第八章 细胞信号转导 1、名词解释 细胞通讯:指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞并与其受体相互作用,产生特异性生物学效应的过程。 受体:指能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子。多数为糖蛋白, 少数为糖脂或二者复合物。 第一信使:由信息细胞释放的,经细胞外液影响和作用其它信息接收细胞的细胞外信号分子 第二信使:第一信使与受体作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。 2、细胞信号分子分为哪两类?受体分为哪两类? 细胞信号分子:亲脂性信号分子和亲水性信号分子; 受体:细胞内受体:位于细胞质基质或核基质,主要识别和结合脂溶性信号分子; 细胞表面受体:主要识别和结合亲水性信号分子(三大家族;G蛋白耦联受体,酶联受体,离子通道耦联受体) 3、两类分子开关蛋白的开关机制。 GTPase开关蛋白:结合GTP活化,结合GDP失活。鸟苷酸交换因子GEF引起GDP从开关蛋白释放,继而结合GTP并引起G蛋白构象改变使其活化;随着结合GTP水解形成GDP和Pi,开关蛋白又恢复成失活的关闭状态。GTP水解速率被GTPase促进蛋白GAP和G蛋白信号调节子RGS所促进,被鸟苷酸解离抑制物GDI所抑制。 普遍的分子开关蛋白:通过蛋白激酶使靶蛋白磷酸化和蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化活性调节蛋白质活性。 4、三类细胞表面受体介导的信号通路各有何特点? (1)离子通道耦联受体介导的信号通路特点:自身为离子通道的受体,有组织分布特异性,主要存在与神经、肌肉等可兴奋细胞,对配体具有特异性选择,其跨膜信号转导无需中间步骤,其信号分子是神经递质。 (2)G蛋白耦联受体介导的信号通路特点:信号需与G蛋白偶联,其受体在膜上具有相同的取向,G蛋白耦联受体一般为7次跨膜蛋白,会产生第二信使,G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用。 (3)酶连受体信号转导特点:a.不需G蛋白,而是通过受体自身的蛋白酶的活性来完成信号跨膜转换;b.对信号的反应较慢,且需要许多细胞内的转换步骤;c.通常与细胞生长、分裂、分化、生存相关。 5、试述cAMP信号通路。 信号分子→G蛋白耦联受体(Rs)→G蛋白(Gs)→腺苷酸环化酶(C)→ cAMP →cAMP依赖的蛋白激酶A(PKA)→ 细胞质中靶蛋白→细胞反应 → 基因调控蛋白→基因表达 6、试述磷脂酰肌醇信号通路。 胞外信号分子→G蛋白耦联受体→Gq蛋白→磷脂酶C(PLC)→PIP2 →IP3→胞内Ca2+浓度升高→Ca2+结合蛋白(如钙调蛋白CaM)→靶酶(如CaM蛋白激酶)→细胞反应
→靶蛋白→细胞反应 →DAG→激活PKC →抑制蛋白(磷酸化)→基因调控蛋白→调控基因表达 →MAPK(磷酸化)→基因调控蛋白→调控基因表达 7、试述RTK-Ras信号通路及其主要功能。 细胞外信号→RTK二聚体化和自身磷酸化→ 接头蛋白(如GRB2)→GEF(如Sos)→Ras与GTP结合并活化→ MAPKKK(即Raf)活化→MAPKK(即MEK)磷酸化并活化→MAPK(即ERK)磷酸化并活化,进入细胞核→其他激酶或转录因子磷酸化修饰→基因表达→细胞应答和效应 8、比较cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路的异同点。 相同点:都由G蛋白耦联受体,G蛋白和效应器三部分构成 不同点:产生的第二信使不同,CAMP信号通路主要通过蛋白激酶A激活靶酶和开启基因表达;磷脂酰肌醇信号通路是胞外信号被膜受体接受后,同时产生两种胞内信使,分别启动IP3/Ca2+和DAG/PKC两个信号传递途径。
第九章 细胞骨架 1. 名词解释 细胞骨架:是细胞内以蛋白纤维为主要成分的网架结构包括微丝、微管和中间丝。 分子发动机:是一类利用ATP供能产生推动力,进行细胞内物质运输或运动的蛋白。 2. 细胞质骨架由哪几种结构组成?各结构分别具有哪些功能? 微管主要分布在核周围,并呈放射状向胞质四周扩散;支架作用、细胞内物质运输的轨道、鞭毛和纤毛的运动、参与细胞分裂 肌动蛋白纤维(微丝)主要分布在细胞质膜的内侧;参与肌肉收缩、维持细胞形态、应力纤维、细胞内运输作用、参与细胞运动、参与胞质分裂 中间纤维则分布在整个细胞中。给细胞提供机械强度、参与细胞连接、维持细胞核的形态、与细胞分化有关 3. 微管、微丝的特异性药物及其作用。 微管 秋水仙素:阻断微管蛋白装配成微管,可破坏细胞内微管或纺锤体结构。 紫杉醇:促进微管聚合和稳定已聚合的微管。 微丝 细胞松弛素B:可以切断微丝,并结合在微丝正端,阻抑肌动蛋白在该部位的聚合。可以破坏微丝的网络结构,并阻止细胞的运动。 鬼笔环肽:与微丝结合,抑制微丝解聚,使微丝保持稳定。 4. 试述细胞骨架在动植物细胞有丝分裂(包括核分裂和胞质分裂)中的作用。 核分裂:有丝分裂过程中染色体的运动有赖于纺锤体微管的组装和去组装,动粒微管与动粒之间的滑动主要是靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管运动来完成。驱动蛋白沿微管向正极运动时,纺锤体二极间距离延长,反之缩短。 胞质分裂:在动物细胞有丝分裂后期进行的胞质分裂,主要是通过肌动蛋白和肌球蛋白形成的纤维束,并通过由这种束状纤维形成的收缩环的收缩将细胞切割开,维持了子细胞的正常形态大小。
第十章 细胞核与染色体 1、名词解释: 随体:位于染色体末端的圆形或圆柱形染色体片段,通过次缢痕与染色体的主要部分相连。是识别染色体的重要形态特征之一。 端粒:位于染色体末端的重复序列,对染色体结构稳定、末端复制等有重要作用。端粒常在每条染色体末端形成一顶“帽子”结构。 核型:是指染色体组在有丝分裂中期的表型,包括染色体数目、大小、形态特征的总和 2、细胞核的基本结构及功能。 基本结构:核被膜,核纤层、染色质、核仁、核基质 功能:通过遗传物质的复制和细胞分裂,保持细胞世代间的连续性(遗传);通过基因的选择性表达,控制细胞的活动。 3、核孔运输的特点。 核孔复合体是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。双向性:核输入与核输出 双功能:被动运输、主动运输 4、中期染色体包括哪些主要结构? 着丝粒与着丝点(主缢痕) 次缢痕 核仁组织区 随体 端粒 5、简述染色体包装的多级螺旋模型、骨架-放射环模型以及融合两种机制的模型。 多级螺旋模型:DNA-7-核小体10nm--6--螺线管30 nm-40-超螺线管 0.4um-5-染色单体 2-10um 骨架-放射环模型:DNA--核小体--螺线管---DNA复制环--微带--染色单体 DNA与组蛋白形成核小体串珠状结构—每圈6个核小体盘绕成直径为30 nm的螺线管—沿染色体骨架折叠形成直径为300nm的放射环—进一步螺旋化压缩成直径为700nm的染色单体 6、染色体DNA的关键序列及其主要作用。 自主复制DNA序列:确保染色体在细胞周期中能够自我复制,维持染色体在细胞世代传递中的连续性 着丝点DNA序列:确保复制后的染色体能平均分配到子细胞中 端粒DNA序列:保持染色体的独立性和稳定性 7、常染色质和异染色质在形态特征、活性状态和染色性能方面有什么不同? 常染色质:指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低, 处于伸展状态, 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质。 异染色质:指间期核内染色质纤维折叠压缩程度高, 处于聚缩状态,用碱性染料染色时着色深的那些染色质。 8、核仁的超微结构与功能。 纤维中心(FC): 含rDNA、RNA聚合酶Ⅰ及转录因子,为rDNA的储存位点。 致密纤维组分(DFC):含rRNA,转录主要发生在FC和DFC交界处,DFC是初始rRNA转录本首先出现并加工的部位。 颗粒区(GC):含RNP颗粒,为核糖体亚单位装配、成熟和储存位点。 核仁相随染色质:核仁内染色质、核仁周边染色质 核仁基质 核仁是细胞制造核糖体的装置:rRNA的合成,rRNA前体的加工,核糖体大小亚基的装配 9、核糖体是如何发生的? 真核细胞的核糖体由40S小亚基和60S大亚基组成。其中40S小亚基由18SrRNA和多种核糖体蛋白质组成,60S大亚基由5SrRNA、5.8SrRNA、28SrRNA和多种核糖体蛋白质组成。 1)5.8S、18S、28SrRNA基因位于NOR并组成一个转录单位,由RNA聚合酶Ⅰ转录产生初始转录产物45S rRNA前体。而5SrRNA基因则在核仁外由RNA聚合酶Ⅲ转录产生5SrRNA,然后运送到核仁中参与核糖体亚基的装配。 2)核糖体蛋白在细胞质中合成,然后运输到细胞核并在核仁区参与核糖体亚基的装配。 3)45SrRNA、5SrRNA与核糖体蛋白结合形成80SRNP颗粒,然后剪切成大小不同的两个颗粒,大颗粒为55S,含有32S和5S两种RNA,小颗粒含有20SRNA。之后,小颗粒快速降解成含18SrRNA的小亚基,并运送到细胞质中,即是成熟的核糖体小亚基;大颗粒中的32SRNA被加工成28S和5.8S两种rRNA,并与5SrRNA装配成成熟的大亚基后,运送到细胞质中,这个过程比较慢。 4)这时细胞质中如果有mRNA,成熟的核糖体大、小亚基就会装配成完整的核糖体,进行蛋白质合成。 10、核基质具有哪些功能? 核基质的功能:主要作为骨架,提供附着或支撑点。 染色体骨架:染色体中由非组蛋白构成的结构支架。 核纤层蛋白的骨架作用:为细胞核提供结构支持,对核重建具有重要作用,为染色质提供锚定位点 DNA复制时的染色质附着位点: DNA通过固定在核骨架上的位点进行复制
第十一章 核糖体 1.核糖体的基本类型、成分及功能。 类型:原核细胞核糖体70S 50S大亚基(蛋白质+rRNA23S+5S) 30S小亚基(蛋白质+rRNA16S) 真核细胞核糖体80S 60S大亚基(蛋白质+rRNA28S+5.8S+5S) 40S小亚基(蛋白质+rRNA18S) 功能:合成多肽链 2.核糖体的的功能位点。 1.与mRNA结合位点:mRNA与小亚基结合 2.A位点:与新渗入的氨酰-tRNA结合的位点—氨酰基位点 3.P位点:与延伸中的肽酰-tRNA结合的位点—肽酰基位点 4.E位点:脱氨酰tRNA离开A位点到完全释放的一个位点 5.与肽酰tRNA从A位点转移到P位点有关的转移酶(即延伸因子EF-G)的结合位点 6.肽酰转移酶的催化位点
第十二章 细胞增殖及其调控 1.名词解释: 细胞周期:指连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束开始到下一次有丝分裂结束为止所经历的全过程 细胞同步化:是指整个细胞群体处于细胞周期的某一时期。 2.根据细胞繁殖状况,生物体内细胞可分为哪几类? 持续分裂细胞:又称周期性细胞,即在细胞周期中连续运转的细胞,如干细胞。 终末分化细胞:即永久性失去了分裂能力的细胞,如肌肉细胞、神经细胞、红细胞。 休眠细胞(Go细胞):即暂时脱离细胞周期,停止细胞分裂,但在一定因素诱导下可重新返回细胞周期的细胞,也叫静止期细胞,如肝、肾细胞等。 3.细胞周期同步化有哪些方法? 1.自然同步化 2.人工同步化:选择同步化:有丝分裂选择法,密度梯度离心法 诱导同步化:DNA合成阻断法,分裂中期阻断法,条件依赖性突变体 4.如何进行细胞周期长短的测定? 脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法:主要适用于细胞种类构成相对简单,细胞周期时间相对较短,周期运转均匀的细胞群体。 流式细胞仪测定法:可以逐个分析细胞的某个参数,也可结合各种细胞标记技术,同时分析多个参数,还可以对某个细胞群体中的各种细胞进行分拣。 显微缩时摄像技术:可以得到准确的细胞周期时间及分裂间期和分裂期的准确时间。 5.有丝分裂各时期的主要特征。 前期:染色体的凝集、分裂极的确定、核仁的消失和核膜的解体。