1、级医学细胞生物学知识点串讲（优选）级医学细胞生物学知识点串讲一、一、氨基聚糖与蛋白聚糖（强负电）氨基聚糖与蛋白聚糖（强负电）（一）氨基聚糖（一）氨基聚糖（GAG）由重复的二糖单位构成的直链多糖由重复的二糖单位构成的直链多糖（二）蛋白聚糖（二）蛋白聚糖(PG）氨基聚糖氨基聚糖 1100个氨基聚糖（GAG）GAG（1 2种）糖链短（糖基在300个以下）共价结合在核心蛋白上核心蛋白1、蛋白聚糖的分子结构、蛋白聚糖的分子结构 若干个蛋白聚糖单体通过连接蛋白以非共价键与透明质酸结若干个蛋白聚糖单体通过连接蛋白以非共价键与透明质酸结合形成蛋白聚糖多聚体合形成蛋白聚糖多聚体 透明质酸 硫酸角质素硫酸软骨素连
2、接蛋白软骨中的蛋白聚糖复合体 1、使组织具有弹性和抗压性、使组织具有弹性和抗压性 （三）氨基聚糖与蛋白聚糖的功能（三）氨基聚糖与蛋白聚糖的功能2、对物质转运有选择渗透性、对物质转运有选择渗透性 3、角膜中蛋白聚糖具有透光性（硫酸软骨素、硫酸角质素）、角膜中蛋白聚糖具有透光性（硫酸软骨素、硫酸角质素）4、氨基聚糖的抗凝血作用（肝素）、氨基聚糖的抗凝血作用（肝素）5、细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用（连接素）、细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用（连接素）6、氨基聚糖和蛋白聚糖与组织老化、氨基聚糖和蛋白聚糖与组织老化 二、二、胶原与弹性蛋白胶原与弹性蛋白（collagen and Elastin）（一
3、）胶原是细胞外基质中的骨架结构（一）胶原是细胞外基质中的骨架结构（25%-30%）由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞以及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外（二）弹性蛋白（二）弹性蛋白（elastin）是构成细胞外基质中弹性纤维）是构成细胞外基质中弹性纤维网络的主要成分网络的主要成分1、非糖基化纤维蛋白2、富含Pro、Gly，少羟基化3、不含 Gly-X-Y 序列，为 不 规则螺旋结构4、使组织具有弹性、回 缩力三、三、细胞外基质中的非胶原性黏合蛋白（细胞外基质中的非胶原性黏合蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白纤连蛋白和层粘连蛋白）是一类既可与细胞结合，又可与细胞外基质中其他大分子结合，从而使细胞与细胞外基质
4、相互黏着的黏合蛋白细胞进行活跃的RNA和蛋白质的合成,细胞体积增大,RNA聚合酶活性升高。同时组蛋白的持续磷酸化仍在进行。凋亡小体 无 有凋亡小体 无 有细胞分化具有高度的稳定性 GAG（1 2种）第一节 细胞分裂(cell division)释放细胞色素C（cytC）软骨中的蛋白聚糖复合体在不同组织中进行选择性的表达，用来维持组织的特异性功能，又称组织特异基因。是一种在G2期形成的、能促进M期启动的在真核细胞，基因表达的调控可以发生在不同的水平上，主要发生在三个彼此相对独立的水平上 交叉端化现象明显，最后存在于四分体的两端细胞分化的实质基因选择性表达上皮组织、疏松结缔组织、产生活性氧类物质（
5、ROS）（一）纤连蛋白（一）纤连蛋白（fibronectin，FN）-高分子量糖蛋白高分子量糖蛋白（）血浆纤连蛋白血浆纤连蛋白-可溶性纤连蛋白可溶性纤连蛋白寡聚纤连蛋白寡聚纤连蛋白基质纤连蛋白基质纤连蛋白FN细胞纤连蛋白细胞纤连蛋白-不溶性纤连蛋白不溶性纤连蛋白间质细胞分泌间质细胞分泌肝实质细胞分泌肝实质细胞分泌1、纤连蛋白分子结构、纤连蛋白分子结构（二聚体）球形结构域上含有不同的大分子结合位点 Arg-Gly-Asp三肽（RGD）是细胞表面各种FN受体识别并结合的最小结构单位 Arg：精氨酸：精氨酸Gly：甘氨酸：甘氨酸Asp：天门冬氨酸：天门冬氨酸（二）二）层粘连蛋白是基膜的主要功能成分层
6、粘连蛋白是基膜的主要功能成分主要由附着在基底膜上的上皮细胞和内皮细胞上皮细胞和内皮细胞以及被基底膜包绕的肌细胞肌细胞分泌产生。层粘连蛋白的分子结构层粘连蛋白的分子结构 分子中存在的多个结构域，具有和多种物质结合的位点，如与胶原、硫酸乙酰肝素、肝素、脑苷脂和神经节苷脂等以及细胞表面受体（整联蛋白）结合的位点。第十二章第十二章 细胞的信号转导细胞的信号转导 信号转导（signal transduction）细胞之间的信号分子与靶细胞的受体特异性结合，通过信号转换系统把细胞外信号转变成细胞内的信号，从而使细胞对外界信号作出适当的反应。这种由细胞外信号转变成细胞内细胞内信号的过程称为信号转导。（2）R
7、NA mRNA和rRNA的含量降低。（一）细胞衰老与机体衰老的关系交叉端化的同源染色体排列在赤道面上形成赤道板。牵引下分别向两极移动并达到两极。和核膜重新出现。包括间期和有丝分裂期。细胞分化具有高度的稳定性又称生理性死亡（正常性死亡）。全能性细胞受精卵细胞基因调控 无 有5、细胞表面的蛋白聚糖有传递信息作用（连接素）二、胶原与弹性蛋白（collagen and Elastin）前期如染色体去凝集，则重新凝集，中心体向两极移动，逐渐形成纺锤体。分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。末期形成核膜，染色体去凝集，核仁第三节 细胞凋亡一、氨基聚糖与蛋白聚糖（强负电）炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症
8、反应 溶酶体相对完整，无炎症反应分子中存在的多个结构域，具有和多种物质结合的位点，如与胶原、硫酸乙酰肝素、肝素、脑苷脂和神经节苷脂等以及细胞表面受体（整联蛋白）结合的位点。一、细胞外信号一、细胞外信号细胞外信号细胞外信号激素激素神经递质神经递质局部化学介质局部化学介质距离远、范围大、持续时间长距离远、范围大、持续时间长距离短、作用时间短距离短、作用时间短由细胞外液介导由细胞外液介导 是与受体特异结合，通过受体介导对细胞产生效是与受体特异结合，通过受体介导对细胞产生效应的分子，又称为配体（应的分子，又称为配体（ligand）。）。二、受体二、受体（receptor）能识别和选择性结合胞外信号分子
9、（配体），能识别和选择性结合胞外信号分子（配体），将细胞外信号转变成细胞内信号，引起胞内生物学将细胞外信号转变成细胞内信号，引起胞内生物学效应的蛋白质。效应的蛋白质。受受体体的的种种类类 膜受体膜受体：镶嵌在膜上的糖蛋白，接受水溶性信号分子。胞内受体胞内受体：为DNA结合蛋白，与胞外亲脂性信号分子结合，作为转录因子参与基因表达调控。细胞膜表面受体细胞膜表面受体1.1.离子通道型受体离子通道型受体2.2.G G蛋白耦联受体蛋白耦联受体3.3.酪氨酸蛋白激酶型受体酪氨酸蛋白激酶型受体胞外域胞外域跨膜域跨膜域胞内域胞内域 受体组成受体作用的特点受体作用的特点1、选择性2、高结合力3、可饱和性4、可逆
10、性5、磷酸化和去磷酸化三、细胞内信号（第二信使）三、细胞内信号（第二信使）第二信使：第二信使：指受体被激活后在细胞内产生的、能介导信号转导的一类活性物质。主要有cAMP、cGMP、DAG、IP3及Ca2+。与钙离子相关的第二信使有：cAMP、DAG、IP3第十三章第十三章 细胞分裂与细胞周期细胞分裂与细胞周期第一节第一节 细胞分裂细胞分裂 (cell division)细胞分裂：细胞分裂：是细胞生命活动的重要特征之一，是一亲代细胞形成两个子代细胞的过程。通过细胞分裂，亲代细胞的遗传物质和某些细胞组分相对均等地分配到两个子代细胞中，可以保证生物遗传性状的稳定。无丝分裂 有丝分裂 减数分裂 细胞分
11、裂有三种方式细胞分裂有三种方式：一、无丝分裂一、无丝分裂(amitosis)无丝分裂是低等生物的主要分裂方式，也存在于高等动物细胞中。特点：特点：分裂过程核膜不消失，也无纺锤体形成及染色体组装，由亲代细胞直接断裂形成子代细胞。高等动物细胞的分布：高等动物细胞的分布：创伤、癌变及衰老的细胞；上皮组织、疏松结缔组织、肌组织及肝脏。复制一次、连续两次分裂、染色体数目减少3、不含 Gly-X-Y 序列，为形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、胞膜及细胞器相对完整全能性(totipotency)有丝分裂 是高等真核生物分裂的主要方式。GAG（1 2种）包括间期和有丝分裂期。膜的流动性降低，脆性增加如肝脏、肾
12、脏细胞和胃壁细胞。如，Caspase家族等蛋白酶被活化。细胞分化具有高度的稳定性（二）细胞凋亡的生物化学特征层粘连蛋白的分子结构分裂极确定和纺锤体的形成 染色体两端与核膜脱离上皮组织、疏松结缔组织、球形结构域上含有不同的大分子结合位点2、对物质转运有选择渗透性 染色体进一步凝集第一节 细胞衰老细胞进行活跃的RNA和蛋白质的合成,细胞体积增大,RNA聚合酶活性升高。二、有丝分裂二、有丝分裂(mitosis)有丝分裂有丝分裂 是高等真核生物分裂的主要方式。是高等真核生物分裂的主要方式。在分裂过程中，细胞核发生了一系列复杂的变化（在分裂过程中，细胞核发生了一系列复杂的变化（DNA复制、染色体组装等）
13、，细胞通过形成有丝分裂器，复制、染色体组装等），细胞通过形成有丝分裂器，将遗传物质均等的分配到两个子代细胞中，保证细胞在遗将遗传物质均等的分配到两个子代细胞中，保证细胞在遗传上的稳定性。有丝分裂是一个连续的动态变化的过程，传上的稳定性。有丝分裂是一个连续的动态变化的过程，时间约时间约0.52小时。小时。分 期 前 期 中 期 后 期 末 期(一一)前前 期期(prophase)染色质凝集染色质凝集（标志）分裂极确定和纺锤体的形成 核仁缩小解体(二二)中期中期(metaphase)染色体最大程度的凝集染色体最大程度的凝集 非随机地排列在赤道板上(三三)后期后期(anaphase)姐妹染色单体发生
14、分离，向两极移动姐妹染色单体发生分离，向两极移动 着丝粒分裂着丝粒分裂(四四)末期末期 (telophase)子细胞核的形成 胞质的分裂减减数数分分裂裂减数分裂减数分裂：前期前期、中期、中期、后期、后期、末期、末期减数分裂间期：减数分裂间期：减数分裂减数分裂：前期前期、中期、中期、后期、后期、末期、末期 减数分裂：减数分裂：有性生殖生物形成生殖细胞过程中，DNA 复制一次、连续两次分裂、染色体数目减少 一半的一种特殊的有丝分裂方式。三、减数分裂三、减数分裂(meiosis)(一一)减数分裂减数分裂 1.前期前期持续的时间长，变化复杂。持续的时间长，变化复杂。分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和
15、终变期。分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。染色质开始凝集 同源染色体配对前期前期细线期细线期(凝集凝集)（1 1）细线期细线期 （2 2）偶线期）偶线期前期前期偶线期偶线期(配对配对)联会：同源染色体开始靠拢，并通过侧面紧密相贴，这种配对的过程叫联会。在联会的同源染色体间，沿染色体纵轴方向，形成一种特殊的结构，称为联会复合体联会复合体。同源染色体配对 合成在S期未合成的0.3%的DNA侧生成分侧生成分重组小结重组小结中间区中间区姐妹染色单体姐妹染色单体(父源的父源的)姐妹染色单体姐妹染色单体(母源的母源的)中央成分中央成分L-C纤维纤维联会复合体发生于细线期，完成于偶线期。联会复合体
16、发生于细线期，完成于偶线期。作用：稳定同源染色体的配对。作用：稳定同源染色体的配对。（3 3）粗线期粗线期父方同源染色体父方同源染色体联会后形成的结构称为联会后形成的结构称为 四分体四分体(二价体二价体)母方同源染色体母方同源染色体 在联会复合体上出现重组小结重组小结；同源非姐妹染色单体发生片断交换和重组；合成减数分裂所特有的组蛋白，同时也合成1.7%DNA。（4 4）双线期双线期 联会复合体发生去组装 联会的同源染色体相互排斥、分开，仅有交叉交叉相连 染色体两端与核膜脱离 RNA合成异常活跃合成异常活跃 在鱼类、两栖类以及无脊椎动物等，可以在双线期看到“灯刷染色体灯刷染色体”。本期持续时间较
17、长 在人类可以持续50年之久。交叉端化交叉端化：随着双线期的进行，交叉将逐渐远离着丝粒，向染色体臂的末端部推移，数目也由此减少，即为交叉端化。（5 5）终变期终变期 染色体进一步凝集 交叉端化现象明显，最后存在于四分体的两端 中心体移到两极，形成纺锤体 核仁开始消失；核膜破裂 父方姐妹父方姐妹染色单体染色单体姐妹染色单体姐妹染色单体1 1姐妹染色单体姐妹染色单体2 2姐妹染色单体姐妹染色单体3 3姐妹染色单体姐妹染色单体4 4母方姐妹母方姐妹染色单体染色单体间期间期SCSC组装组装细线期细线期偶线期偶线期粗线期粗线期SCSC去组装去组装双线期至终变期双线期至终变期1 12 23 34 4 2.
18、中期中期 交叉端化的同源染色体排列在赤道面上形成赤道板。3.后期后期 在纺锤丝的作用下同源染色体分离，分别向两极移动，并最终达到两极。4.4.末期末期 形成两个子代细胞核。胞质分形成两个子代细胞核。胞质分 裂，一个细胞形成两个子代细胞。裂，一个细胞形成两个子代细胞。（二）第一次减数分裂后出现短暂的间期（二）第一次减数分裂后出现短暂的间期 间期细胞进入暂短的间期。间期细胞进入暂短的间期。无无DNADNA复制。复制。(三三)减数分裂减数分裂 与有丝分裂过程基本相似。与有丝分裂过程基本相似。1.1.前期前期如染色体去凝集，则重新凝集，中心体向两极移如染色体去凝集，则重新凝集，中心体向两极移动，逐渐形
19、成纺锤体。染色体向赤道面移动。动，逐渐形成纺锤体。染色体向赤道面移动。2.2.中期中期染色体排列在赤道面上形成赤道板。染色体排列在赤道面上形成赤道板。3.3.后期后期姐妹染色单体分离，在纺锤丝的姐妹染色单体分离，在纺锤丝的 牵引下分别向两极移动并达到两极。牵引下分别向两极移动并达到两极。4.4.末期末期形成核膜，染色体去凝集，核仁形成核膜，染色体去凝集，核仁 和核膜重新出现。和核膜重新出现。5.5.胞质分裂形成胞质分裂形成4 4个单倍体的子细胞。个单倍体的子细胞。亲代细胞 细胞周期细胞周期间期间期有丝分裂期（有丝分裂期（M期）期）有丝分裂有丝分裂子代细胞 子代细胞 有丝分裂有丝分裂子代细胞 子
20、代细胞 第二节第二节 细胞周期及其调控细胞周期及其调控一、细胞周期的基本概念一、细胞周期的基本概念亲代细胞 间期间期有丝分裂期（有丝分裂期（M期）期）有丝分裂有丝分裂子代细胞 子代细胞 有丝分裂有丝分裂子代细胞 子代细胞 细胞周期细胞周期(cell cycle)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完成所经历的全过程。在这一过程中，细胞通过一系列的生化活动复制细胞的组分，然后将细胞一分为二，这种周期性的复制和分裂过程称为细胞周期。包括间期和有丝分裂期。间期和有丝分裂期。二、细胞周期各时相的动态与生物大分子的合成二、细胞周期各时相的动态与生物大分子的合成 细胞进行活跃的细胞进行活
21、跃的RNA和蛋白质的合成和蛋白质的合成,细胞体积增大细胞体积增大,RNARNA聚合酶活性升高聚合酶活性升高。G1期向S期转换所需蛋白（触发蛋白、钙调蛋白、细胞周期蛋白等）；S期DNA复制起始和延长所需要的酶（解螺旋酶、DNA聚合酶）。多种蛋白质的磷酸化多种蛋白质的磷酸化 组蛋白、非组蛋白及某些蛋白激酶 细胞膜对物质的转运功能增强细胞膜对物质的转运功能增强 (一一)G1期是期是DNA复制准备期 G1期细胞对外界变化非常敏感，如温度、营养期细胞对外界变化非常敏感，如温度、营养物质、生长因子、离子浓度、物质、生长因子、离子浓度、pH值、药物等。值、药物等。(二二)S 期（期（DNADNA合成期）合成
22、期）DNA复制合成复制合成 GC含量较高的DNA序列早复制、AT含量较高的DNA序列晚复制；常染色质先复制、异染色质后复制。蛋白质的合成蛋白质的合成 组蛋白、非组蛋白和染色质凝集蛋白的合成；同时组蛋白的持续磷酸化仍在进行。中心粒的复制完成中心粒的复制完成(三三)G2期期 (有丝分裂准备期)合成大量的RNA、ATP及细胞进入有丝分裂期所需要的结构与功能相关的蛋白，为细胞进入M期作准备。成熟促进因子成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)是一种在是一种在G2期形成的、能促进期形成的、能促进M期启动的期启动的调控因子。包括调控因子。包括CyclinB和和Cdk1
23、。S期复制的中心粒，在G2期成熟，并移向细胞两极。G2晚期到M期之前，中心粒周围形成晕（中心粒周围物质）。(四四)M 期期 染色质凝集、核膜崩解、姐妹染色单体分离、核膜重建等。RNA合成抑制、除非组蛋白外，其他蛋白合成显著降低。第十四章第十四章 细胞分化细胞分化细胞分化是渐进的、长期变化的过程，在有机体整个生命过程中都有细胞分化活动，但在胚胎期表现的最典型、最显著。中心体移到两极，形成纺锤体细胞分化是基因选择性表达的结果常染色质先复制、异染色质后复制。膜的流动性降低，脆性增加单能性(unipotency)非随机地排列在赤道板上（二）体内各类细胞的寿命不同DNA电泳 随机降解，电泳呈均一 DNA
24、片段化（180-200bp）是维持细胞生存所必需的，在各种细胞中处于活性表达状态，这类基因称为管家基因。产生与细胞凋亡有关的酶细胞凋亡(apoptosis)是由基因控制的细胞有序性的主动死亡现象。第三节 细胞凋亡非随机地排列在赤道板上细胞质明显浓缩，线粒体（体积增大、嵴增多，出现空泡）和内质网（腔增殖膨大），细胞骨架变得致密和紊乱。如，Caspase家族等蛋白酶被活化。细胞进行活跃的RNA和蛋白质的合成,细胞体积增大,RNA聚合酶活性升高。（二）层粘连蛋白是基膜的主要功能成分细胞坏死(necrosis)是细胞受到物理、化学和生物因素等损伤后而引起细胞被动死亡的现象。(一)前 期(prophas
25、e)一、细胞分化的基本概念一、细胞分化的基本概念(一一)细胞分化细胞分化(cell differentiation)是指从受精卵开始的个体发育过程中，细胞之间逐渐产生稳定性差异的过程。细胞分化是渐进的、长期变化的过程，在细胞分化是渐进的、长期变化的过程，在有机体整个生命过程中都有细胞分化活动，但有机体整个生命过程中都有细胞分化活动，但在胚胎期表现的最典型、最显著。在胚胎期表现的最典型、最显著。(二二)细胞分化的特征细胞分化的特征1.1.细胞分化具有高度的稳定性细胞分化具有高度的稳定性 在一般情况下，经过分化形成的某种稳定类型细胞（形态结构和功能上保持稳定的细胞），不能逆转到未分化状态。如，神经
26、元细胞。2.2.细胞决定先于细胞分化并制约着分化的方向细胞决定先于细胞分化并制约着分化的方向 细胞决定细胞决定（cell determination）:在个体发育过程中，在细胞发生可识别的分化特征之前就已经确定了未来的命运，即只能向特定的方向分化，这种预先做出的选择称细细胞决定。胞决定。细胞决定发生以后，分化方向一般不会改变。3.3.细胞生理状态随着细胞分化水平的提高而变化细胞生理状态随着细胞分化水平的提高而变化（1 1）细胞分化水平越高，细胞的分裂能力越低。）细胞分化水平越高，细胞的分裂能力越低。（2 2）细胞分化水平越高，细胞对环境因素的反应能）细胞分化水平越高，细胞对环境因素的反应能力越
27、低。力越低。4.4.细胞分化具有时间性和空间性细胞分化具有时间性和空间性 （1 1）时间性一个细胞，在发育的不同时间阶段，其）时间性一个细胞，在发育的不同时间阶段，其形态形态结构和功能不同。结构和功能不同。（2 2）空间性同一细胞的后代，由于所处空间位置不）空间性同一细胞的后代，由于所处空间位置不同，同，其环境也不同，其形态结构也不同。其环境也不同，其形态结构也不同。二、细胞的分化潜能二、细胞的分化潜能 全能性全能性(totipotency)细胞在一定条件下具有发育成完整个细胞在一定条件下具有发育成完整个体的潜能，称为细胞的全能性体的潜能，称为细胞的全能性(totipotency blasto
28、cyst)。全能性细胞受精卵细胞全能性细胞受精卵细胞多能性多能性(pluripotency)随着胚胎发育进行，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型的潜能，这种潜能称为细胞的多能性，这种细胞称为多能性细胞。如：三胚层细胞 受精卵受精卵卵裂卵裂分化分化外胚层外胚层神经管神经管表皮表皮腺腺脑脑脊髓脊髓毛、齿毛、齿甲、爪甲、爪疏松结缔组织疏松结缔组织致密结缔组织致密结缔组织中胚层中胚层软骨软骨骨骨肌肉肌肉形成血的组织形成血的组织髓样组织髓样组织淋巴组织淋巴组织泌尿生殖系统泌尿生殖系统内胚层内胚层呼吸系统上皮呼吸系统上皮消化道上皮消化道上皮胰胰肝肝腺腺甲状腺甲状腺甲状旁腺甲状旁腺外胚
29、层外胚层中胚层中胚层内胚层内胚层1.在发育过程中细胞分化潜能逐渐变窄在发育过程中细胞分化潜能逐渐变窄单能性单能性(unipotency)细胞只具有向特定细胞系分化的能力，这种细胞分化的潜能是单能性。全能性全能性(totipotency)多能性多能性(pluripotency)2.分化细胞的细胞核具有全能性分化细胞的细胞核具有全能性三、细胞分化与基因表达三、细胞分化与基因表达v细胞分化是基因选择性表达的结果细胞分化是基因选择性表达的结果管家基因管家基因(house keeping gene)是维持细胞生存所必需的，在各种细胞中处于活性表达状态，这类基因称为管家基因管家基因。如，细胞骨架蛋白、膜蛋
30、白、染色质组蛋白、核糖体蛋白以及参与能量代谢的糖酵解酶。这类基因与细胞分化的关系不大。奢侈基因奢侈基因(luxury gene)在不同组织中进行选择性的表达，用来维持组织的特异性功能，又称组织特异基因组织特异基因。这类基因是细胞分化的基础。如，红细胞中的血红蛋白、皮肤表皮细胞的角蛋白、肌细胞中的肌动蛋白和肌球蛋白等。细胞分化的实质基因选择性表达细胞分化的实质基因选择性表达细胞分化的标志细胞内合成新的特异性蛋白质细胞分化的标志细胞内合成新的特异性蛋白质 在真核细胞，基因表达的调控可以发生在在真核细胞，基因表达的调控可以发生在不同的水平上，主要发生在三个彼此相对独立不同的水平上，主要发生在三个彼此
31、相对独立的水平上的水平上 （一）转录水平的调控（一）转录水平的调控 （二）转录后的加工调节（二）转录后的加工调节 （三）翻译水平的调控（三）翻译水平的调控 第十五章第十五章 细胞的衰老与细胞死亡细胞的衰老与细胞死亡 第一节 细胞衰老 一、细胞衰老的概念 细胞衰老是指正常细胞的形态结构、化学成分、生理功能和增殖能力逐渐减弱衰退的现象。（一）（一）细胞衰老与机体衰老的关系细胞衰老与机体衰老的关系 细胞衰老与人体衰老既有联系又有区细胞衰老与人体衰老既有联系又有区别别 1.区别细胞衰老与人体衰老是两个不同区别细胞衰老与人体衰老是两个不同的概念。的概念。2.联系机体衰老以细胞总体的衰老为基联系机体衰老以
32、细胞总体的衰老为基础，细础，细 胞总体的衰老反应了机体的衰老。胞总体的衰老反应了机体的衰老。（二）体内各类细胞的寿命不同（二）体内各类细胞的寿命不同1.与机体寿命接近的细胞(终末分化细胞）如神经元、脂肪细胞、骨骼细胞和心肌细胞。2.缓慢更新的细胞 如肝脏、肾脏细胞和胃壁细胞。3.快速更新的组织细胞 如上皮细胞、血细胞。二、细胞衰老的表现二、细胞衰老的表现（一）形态学的变化（一）形态学的变化（1 1）细胞核的变化）细胞核的变化 核膜内折、核质固缩。（2 2）内质网和线粒体的变化）内质网和线粒体的变化 内质网弥散分布，尼克体含量减少；线粒体数量减少。（3 3）细胞内色素或腊样物质沉积）细胞内色素或
33、腊样物质沉积（4 4）膜系统的变化）膜系统的变化膜的流动性降低，脆性增加诱导因素 强烈的刺激（极端环境）较弱刺激（生理/病理因素）联会的同源染色体相互排斥、分开，仅有交叉相连层粘连蛋白的分子结构细胞决定先于细胞分化并制约着分化的方向二、受体（receptor）非随机地排列在赤道板上联系机体衰老以细胞总体的衰老为基础，细包括间期和有丝分裂期。在不同组织中进行选择性的表达，用来维持组织的特异性功能，又称组织特异基因。产生活性氧类物质（ROS）细胞质明显浓缩，线粒体（体积增大、嵴增多，出现空泡）和内质网（腔增殖膨大），细胞骨架变得致密和紊乱。全能性(totipotency)形态变化 细胞结构全面溶解
34、、破坏、胞膜及细胞器相对完整创伤、癌变及衰老的细胞；与机体寿命接近的细胞(终末分化细胞）染色体两端与核膜脱离产生活性氧类物质（ROS）坏死 凋亡分裂极确定和纺锤体的形成细胞坏死(necrosis)是细胞受到物理、化学和生物因素等损伤后而引起细胞被动死亡的现象。姐妹染色单体发生分离，向两极移动（二）（二）生化方面的改变生化方面的改变（1 1）DNADNA复制与转录受到抑制，端粒复制与转录受到抑制，端粒DNADNA丢失，线粒丢失，线粒体体 DNA DNA特异性缺失，特异性缺失，DNADNA氧化、断裂、交氧化、断裂、交联等。联等。（2 2）RNA mRNARNA mRNA和和rRNArRNA的含量降
35、低。的含量降低。（3 3）蛋白质含量下降，胞内蛋白发生糖基化、氨甲）蛋白质含量下降，胞内蛋白发生糖基化、氨甲酰酰 化、脱氨基等反应。化、脱氨基等反应。（4 4）酶分子活性中心被氧化，金属离子）酶分子活性中心被氧化，金属离子Ca2+Ca2+、Zn2+Zn2+、Mg2+Mg2+、Fe2+Fe2+等丢失，导致酶失活。等丢失，导致酶失活。（5 5）脂类不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与）脂类不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间或与脂蛋脂蛋 白之间交联，膜的流动性降低。白之间交联，膜的流动性降低。第二节 细胞死亡 细胞死亡的形式有两种细胞坏死(necrosis)是细胞受到物理、化学和生物因素等损伤后而引起
36、细胞被动死亡的现象。亦称病理性死亡（非正常性死亡）。细胞凋亡(apoptosis)是由基因控制的细胞有序性的主动死亡现象。又称生理性死亡（正常性死亡）。细胞凋亡与坏死的区别细胞凋亡与坏死的区别坏死坏死 凋亡凋亡1.性质性质 病理性病理性 生理性或病理性生理性或病理性 2.诱导因素诱导因素 强烈的刺激（极端环境）强烈的刺激（极端环境）较弱刺激（生理较弱刺激（生理/病理因素）病理因素）3.生化特点生化特点 被动过程，无蛋白合成，被动过程，无蛋白合成，主动过程，有新蛋白合成，主动过程，有新蛋白合成，不耗能不耗能ATP 耗能量耗能量ATP4.形态变化形态变化 细胞结构全面溶解、破坏、细胞结构全面溶解、
37、破坏、胞膜及细胞器相对完整胞膜及细胞器相对完整 细胞肿胀细胞肿胀 细胞皱缩，核固缩细胞皱缩，核固缩5.DNA电泳电泳 随机降解，电泳呈均一随机降解，电泳呈均一 DNA片段化（片段化（180-200bp）DNA片状片状 电泳呈电泳呈“梯梯”状条带状条带6.炎症反应炎症反应 溶酶体破裂，局部炎症反应溶酶体破裂，局部炎症反应 溶酶体相对完整，无炎症反应溶酶体相对完整，无炎症反应7.凋亡小体凋亡小体 无无 有有8.基因调控基因调控 无无 有有 第三节第三节 细胞凋亡细胞凋亡一、细胞凋亡的特征一、细胞凋亡的特征（一）形态学特征（一）形态学特征1.1.细胞核的变化 染色质凝集、分块，呈新月状、花瓣状位于核
38、膜下。最后核膜断裂。2.细胞质的变化 细胞质明显浓缩，线粒体（体积增大、嵴增多，出现空泡）和内质网（腔增殖膨大），细胞骨架变得致密和紊乱。在凋亡过程中，由于没有膜的破裂，所以没有内容物的释放，故不会引起周围组织发生炎症。3.细胞膜的变化原有的特化结构逐渐消失；细胞膜起泡，但结构完整；外层细胞膜新出现了磷脂酰丝氨酸等生物大分子。.产生凋亡小体产生凋亡小体 凋亡小体(apoptotic body)：细胞凋亡时，形成的一些大小不等的、有完整胞膜的、内含胞质、细胞器及染色质片断的球形结构。凋亡小体的命运：被邻近细胞吞噬消化凋亡小体的命运：被邻近细胞吞噬消化（二）细胞凋亡的生物化学特征（二）细胞凋亡的生
39、物化学特征 1.1.DNA片段化片段化 凋亡细胞中核酸核酸内切酶内切酶活化，特异性地切割核小体，形成180200bp 整数倍的DNA片段。琼脂糖凝胶电泳显示梯状条带。2.产生与细胞凋亡有关的酶如，Caspase家族等蛋白酶被活化。3.细胞质中Ca2+浓度和pH值 细胞内Ca2+库释放，使细胞质内Ca2+浓度增高。Ca2+作为凋亡信号，诱导细胞凋亡。pH值先急剧增高（碱性），之后又缓慢降低（酸性）。4.线粒体变化线粒体变化 呼吸链受损，能量代谢受到破坏，细胞死呼吸链受损，能量代谢受到破坏，细胞死亡亡 释放细胞色素释放细胞色素C（cytC）产生活性氧类物质（产生活性氧类物质（ROS）线粒体渗透转变
40、孔（线粒体渗透转变孔（PT）通透性增高）通透性增高 糖链短（糖基在300个以下）同时组蛋白的持续磷酸化仍在进行。细胞坏死(necrosis)是细胞受到物理、化学和生物因素等损伤后而引起细胞被动死亡的现象。膜的流动性降低，脆性增加(一)前 期(prophase)（1）DNA复制与转录受到抑制，端粒DNA丢失，线粒体前期如染色体去凝集，则重新凝集，中心体向两极移动，逐渐形成纺锤体。间期细胞进入暂短的间期。在不同组织中进行选择性的表达，用来维持组织的特异性功能，又称组织特异基因。一、无丝分裂(amitosis)包括间期和有丝分裂期。常染色质先复制、异染色质后复制。中心体移到两极，形成纺锤体在真核细胞，基因表达的调控可以发生在不同的水平上，主要发生在三个彼此相对独立的水平上 染色体两端与核膜脱离一、氨基聚糖与蛋白聚糖（强负电）3、角膜中蛋白聚糖具有透光性（硫酸软骨素、硫酸角质素）交叉端化现象明显，最后存在于四分体的两端 1100个氨基聚糖（GAG）(二二)细胞凋亡的信号转导通路细胞凋亡的信号转导通路1.膜表面死亡受体通路（细胞外信号）
