输（symport）：物质运输方向与离子转移方向相同，如：小肠细胞对葡萄糖的

吸收伴随着Na+的进入。

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? 对向运输（antiport）：物质运输方向与离子转移的方向相反，如动物细胞常通过

Na+/H+反向协同运输的方式来转运H+以调节细胞内的pH值。

第三节 大分子和颗粒物质的穿膜运输 小泡运输（vesicular transport）

? 定义：大分子和颗粒物质被运输时并不穿过细胞膜，物质进出是由膜包围，形成囊

泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运过程。 ? 发生位点：质膜及胞内各种膜性细胞器之间的物质运输。 ? 作用：促进细胞内外物质交换、信息交流等。 胞吞（endocytosis）

? 定义：指质膜内陷，包围细胞外物质形成胞吞泡，脱离质膜进入细胞内的转运过程 ，

又称入胞或内吞。

? 类型：根据胞吞物质的大小、状态及特异程度不同分为吞噬、胞饮和受体介导的胞

吞。

? 吞噬（phagocytosis）

? 定义：细胞膜凹陷或形成伪足，摄入直径大于250nm的颗粒物质（如细

菌、细胞碎片等）的过程，形成的小囊泡称吞噬体（phagosome）或吞噬泡（phagocytic vesicle）。

? 细胞：具有吞噬功能的细胞——中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞。 ? 功能：在机体防御系统中发挥重要作用 。 ? 胞饮（pinocytosis）

? 定义：细胞质膜内陷，非特异性摄入溶质或液体的过程，形成的小囊泡称

胞饮体(pinosome)或胞饮泡（pinocytic vesicle）。

? 细胞分布：常见于巨噬细胞、白细胞、毛细血管内皮细胞、肾小管内皮细

胞、小肠上皮细胞等。

? 受体介导的胞吞 （receptor-mediated endocytosis）

? 定义：细胞通过受体的介导摄取细胞外特异性蛋白质或其他化合物的过

程。为细胞提供了高效、选择性地摄取细胞外大分子物质的方式。 ? 特点：具有选择性和高效性。

胞吐（exocytosis）

? 定义：细胞内合成的物质通过膜泡转运至细胞膜，与质膜融合后将物质排出细胞外

的过程称为胞吐作用，也称为外排或出胞。

? 胞吐作用分为两种类型 连续性分泌（constitutive secretion） 受调分泌（regulated secretion）

? 连续性分泌

? 定义：连续性分泌途径指分泌蛋白在粗面内质网合成后，转运至高尔基复

合体修饰、浓缩、分选、装入分泌膜泡，随即被运送到细胞膜，与质膜融合，将分泌物排出的过程。

? 分布：普遍存在于所有的动物细胞中 ? 受调分泌

? 定义：调节性分泌途径是指细胞分泌蛋白合成后被储存于分泌囊泡内，只

有当细胞接受到细胞外信号的刺激，才能启动胞吐过程，将分泌物释放到细胞外。

? 分布：存在于分泌激素、酶、神经递质的特化细胞中。

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【第五章 细胞的内膜系统】

1. 掌握内膜系统的概念及结构组成。

2. 掌握糙面内质网、光面内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体的主要化学

组成、结构特征与生理功能。

3. 熟悉内膜系统之间在结构、功能及来源发生上的相互关系。 4. 熟悉囊泡的主要类型及其在胞内物质转运中的重要作用。 细胞内膜系统:

? 真核细胞特有的结构

? 与原核细胞相互区别的重要标志之一

? 在结构、功能或发生上相互关联的一些由膜围绕的细胞器（核膜、内质网、高尔基体、

溶酶体、过氧化物酶体和各种小泡）；相互分隔成封闭性区室且各有一套独特的微环境。有相对固定的比邻关系；各部分互不干扰、但又互相依存、高度协调地进行各种代谢活动。

? 主要功能是蛋白质的合成和分选

核糖体(ribosome) （不属于细胞内膜系统）

? 又名核蛋白体，没有膜包裹的颗粒状细胞器，蛋白质合成的机器，普遍存在于原核

细胞和真核细胞中。

? 核糖体唯一的功能是按mRNA的指令指导氨基酸高效而精确地合成蛋白质或多肽 一． 化学组成和基本类型

RNA：60%，构成核糖体的骨架 蛋白质：40%

两种基本类型：

70S的核糖体 原核细胞

2500 X 103 真核细胞 线粒体内的核糖体 叶绿体内的核糖体

80S的核糖体： 除线粒体、叶绿体以外的真核细胞的核糖体 4800 X 103

分布 原核细胞：大部分核糖体游离存在

真核细胞：大部分为附着核糖体 二．核糖体的结构

电镜下：颗粒状 大亚基

小亚基

一般以游离状态存在，只有当小亚基与mRNA结合后，大亚基才与小亚基结合，

形成完整的核糖体。

三．细胞内分布与蛋白质合成

分布 附着核糖体 — 附着在粗面内质网上（合成分泌蛋白和膜蛋白） 游离核糖体 — 游离在细胞质中（合成基础性蛋白）

多聚核糖体： 多个核糖体结合到一条mRNA链上排列，形成蛋白质合成的功能单位 附着和游离核糖体的结构和功能相同，不同点在于合成蛋白质的种类不同。

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? 质子顺梯度回流并释放出能量，驱动结合在内膜上的ATP合酶，催化ADP磷酸化合

成ATP。

? mtDNA突变与疾病

? 线粒体含有自身独特的环状DNA，但其DNA是裸露的，易发生突变且很少能修复。 ? 以线粒体结构和功能缺陷为主要疾病原因的疾病常称为线粒体疾病（mitochondrial

disorders）。

? 疾病过程中的线粒体变化

? 线粒体对外界环境因素的变化很敏感，一些环境因素的影响可直接造成线粒体功能

的异常。

? 随着年龄的增长，线粒体的氧化磷酸化能力下降。 ? 线粒体脑肌病（Kearns-Sayre syndrome）

? 病症：从眼部到心脏

? 影像学特征：CT可发现基底节区对称性钙化，脑萎缩；MRI发现中枢神经系统高代

谢区多发、游走性的信号异常，长T1长T2信号，FLAIR及DWI 为高信号，病变区脑回肿胀，但无水肿及占位效应，不按血管分布；MRS是发现本病的最早方法，可见NAA降低和Lac 升高。 ? 病因：mtDNA的缺失

【第七章 细胞骨架与细胞的运动】

1. 掌握细胞骨架的概念及基本组成成分。

2. 掌握微管、微丝、中间纤维的结构、组成、装配及其功能。 3. 熟悉微管、微丝、中间纤维的形态及影响其组装的因素。

细胞骨架 (cytoskeleton)：

是指真核细胞质中的蛋白纤维网架体系，对于细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质的运输、染色体的分离和细胞分裂等均起着重要作用。细胞骨架的多功能性依赖于三类蛋白质纤维：微管、微丝和中间纤维。

细胞骨架研究方法 考马斯亮蓝染色

荧光抗体标记 电子显微镜

第一节 微管（microtubule） 一、微管蛋白与微管的结构 1、电镜下的微管(24～26nm) 2、微管蛋白（tubulin）

α-微管蛋白、 β-微管蛋白 、γ-微管蛋白

? 在α-微管蛋白和β-微管蛋上各有一个GTP结合位点、Mg2+、Ca2+结合位点和一个秋水

仙素结合位 ? γ-微管蛋白

定位于微管组织中心（microtubule organizing center ，MTOC）

MTOC 在空间上为微管装配提供始发区域，控制着细胞质中微管的形成、数量、位置、

极性确定和细胞分裂。

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3、微管的结构

微管以微管蛋白α、β异二聚体为基本构件。

微管中微管蛋白二聚体头尾相接形成原纤维，再经过原纤维的两端和侧面增加二聚体扩展成为片层，当片层达到13根原纤维时即合拢成一段微管，然后新的异二聚体再不断增加到微管的两端使之不断延长。

微管蛋白异二聚体

A． 微管的结构模式图； B． 微管横切面电镜图像（右）

和其模式图

4、微管的三种存在形式

单管微管

二联管

Cilia(纤毛)、 flagella(鞭毛)

三联管

Centriole（中心粒）basal body（基体）

单管： 由13根原纤维组成，是细胞质中主要的存在形式，分散或成束分布，但不稳定，

易受低温、钙离子等因素的影响而发生解聚。

二联管：由A、B两根单管组成，A管有13根原纤维，B管有10根原纤维，与A管公用3

根原纤维，主要分布于纤毛和鞭毛内。

三联管：由A、B、C三根单管组成，A管有13跟原纤维，B管和C管均由10根原纤维组成，

分别与A管和B管公用3根原纤维，主要分布于中心粒及鞭毛和纤毛的基体中。

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? 二联管和三联管是比较稳定的微管结构 5.微管的极性

微管具有极性，正端（+）生长速度快，负端（-）生长速度慢，微管蛋白在正端的添加速度高于负端。

二．微管结合蛋白(microtubule associated protein，MAP)

这是一类以恒定比例与微管结合，调节微管活性的 一类蛋白，是维持微管结构和功能的必需成份。

1．微管结合蛋白的种类和特点

MAP-1、MAP-2、tau 主要存在于神经元中 MAP-4 广泛存在于各种细胞中

各种MAP的活性主要通过蛋白激酶和磷酸酶控制

不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域，执行特殊功能

例：在神经细胞中，tau只存在于轴突中，而MAP-2则分布于胞体和树突中。

三、微管的装配与动力学 （一）微管装配的特点

1、微管的装配主要表现为动态不稳定性 ? 该模型认为，微管组装过程不停地在增长和缩短两种状态中转变，表现动态不稳定 性；

? 微管组装时，游离微管蛋白的浓度和GTP水解成GDP的速度决定微管的稳定性： 2、微管的装配过程可分三个时期： ? 成核期（nucleation phase）

管蛋白聚合成短的寡聚体（核心） 片状 微管

? 聚合期（polymerization phase）

聚合速度大于解聚速度，微管延长

? 稳定期（steady state phase）

聚合速度等于解聚速度（游离管蛋白达到临界浓度） （二）微管的体外装配

微管蛋白异二聚体达到临界浓度(1mg/ml)、有Mg2+存在，（无Ca2+）、pH6.9、37℃、异二聚体即聚合成微管，同时需要由GTP提供能量。

极性装配 ：

装配快的一端（β微管蛋白）为（+）极， 装配慢的一端（α微管蛋白）为（-）极 踏车现象：组装和去组装达到平衡 （三）微管的体内装配

? 微管的装配起始于微管组织中心，主要作用是帮助细胞质微管装配过程中成核

? γ-TuRC可形成含有10-13个γ微管蛋白分子的环状结构，可刺激微管核心形成， 并包裹微管负端，阻止微管的掺入

? 微管组织中心在中心体中，是微管装配的起始结构

? 微管组织中心主要存在部位：中心体和纤毛、鞭毛的基体

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A.中心体的无定形蛋白基质中含有γ微管蛋白环,它是微管生长的起始部位; B.中心体上的γ微管蛋白环;

C.中心体与附着其上的微管,负端被包围在中心体中,正端游离在细胞质中;

(四)影响微管组装和解聚的因素

2+ pH、37 ℃ 、 GTP、Mg

2+ 0～ 4 ℃ 、Ca

微管蛋白的临界浓度

微管特异性药物：

抑制微管组装的药物：秋水仙素、长春新碱 稳定微管的药物 ：紫衫醇

四、微管的功能

（一）构成网状支架，支持和维持细胞的形态 （二）参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成 （三）参与细胞内物质的运输

微管为细胞内物质的运输提供轨道，通过马达蛋白完成物质运输任务: 1、马达蛋白（motor protein）

? 指介导细胞内物质沿细胞骨架运输的蛋白质 (利用ATP水解产生的能量驱动自携 带运载物沿着微管或肌动蛋白丝运动的蛋白) ? 可分为三个不同的家族： （1）驱动蛋白（kinesin） 以微管作为运行轨道

（2）动力蛋白（dynein） （3）肌球蛋白（myosin） 肌动蛋白纤维作为运行轨道

微管为细胞内物质的运输提供轨道，通过马达蛋白完成物质运输任务.

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头部：具有ATP酶活性，水解ATP产生能量 尾部：与被转运组分结合

（四）维持细胞内细胞器的空间定位和分布

参与内质网、高尔基复合体 、纺锤体的定位 （五）参与染色体的运动，调节细胞分裂 （六）参与细胞内信号传导

微管参与 Hedgehog、 JNK 、 Wnt 、 ERK及 PAK蛋白激酶信号传导通路。信号分 子可直接与微管作用或通过马达蛋白和一些支架蛋白来与微管作用；

第二节 微 丝（microfilament，MF）

概 述:微丝（microfilament，MF）是由肌动蛋白组成的细胞丝，因此又称肌动蛋白丝（actin filament）

一、肌动蛋白与微丝的结构 1.肌动蛋白的结构

微丝主要成分是肌动蛋白（G-actin）,有多种亚型。单体外观呈哑铃形，称G-肌动蛋白, 由2个亚基组成，具有阳离子（M2+和K+ 或 Na+）、ATP（或ADP）和肌球蛋白结合位 点；

2、肌动蛋白具有极性

微丝是由两条肌动蛋白单链聚合而成的双螺旋结构。肌动蛋白单体具有极性，装配时首尾相接形成螺旋状纤维，因此微丝也有极性，一端为相对迟钝和生长慢的负端（minus end）；另一端为生长快的正端（plus end）;

二．肌动蛋白结合蛋白(actin-binding protein）

是细胞内存在的一大类能与肌动蛋白单体或肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白 （有100多种）

按其功能可分为三大类：

①?? F-肌动蛋白的聚合有关的蛋白； ②?? 与微丝结构有关的蛋白； ③?? 微丝收缩有关的蛋白 ；

三、微丝的装配机制

（一）微丝的组装过程分为三个阶段

成核期：微丝组装的限速过程。

聚合期：肌动蛋白在核心两端聚合，正端快，负端慢。 稳定期：聚合速度与解离速度达到平衡。 （二）微丝组装的踏车模型和非稳态动力学模型

1 、踏车模型

在微丝装配时，当G-肌动蛋白达到一定浓度时，微丝出现一端因添加G-肌动蛋白单 体而延长，另一端因解聚释放肌动蛋白而缩短，微丝长度不变，表现踏车行为； 2、非稳态动力学模型

认为ATP是调节微丝组装的动力学不稳定性行为的主要因素,ATP-肌动蛋白浓度与其 聚合速度呈正比,其长度总是在延长和缩短的变化之中,呈动力学不稳定状态

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? 每个游离肌动蛋白单体带有1个ATP，聚合后水解为ADP，促进解聚 ? 微丝在体内装配时也有成核作用，发生在质膜

质膜下具有较高密度、由微丝和各种微丝结合蛋白组成的网状结构，称为细胞皮层（cell cortex），具有很高的动态性，为细胞膜提供强度和韧性，维持细胞的形态。 （三）影响微丝组装的因素 2+

++

ATP、 Mg、高Na、高K

1、G-肌动蛋白 + + F- 肌动蛋白

Ca2+、低Na和低K 2、影响微丝组装的药物

细胞松弛素B（cytochalasin B）：抑制微丝聚合作用 鬼笔环肽：与聚合的微丝结合，抑制微丝解聚

四、微丝的功能

（一）构成细胞的支架，维持细胞形态

细胞质膜下方的应力纤维（stress fiber） ，维持细胞的形状，赋予细胞韧性和强度 （二）参与细胞的运动

? 在非肌细胞的多种运动形式：变形运动、胞质环流、细胞的内吞和外吐用、器官发 生等

? 细胞变形运动 ： ①肌动蛋白的聚合形成伪足

②伪足与基质之间行成新的锚定点；

③以附着点为支点向前移动（肌动蛋白纤维的解聚）；

? 微丝装配的成核作用及微丝网络的形成 （三）参与细胞的分裂（胞质分裂 cytokinesis）

收缩环（contractile ring）:

质膜下微丝通过α-辅肌动蛋白与质膜相连，靠肌动蛋白和肌球蛋白-Ⅱ的相对滑动 收缩。

（四）微丝参与肌肉收缩

粗肌丝由肌球蛋白组成， 细肌丝由三种蛋白组成， 肌肉收缩是粗肌丝和细肌丝相互滑动的结果 （五）参与细胞内物质运输

马达蛋白家族中的肌球蛋白（myosin）它们以微丝作为运输轨道参与物质运输活动。 微丝通过与肌球蛋白的相互作用参与了细胞内的物质运输。 （六）参与细胞内信息传递

细胞表面的受体在受到外界信号作用时，可触发质膜下肌动蛋白的结构变化，从而 启动细胞内激酶变化的信号传导过程。

第三节 中间纤维

概 述： 特点：直径10nm左右，介于微丝和微管之间，是最稳定的细胞骨架成分;种类复

杂，具有组织细胞特异性 功能：主要起支撑作用;

分布：在细胞中围绕着细胞核成束或成网，分布广泛（细胞质膜、核）

一、中间纤维的结构和类型

（一）中间纤维是丝状蛋白多聚体

中间纤维的单体（亚基）是长的线性蛋白（50多种）， 由头部、杆状区和尾部三部

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分组成，各种中间丝蛋白之间的区别主要取决于头、尾部的长度和氨基酸顺序 (二)中间纤维蛋白的类型和分布

二、中间纤维的装配和调节 1、装配

中间纤维组装的基础亚单位：四聚体

二聚体的反向平行排列说明四聚体以及由其形成的高级结构中间纤维都是非极化结 构。 2、调节

中间纤维的组装和去组装是通过磷酸化和去磷酸化进行控制的；

中间纤维蛋白丝氨酸和苏氨酸残基的磷酸化作用是中间纤维动态调节最常见最有效的 调节方式；

三、中间纤维的功能

（一）形成细胞内完整的网状骨架系统

? 外与质膜和细胞外基质联系，内与核膜、核基质联系，形成贯穿整个细胞的网络系 统，起着广泛的骨架功能。

（二）为细胞提供机械强度支持 （三）参与细胞连接

? 参与黏着连接中的桥粒连接和半桥粒连接，在细胞中形成网络，维持细胞形态，提 供支持力。

（四）参与细胞内信息传递及物质运输

? 中间纤维外连质膜和胞外基质，内达核骨架，形成一个跨膜的信息通道；

? 中间纤维与mRNA的运输有关，胞质mRNA锚定于中间纤维可能对其在细胞内的 定位及是否翻译起重要作用；

（五）维持细胞核膜稳定

? 在细胞核内膜的下面有一层由核纤层（中间纤维）蛋白组成的网络，对于细胞核形 态的维持具有重要作用；

（六） 参与细胞分化

? 不同类型的 IF 严格地分布在不同类型的细胞中，具有组织细胞的特异性。多数肿 瘤细胞表达其来源细胞 IF;

? 发育不同阶段的细胞，会表达不同类型的中间纤维，是细胞分化的标志。

第四节 细胞骨架与疾病 一、细胞骨架与肿瘤

? 恶性肿瘤细胞中细胞骨架结构破坏，微管解聚，数量减少； 微丝应力纤维破坏和 消失等，使瘤细胞浸润转移

? 微管和微丝可作为肿瘤化疗药物的作用靶点（长春新碱、秋水仙素和细胞松弛素 等）抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡

? 肿瘤细胞通常继续表达其来源细胞特征性中间纤维类型，已经作为临床病理肿瘤 诊断的有力工具。

二、细胞骨架蛋白与神经系统疾病

? 阿茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）

脑神经元中有大量损伤的神经元纤维，并存在高度磷酸化Tau蛋白的积累。

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? 早老性痴呆、帕金森病

患者的神经细胞内都有高度磷酸化的NF-H存在。 ? 亨廷顿舞蹈病（Huntington disease ）

胞浆内含有MT和MF聚合蛋白 Slal 三．细胞骨架与遗传性疾病

? 先天性纤毛、鞭毛异常综合症

基因突变，使纤毛、鞭毛结构中具有ATP酶活性的动力蛋白臂缺失或缺陷，使上皮组织 纤毛运动麻痹，精子尾部鞭毛不能运动 ? 单纯性大疱性表皮松解症：

由于角蛋白14(CKl4)基因发生突变，患者表皮基底细胞中的角蛋白纤维网受到破坏所 致，

? 核纤层蛋白病(laminopathies)

是由LMNA基因及其编码核纤层蛋白lamin A/C异常引起的遗传病，如 肌营养不良、腓 骨肌萎缩症 、肢带型肌营养不良 、扩张性心肌病伴心脏传导阻滞和早老症 等。

【思考题】 名词解释:

细胞骨架、微管组织中心（MTOC）、马达蛋白、动力蛋白、驱动蛋白、中心粒、收缩环 问答题：

1．何谓细胞骨架？简述细胞骨架各类成分的基本结构特征及功能；

2．为什么说细胞骨架是一种动态结构？这种特性对细胞的生命活动有什么意义？

3．细胞的结构与功能密切相关，以细胞骨架在细胞周期活动过程中的作用为例说明之； 4．在细胞骨架的研究中，特异性工具药起了什么作用？ 5、与细胞骨架有关的疾病

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【第八章 细胞核（nucleus）】

1. 掌握核膜、核孔复合体结构组成及功能。

2. 掌握染色质与染色体的概念、化学组成、包装过程以及染色体的形态结构。 3. 掌握核仁的超微结构和功能、核纤层的结构与功能、核骨架的化学构成及功能。 4. 熟悉细胞的核型与染色体带型。 5. 了解细胞核与疾病的关系。

第一节 核膜（ nuclear membrane ） 一、核膜的化学组成

主要成分是蛋白质和脂类，此外还有少量的DNA和RNA。所含有的酶类和脂类都与内 质网相似。 二、核膜的结构

? 在电镜下，核膜是由内外层核膜、核周隙、核孔复合体和核纤层等结构组成。 ? 因内、外层核膜的组成成分和结构都有差异，因此核膜是一种不对称的双层膜结构。 （一）外核膜、内核膜与核周隙

? 外核膜与粗面内质网相连接 ? 内核膜表面光滑包围核质

? 核周隙为内、外核膜之间的缓冲区

（二）核孔复合体

核孔复合体的结构（捕鱼笼式（fish-trap）结构模型）

①胞质环：环上对称分布8条短纤维，并伸向细胞质；

②核质环：环上对称分布8条长约100nm的纤维并伸向核内，纤维末端形成一个

由8个颗粒组成的直径约60nm的小环，构成捕鱼笼似的结构，称核篮；

③ 辐 ： 柱状亚单位：起支撑作用

腔内亚单位：起锚定核孔复合体的作用 环状亚单位

④中央栓：又称中央颗粒，位于核孔复合体中心部分，成颗粒状或棒状，其在核质

交换中发挥一定的作用。

（三）核纤层（nuclear lamina）

? 是位于内核膜内侧与染色质之间的一层由高电子密度纤维蛋白质组成的网络

片层结构（紧贴内核膜的纤维蛋白网）。 ? 主要化学成分是核纤层蛋白（lamin）。在哺乳类细胞中，核纤层是由3种属于

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中间纤维性质的多肽组成，分别称为核纤层蛋白A、B、C（laminA、laminΒ、 lamin C） ? 核纤层的功能

1、在细胞核中起支架作用

2、与核膜的崩解和重建密切相关

3、与维持间期染色质高度有序性及分裂期凝集成染色体相关； 4、参与DNA的复制

三、核膜的功能

（一）核膜为基因表达提供了时空隔离屏障 （二）核膜参与蛋白质的合成

抗体的形成首先出现在核膜的外层，外核膜附着核糖体也能合成少量膜蛋白； （三）核质之间的物质运输

1、被动扩散： 无机离子和小分子物质可以自由通过 2、主动运输： 大分子物质通过核孔复合体主动运输

｛核-质间的物质运输｝ 细胞质 核

< 5kD： H2O、K+、CI-、Ca2+、Mg2+、单糖、aa tRNA mRNA 核糖体亚单位

DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等

核膜

主动运输具有高度选择性，主要表现在： （1）直径大小可调节（可达26nm）

（2）是信号识别与载体介导的过程， 需要消耗能量； （3）具有双向性

1、亲核蛋白的输入

? 亲核蛋白（karyophilic protein）在细胞质中游离核糖体上合成，经核孔转运

入细胞核内执行功能的蛋白质；

? 一般都含有特殊的氨基酸序列，起到“定向”和“定位”的作用，从而保证蛋白

质通过核孔复合体向核内输入，这段特殊的信号序列命名为核定位序列 (nuclear localization sequence , NLS）

? 亲核蛋白必须通过和相应受体（输入蛋白）结合才可通过核孔复合体入核

2、RNA及核糖体亚基的核输出

输出蛋白：识别分子的受体，用来向细胞质中转运RNA或与RNA结合的蛋白质

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【思考题】 一、名词解释

核孔复合体、核纤层、亲核蛋白、 核定位信号、核输入蛋白、核输出蛋白 二、问答题

1、简述核膜的结构与功能

2、简述核孔复合体的物质运输特点

第二节 染色质与染色体(Chromatin & chromosome)

? 染色质(chromatin)是间期细胞核中由DNA和组蛋白构成的、能被碱性染料着色的物质，

是遗传信息的载体。

? 染色质与染色体是遗传物质在细胞周期不同阶段不同存在形式

一、染色质与染色体的组成成分 DNA （1）

组蛋白（histone）（1）

染色质

非组蛋白（0.5～1.5） RNA (0.05)

（一） DNA是遗传信息的载体

分三类：

①单一序列(unique sequnce)

结构基因 （60 ～ 70%）（ 800 ～1000bp）

②中度重复序列（medium repeated sequences）

rRNA、tRNA、组蛋白基因 、核糖体蛋白基因 (25%～40% ）（300bp + 150bp，重

复101～105 ）

③高度重复序列（highly repeated sequences）

着丝粒、端粒 DNA，(10 ～ 15%)（2～10 bp 重复10 5～ 106）

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一条功能性染色质DNA必须包含三类不同功能列序：复制源序列，着丝粒序列，端粒序列 （二）组蛋白（histone ）

是真核细胞染色体的基本结构蛋白

碱性蛋白 S期合成

H1、H2A、 H2B 、 H3、H4

自动聚合

抑制基因转录作用

通过乙酰化、磷酸化、甲基化调节

? 核小体组蛋白包括H2A、 H2B 、 H3、H4四种，分子量较小，这类组蛋白之间有 相互作用形成聚合体的趋势，从而可将DNA卷曲形成核小体。其在进化上高度保 守，无种属及组织特异性。 ? H1组蛋白由215个氨基酸残基组成，分子量较大，为连接组蛋白。 （三）非组蛋白（non-histpne）

酸性蛋白质、量少、种类多，具有种属和组织特异性复制、转录调控因子（参与DNA 复制、转录） （四）RNA ：

主要是mRNA、 tRNA 、rRNA、 hnRNA、基因转录产物

二、常染色质与异染色质（euchromatin and heterochromatin）

常染色质 异染色质

10nm 浅亮区

伸展状态的DNA 转录活性部位 S期早期复制

异染色质 组成性异染色质 （constitutive heterochromatin）

兼性异染色质 （facultative heterochromatin）

? 组成性异染色质（是异染色质的主要类型）

25-30nm 粗大颗粒

缠绕紧密的DNA 无转录活性 S期晚期复制

特点： 在所有细胞中都处于异染色质状态（凝缩），无转录活性，含大量高度重复序列，晚复制

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? 兼性异染色质

在不同类型细胞或不同发育阶段中呈凝聚状态的染色质（70%/总DNA），可转化为常染色质（例如，X染色质）

三、染色质组装成染色体（chromatin assembly ）

（一）核小体是染色质的基本结构单位（染色质的一级结构）

（二） 核小体进一步螺旋形成螺线管（染色质的二级结构） （三）螺线管进一步包装成染色体

染色体骨架---放射环结构模型

四、染色体的形态结构 （一）着丝粒

染色体的四种类型 中着丝粒染色体

亚中着丝粒染色体 近端着丝粒染色体 端着丝粒染色体

（二）着丝粒-动粒复合体介导纺锤丝与染色体的结合 1. 动粒（kinetochore ）

是由多种蛋白质组成的存在于着丝粒两侧的圆盘状结构，是细胞分裂时纺锤丝微管附着

的部位，与细胞分裂过程中染色体的运动密切相关。 （三）次缢痕

染色体上除主缢痕外的浅染缢缩部位，数量、位置和大小可作为鉴别染色体的标记。 （四）随体

近端着丝粒染色体短臂的末端球状结构

核仁组织区（nucleolar organizing region，NOR）

有随体的染色体次缢痕部位含有多拷贝rRNA基因，是组织形成核仁的区域（人13、14、15 、21、22号染色体次缢痕处） （五）端粒（telomere）

? 染色体两臂的末端由高度重复DNA序列构成的结构

? 维持染色体结构的稳定，参与染色体在核内空间排布，在细胞的寿命、衰老和死亡中起

作用

五、核型与带型

1、核型 （ karyotype ）：

指一个体细胞（somatic cell）中的全部染色体，按其大小和形态特征顺序排列所构成的图像 2、染色体的显带技术：

用特殊的染色方法使染色体在其长轴上显出明暗交替或染色深浅不同的横纹——带（band）。

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染色体病

? 染色体数目异常：Down syndrome: 21三体

先天性睾丸发育不全综合征(Klinefelter syndrome)

性腺发育不全(Turner syndrome，Turner综合征)，核型：45，X

? 染色体结构异常：猫叫综合征

染色质与染色体部分复习要点： 1、化学组成 2、染色质的组装 名词解释：

核小体、常染色质、异染色质、结构异染色质、兼性异染色质、X染色质、着丝粒与动粒、端粒 问答题：

常染色质与异染色质在结构与功能上有何异同？

第三节 核仁（nucleolus)

核仁是真核细胞间期核中最显著的细胞结构

一、核仁的主要化学成分

蛋白质:核糖体蛋白、组蛋白、非组蛋白、ATP酶、RNA 聚合酶、 RNA酶…… DNA： rDNA

RNA： 45s 、28s、18s、5.8s rRNA

二、核仁的结构

光镜下均质球体、折光性强、易被染色

电镜下裸露无膜的纤维网状结构,包括3部分 纤维中心

致密纤维组分 颗粒组分 （一）核仁纤维中心（FC）是分布有rRNA基因的染色质区 ? rDNA： 是编码rRNA的基因，串联排列在DNA袢环上。 ? 核仁组织者（nuclear organizer）：

袢环上的rRNA基因成串排列，通过转录产生rRNA， 组织形成核仁，称为核仁组织者；

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?

人类 rRNA的基因分布于13、14、15、 21、 22号5对染色体的次缢痕部位，它们共同构成的区域称为核仁组织者区 (nucleons organizer region，NOR) （二）核仁的致密纤维组分（DFC） ? 包含处于不同转录阶段的rRNA分子

? 主要成分：含有正在转录的rRNA分子，核糖体蛋白及某些特异性的RNA结合蛋白 （三）核仁的颗粒组分（GC）

? 由正在加工的rRNA及蛋白质构成

? 主要成分：由正在加工、成熟的核糖体亚单位前体颗粒构成， 颗粒成分的数量决定核

仁的大小

三、核仁的功能

（一）是rRNA基因转录和加工的场所 （二）核仁是核糖体亚基装配的场所

四、核仁周期

核仁是一种动态结构：核仁随细胞的周期性变化而变化，在细胞分裂前期消失，分裂末期又重新出现。

核仁部分复习要点 名词解释：

rDNA、核仁组织者、核仁组织区 问答题：

1、核仁的超微结构及功能

2、简述在核仁内是如何装配核糖体亚单位的？ 3、为什么说核仁是一种动态结构？

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第四节 核基质（ nuclear matrix ）

? 核基质是真核细胞间期核中除核膜、核纤层、染色质和核仁以外，以纤维蛋白成分为主

的纤维网状结构；

一、核基质的组成成分

二、核基质的功能

（一）是DNA复制的的支架 （二）参与基因转录和加工 （三）参与染色体构件 （四）与细胞分化有关

第五节 细胞核的功能 是细胞遗传物质的储存、复制、转录以及核糖体亚单位装配的场所，是细胞生命活动（增殖、分化、衰老、死亡）指挥控制中心

第六节 细胞核与疾病 ? 细胞核形态异常与肿瘤

肿瘤细胞核质比增高、畸形、核孔数目增加，核仁体积大、数目多、染色体数目、结构异常等

? 核转运异常与疾病

如雄激素受体(AR)基因突变导致AR不能正常入核，与前列腺癌以及雄激素不敏感症相关 ? 基因突变与疾病

由于先天性缺乏酪氨酸酶，或酪氨酸酶功能减退，黑色素合成发生障碍所导致的遗传性白斑病，为常染色体隐性遗传。

? 端粒异常与疾病：老年性疾病、衰老

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【第十章 细胞连接与细胞黏附】 第一节 细胞连接

细胞连接( cell junction) ：

细胞表面与其他细胞或细胞外基质结合的特化区称为细胞连接,以加强细胞间的机械联系和维持组织结构的完整性和协调性。分为封闭连接、 锚定连接和通讯连接三大类

一、紧密连接(tight junction) 广泛分布于各种上皮细胞

电镜下观察：相邻细胞质膜以断续的点状结构连接

冷冻断裂复型显示，连接区域是一种 “焊接线”样的带状网络 扫描电镜观察：蛋白颗粒连成脊网

分子组成：（40余种蛋白） 密封蛋白（claudin） 4次穿膜蛋白，C-末端和N-末端均伸向细胞质， 闭合蛋白（occludin） 对紧密连接的形成和功能起重要作用。

紧密连接的主要功能:1.封闭细胞间隙 2. 隔离膜蛋白 3、机械连接

二、锚定连接（anchoring junction） ? 是一类由骨架纤维参与，存在于细胞之间或细胞与细胞外基质之间的连接结构。其主要

作用是形成能够抵抗机械张力的牢固黏合。 ? 锚定连接分为：

1.黏着连接(与肌动蛋白丝相连 ) (1)黏着带 (adhesion belt ) (2)黏着斑 (adhesion plaque ) 2.桥粒连接(与中间纤维相连 )

(1)桥粒 (desmosome )

(2)半桥粒(hemidesmosome )

? 与锚定连接有关的两类蛋白：细胞内锚定蛋白和穿膜黏着蛋白 （一）黏着连接: 是由肌动蛋白纤维介导的锚定连接

1、 黏着带: 是相邻细胞之间形成的连续的带状结构（位于紧密连接下方）

①细胞内锚定蛋白：α、β、γ联蛋白、黏着斑蛋白、斑珠蛋白、和α-辅肌动蛋白。 ②穿膜黏着蛋白：钙黏着蛋白 (cadherin)，属于Ca2+依赖性细胞黏附分子。 黏着带的功能：①在维持细胞形态；

②在组织器官完整性方面具有重要作用； ③在动物胚胎发育中，对形态发生起重要。

2、 黏着斑： 是细胞通过局部黏附与细胞与细胞外基质之间形成的黏着连接（位于上

皮细胞基底部）

黏着斑功能：①介导细胞与细胞外基质的黏着；

②参与细胞的迁移 ； ③参与细胞信号转导。

（二）桥粒连接是由中间纤维参与的锚定连接（黏着带下方）

① 细胞内锚定蛋白：构成桥粒斑，是中间纤维附着的部位； ② 穿膜黏着蛋白 ：钙黏着蛋白家族

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功能：中间纤维通过细胞桥粒斑和穿膜黏着蛋白构成了贯穿整个组织的整体网架，增强

了组织抵抗外界压力与张力的机械强度。

半桥粒：是上皮细胞基底面与基膜之间的连接结构 功能：①把上皮细胞与其下方的基底膜连接在一起，防止机械力造成的上皮与其下方的组织

剥离。

②向细胞内传导信号 大泡性类天疱疮：自身免疫性疾病，体内产生抗体破坏了半桥粒结构所致；

三、通讯连接 (communicating junction)

生物体大多数组织相邻细胞膜上存在特殊的连接通道，以实现细胞间电信号和化学信号的通讯联系，从而完成群体细胞间的合作协调，这种连接形式称为通讯连接。

通讯连接 间隙连接（gap junction）

突触（synapse）

（一）间隙连接

? 功能：①加强相邻细胞的连接；②介导细胞间通讯 ? 细胞通讯(cell communication):

指一个细胞的信息通过化学递质或电信号传递给另一个细胞，协调相邻细胞间的功能活动。

? 间隙连接的通讯方式：

①代谢耦联：小于1 kD小分子代谢物和信号分子在相邻细胞间通过间隙连接的传递。 ②电耦联 ：其连接子是一种离子通道，带电的离子能通过间隙连接到达相邻细胞。 （二）突触（synapse）

也是一种细胞通讯连接方式，分为 电突触

化学突触

细胞连接复习题：

名词解释：细胞连接、紧密连接、黏着连接、黏着斑、黏着带、桥粒连接、间隙连接、

连接子、细胞通讯、电突触

问答题：细胞连接可分几种类型？各型的分子结构和功能有何特点？

大疱性类天疱疮

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第二节 细胞黏附（ cell adhesion ）

1、细胞黏附：在细胞识别基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团或组织的过程； 2、细胞黏附分子 （cell adhesion molecule，CAM）：

是一类广泛存在于细胞膜上的穿膜糖蛋白，是介导细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质之间相互结合并起黏附作用的一类细胞表面分子；（百余种） 3、分类 钙黏着蛋白 （cadherin）

选择素（selectin）

免疫球蛋白超家族( Ig-superfamily, IgSF) 整联蛋白家族 （integrin family）

（多数依赖Ca2+或Mg2+，还能在骨架参与下形成锚定连接） 4、细胞黏附分子结构：

①胞外区：N端带有糖链，是与配体识别的部位； ②穿膜区：多为一次穿膜的疏水区；

③胞内区：C端可与质膜下骨架成分或与胞内的信号转导蛋白结合； 5、细胞黏附分子通过三种方式介导细胞识别与黏附 ①同亲型结合 ②异亲型结合

③连接分子依赖性结合

一、钙黏着蛋白家族

是一类依赖于Ca2+的同亲型细胞黏附分子， 1、钙黏着蛋白分子结构

钙黏着蛋白分子典型结构为单次穿膜糖蛋白。 2、钙黏着蛋白的功能

（1）介导细胞与细胞之间的同亲性细胞黏附

（2）在个体发育过程中影响细胞的分化，参与组织器官的形成

上皮-间质转型（EMT）：

上皮细胞与间质细胞之间的转型是细胞转分化的一种方式,是一个受控的可逆过程，其分子机制是E-钙黏着蛋白的表达与否，受启动子区甲基化的影响；

上皮-间质转型（EMT）在胚胎发育、器官的细胞更新和再生，以及多能干细胞的分化均发挥重要作用

（3）参与细胞之间稳定的特化连接结构 （黏着带、桥粒）

有些具有传递信号的作用 3、钙黏着蛋白与疾病

? 钙黏着蛋功能的丧失在恶性肿瘤细胞的扩散中起重要作用，

如缺失E-钙黏着蛋可导致上皮性肿瘤的发生； ? 脏器纤维化病变也与 EMT 有关，例如与肾纤维化病变直接相关的肾间质成纤维细胞绝

大多数由上皮细胞经 EMT 而来。

二、选择素(selectin)

是一类依赖于Ca2+的异亲型细胞粘附分子，能特异性地识别其他细胞表面寡糖链中的特定糖基；主要介导白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别和暂时性黏附；

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L-选择素：淋巴细胞、各种白细胞

选择素家族成员 P-选择素：血小板、内皮细胞

E-选择素：内皮细胞

1.选择素的分子结构 ：单次穿膜糖蛋白

2.选择素的功能： 参与白细胞与血管内皮细胞或血小板的识别与黏着，帮助白细胞从血液

进入炎症部位;

（选择素及整联蛋白介导白细胞迁移）

三、免疫球蛋白超家族（immunoglobin-superfamily, Ig-SF）

是一类分子结构中含有类似免疫球蛋白结构域、不依赖Ca2+的细胞粘附分子。 1、黏附方式

同亲型细胞黏着：神经细胞黏附分子（N-CAM）及血小板-内皮细胞黏附分子（PE-CAM）； 异亲型细胞黏着：细胞间黏附分子（I-CAM）及血管细胞黏附分子（V-CAM）等。 大多数Ig-SF黏附分子介导淋巴细胞和免疫应答所需要的细胞（巨噬细胞、其他淋巴细胞和靶细胞）之间的特异的相互作用；但一些Ig-SF成员，如N-CAM介导非免疫细胞的黏着。

2、Ig-SF 黏附分子的功能

? 介导淋巴细胞和免疫应答细胞相互作用

? 与神经系统的发育、轴突的生长和再生以及突触的形成密切相关

（肿瘤细胞上的I-CAM的表达降低可能与肿瘤细胞逃逸免疫监视有关）

四、整联蛋白家族

整联蛋白（integrin）是一类普遍存在于脊椎动物细胞表面，依赖于Ca2+或Mg2+的异亲型细胞黏附分子，介导细胞和细胞之间以及细胞与细胞外基质之间的相互识别和黏附，具有联系细胞外部作用因素与细胞内部结构(细胞骨架)的功能。 1.整联蛋白的结构：

? 是由α和β两个亚基形成的异二聚体穿膜蛋白；（24种不同的α亚基和9种不同的β亚

基），组成不同，可与不同的配体结合；

? 胞外区可以与含有Arg-Gly-Asp（RGD）三肽序列的细胞外基质成分结合，从而介导细胞

与细胞外基质的黏着；

? （纤连蛋白、层粘连蛋白、胶原），典型结构有黏合斑和半桥粒。 2.整联蛋白的功能

⑴ 介导细胞间相互作用

由?2亚基组成的整联蛋白能使白细胞在感染部位的血管内皮细胞上黏附，白细胞由此得以迁移出血管进入炎症部位

⑵ 介导细胞与细胞外基质间的相互作用

其胞外区具有与大多数细胞外基质蛋白含有RGD三肽序列结合的位点，可以使细胞黏着于细胞外基质上，介导细胞迁移，如：黏着斑； ⑶ 整联蛋白在信号传递中发挥重要作用

与细胞外基质之间相互作用可以产生各种各样的信号，调节细胞的运动、生长、增殖、分化和存活等基本生命活动。

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