第一章 绪论
1、细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,它在三个层次上(显微、亚显微、分子水平)研究比较低的结构与功能、细胞的生活史(细胞增殖、分化、衰老与凋亡)和各种生命活动规律(信号的传递、真核细胞基因的表达与调控、细胞的起源与进化等)的学科。
2、细胞生物学的主要研究内容包括:
(1)细胞核、染色体及基因表达的研究(2)生物膜与细胞器的研究(3)细胞骨架体系的研究(4)细胞增殖及调控(5)细胞分化及调控(6)细胞的衰老与凋亡(7)细胞的起源与进化(8)细胞工程
3、 “细胞学说”包括三个内容:
(1)细胞是多细胞生物的最小结构单位,对单细胞生物来说,一个细胞就是一个个体;
(2)多细胞生物的每一个细胞为一个代谢活动单位,执行特定的功能;
(3)细胞只能通过细胞分裂而来。
第一章 细胞核与染色质
第一节核孔复合物
1、核孔复合物(NPC):八对称圆柱形结构。最中间是中央运输蛋白;从中央向外伸出8个环形辐条;在辐条的细胞质面有胞质环;辐条的核质面是核质环。
Fish-trap模型 :
2、核孔复合物主要有以下4中结构组成:胞质环、核质环、辐、栓
3、NPC的功能:(1)被动运输:圆形亲水通道,离子、小分子及<
10nm的物质原则上都可自由通过。
(2)主动运输,有三个特点:
a.对运输颗粒大小有一定的限制,但孔的大小可调节;
b.是信号识别与载体介导的过程,需要ATP;
c.双向性(核输入与核输出)。
4、亲核蛋白:细胞质中合成,然后运到核中起作用的一类蛋白质。如各种组蛋白、DNA合成酶类、RNA转录和加工酶类、起调控作用的蛋白因子等。
5、亲核蛋白一般含有特殊的氨基酸序列作为核孔输入的信号(NLS)。可位于多肽序列的任何部分,无专一性,协助亲核蛋白进入核。
6、亲核蛋白入核过程:(1)通过NLS与可溶性NLS受体结合形成转运复合物,(2)转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合,(3)转运复合物转移到核质面,(4)复合物解离,亲核蛋白释放。
第二节染色质
1、染色质:是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构,是间期细胞遗传物质存在的形式。
2、染色体:是指细胞在有丝分裂或减数分裂的特定阶段,由染色质聚缩而成的棒状结构。
二者区别:本质相同,构型不同
3、染色质的化学组成:DNA与组蛋白的含量比较恒定,非组蛋白的含量变化较大,RNA含量最少。非组蛋白和RNA的含量随细胞生理状态不同而发生变化。
4、DNA类型:DNA的二级结构存在3种主要类型,即:B-DNA(右手双螺旋、经典、结构相对稳定)、Z-DNA(左手双螺旋)、A-DNA(右手双螺旋)。
5、组蛋白:与DNA结合但无序列特异性。带正电荷,属碱性蛋白,其含量恒定,在真核细胞中组蛋白共有5种,分为两类:一类是高度保守的核心组蛋白,包括H2A、H2B、H3、H4四种;另一类是可变的连接组蛋白H1。
6、非组蛋白:是染色体上与特异DNA序列结合的蛋白质,所以又称序列特异性DNA结合蛋白,非组蛋白的特性是:①带负电荷,属酸性蛋白质;②能识别特异的DNA序列,识别信息存在于DNA本身,位点在大沟部分,识别与结合借助氢键和离子键。
7、核小体:是染色质基本结构单位,是一种串珠状结构,由核心颗粒和连结线DNA两部分组成
第四节 染色体
1、染色体的三个功能原件:
(1)自主复制DNA序列(ARS):是染色体正常复制必需的。真核生物染色体上有多个ARS序列。
(2)着丝粒DNA序列(CEN):真核生物在分裂时,姐妹染色单体附着的区域。形成着丝粒,平均分配两个子代染色单体。
(3)端粒DNA序列(TEL):与端粒功能同(保持线性体稳定;保证完全复制;保护DNA;不与其它染色体融合);与细胞衰老有关(端粒学说)
第五节 核仁与核体
1、核仁:细胞核中的均质球体。进行核糖体RNA的合成。大小、形态、数目随物种、细胞类型及代谢状态变化的动态结构(代谢旺盛则大,反之则小)。
2、核仁的结构:1.纤维中心(FC):核仁中央,DNA和RNA。
2.致密纤维组分(DFC): FC周围,含有正在转录的RNA。
3.颗粒区(GC):致密颗粒是核仁的主要结构。位于周边,代表已合成的核糖体的前体颗粒。
4.核仁染色质:核仁周围的为核仁相随染色质;深入核仁内部的为核仁内染色质。
3、核仁的功能:细胞合成核糖体的工厂。包括rRNA的转录加工和核糖体大小亚基的装配。
作业:
1、细胞核的结构、功能。
答:细胞核由核被膜、核纤层、染色质、核仁及核体组成,功能包括1.遗传(复制、分裂);
2.基因表达(选择性),控制细胞活动。
2、核孔复合物结构、功能。
答:见上第一节2、3。
3、DNA染色体包装过程。
答:(1)H3.H4四聚体(两个异二聚体)的结合,与新合成的裸露DNA结合;(2)两个H2A.H2B异二聚体加入,形成一个核心颗粒;(3)ATP提供能量创建一个规则的间距以及组蛋白的去乙酰化,连接组蛋白结合,核小体成熟;(4)6个核小体组成一个螺旋或由其他的组装方式形成一个螺线管结构;(5)进一步的折叠使染色质在细胞核中最终形成确定的结构。
4、组蛋白与非组蛋白。
见上第二节5、6。
5、染色体相关知识
答:(1)染色质聚缩形成,对碱性染料染色很深。是染色质的高级结构,在细胞分裂时才产生。(2)中期稳定。有种属特异性(随物种、细胞类型有差异)。(3)由两条相同的姐妹染色单体构成,以着丝粒相连。(4)着丝粒所处位置不同,可分4种类型即中、亚中、亚端、端着丝粒。
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