第六章细胞质和细胞器1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 细胞质和细胞器,第一节 细胞质基质,指细胞质中除有形结构之外,(,细胞器,),的无定形胶状物质体系。,构成生命代谢的内环境，而且参与细胞的物质运输、能量转换、信息传递、细胞生长增殖、发育分化和遗传变异各种生物学过程。,与细胞质概念的区别,第二节 核糖体,一,.,核糖体,的形态结构,非膜性细胞器,电镜下：直径,15-25nm,的不规则颗粒状,结构体系，由大小两个亚基组成,功能分区,（,1,）,A,部位：,又称受体部位，接受氨酰,-tRNA,的部位。,（,2,）,P,部位：,又称供体部位，结合肽酰,-tRNA,的位置。,（,3,）,T,因子：,又称转肽酶活性部位，在肽链延长时,催化氨基酸之间形成肽键。,（,4,）,G,因子：,又称,GTP,酶活性部位，分解,GTP,，,并将肽酰,-tRNA,由,A,部位移到,P,部位。,二、核糖体的理化特性,原核细胞,真核细胞,三,.,核糖体在细胞内的存在方式,1.,游离核糖体：,游离于细胞质中，主要合成细胞本身的基础性蛋白。,2.,附着核糖体：,附着在内质网膜上，主要合成分泌蛋白和膜蛋白。,通常均表现为,多聚核糖体,形式，即多个核糖体结合到一个,mRNA,分子上，成串排列，形成蛋白质合成的功能单位,第三节 内膜系统,概念：,相对于质膜而言，细胞内在结构、功能乃至发生上相关的膜性结构的总称。包括,内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体、各种转运小泡及核膜,等。,功能：,提高细胞代谢效率，使特定的功能在特定的区域内完成。,（三）内质网的功能,1,、粗面内质网：,蛋白质的合成、修饰、加工、转运。,（,1,）核糖体附着的支架,由附着核糖体合成的蛋白有：,分泌性蛋白、膜整合蛋白、驻留蛋白,（,2,）新生多肽链的折叠与装配,条件：氧化型谷胱甘肽、蛋白二硫键异构酶、结合蛋白等,（,3,）蛋白质的糖基化,两种糖基化修饰：,N-,连接糖基化、,O-,连接糖基化,（,4,）蛋白质的胞内运输,出芽形式,-,膜性小泡,（三）内质网的功能,2,、滑面内质网：,脂类与固醇的合成、代谢以及细胞解毒作用。,脂质合成,糖原代谢,解毒作用,钙的贮存与钙浓度的调节,胃酸、胆汁的合成与分泌,(,四,),新合成肽链穿越内质网的转移机制,信号肽假说,(,signal hypothesis),1975年,Blobel,等提出,，,用以解释,多肽链在游离核糖体上初始合成后，通过游离核糖体与内质网膜的识别、结合，穿过内质网膜进入内质网腔,的一系列事件,。,蛋白质转移到内质网合成涉及以下成分：,1.信号肽（,signal peptide)：,在分泌蛋白,mRNA5,端起始密码子,AUG,之后有一组信,号密码,蛋白质合成时先在游离核糖体上由信号密码翻译出信号肽，信号肽由,1830个疏水氨基酸组成。,2.信号识别颗粒（,signal recognition particle，SRP）：,由6种多肽和1个,RNA,组成，既能识别信号肽，又能与核糖体的,A,位点结合，导致蛋白质合成暂停。,3.SRP,受体（,SRP receptor）：,内质网膜的整合蛋白，可与,SRP,特异结合。,4.移位子（,translocator，translocon）：,内质网膜的通道蛋白。,1,、信号识别颗粒,结合信号肽,2,、核糖体,锚于内质网,3,、新合成的多肽链,进入内质网腔,4,、信号肽被切除,5,、肽链合成完成,基本步骤：,信号肽假说,(,signal hypothesis),(,四,)新合成肽链穿越内质网的转移机制,思考题：,1、以分泌性蛋白为例，阐述其从游离核糖体上的初始合成,到粗面内质网中继续合成、加工、修饰的过程。,二、高尔基复合体,(,Golgi complex),1898年高尔基（,Golgi）,在光镜下观察神经细胞时发现,(一)高尔基复合体的化学组成,1、高尔基复合体的脂质组成,脂质含量介于内质网膜与细胞膜之间,2、高尔基复合体的主要酶类,特征性酶为,糖基转移酶,(二)高尔基复合体的形态结构,电镜：,封闭的膜性囊泡状结构。,具有,极性,(三)高尔基复合体的功能,-胞内物质合成、加工的重要场所,-和内膜系统其他结构组分一起构成胞内物质运输的特殊通道,1.胞内物质的运输和,细胞的分泌活动,3,H,标记亮氨酸追踪实验,证明，分泌蛋白在,rER,中 合成后被运送至,GC，,在其中经浓缩、修饰、加工后包装于分泌泡中，最终分泌到细胞外。,在细胞分泌活动中,起着主要运输作用,(三)高尔基复合体的功能,2.,糖蛋白的加工合成,蛋白质的,O-,连接糖基,化作用主要或全部在高尔基复合体内完成,高尔基复合体对糖蛋白的合成和修饰过程具有严格的顺序性。,3.,蛋白质的水解,有些蛋白和酶，只有在,GC,中被特异性水解后才能成熟或具有活性,内质网,高尔基复合体,(三)高尔基复合体的功能,(三)高尔基复合体的功能,4.,蛋白质的分选与胞内膜泡运输,分选,对于蛋白质在细胞内各部位的正确分布具有重要意义,决定蛋白质去向的因素之一是被分选蛋白质本身所含的分选信号,4.,蛋白质的分选与胞内膜泡运输,(三)高尔基复合体的功能,高尔基体在细胞内 蛋白,质,膜泡运输中起重要枢纽作用,三、溶酶体,(,Lysosome),1955,年,C.Duve,电镜下,-,大鼠肝细胞,(一)溶酶体的结构特征,1,、溶酶体由,一层单位膜,包围的囊球状结构小体，多为,圆形或卵圆形,。,跨膜蛋白高度糖基化：,防止自身被水解消化,质子泵：,将,H+,泵入溶酶体，以形成和维持溶酶体内的酸性环境,多种载体蛋白：,向外运输消化水解的产物,膜的特点,2,、溶酶体内含多种,酸性水解酶,，最适,pH5.0,，能分解蛋白质、核酸、多糖、,脂类等大分子。其中,酸性磷酸酶,是其标志酶,(二)溶酶体的类型,早期按生理功能状态分,初级溶酶体,次级溶酶体,三级溶酶体,(二)溶酶体的类型,内体性溶酶体,形成过程：,内质网,高尔基复合体,内体性溶酶体,功能状态：,只含酶，不含底物，未进行消化活动,吞噬性溶酶体,形成过程：,内体性溶酶体,底物,吞噬性溶酶体,功能状态：,既含酶，又含底物，已进行消化活动,分 类：,自噬性溶酶体：,异噬性溶酶体：,（内体性溶酶体,+,内源性底物）,（内体性溶酶体,+,外源性底物）,+,残余小体,定 义：,当吞噬性溶酶体到达功能末期时，水解酶活性降低或丧失，一些未被消化分解的物质保留在其中，形成残余小体。,常见类型：,脂褐质、含铁小体、多泡体、髓样结构,现在按形成、成熟与作用过程分,内体性溶酶体,吞噬性溶酶体,残余小体,内吞体,RER,顺面网状结构,反面网状结构,高尔基复合体,溶酶体水,解酶前体,加入磷酸,(M-6-P),前 溶 酶 体,ATP,ADP+Pi,H,+,去除磷酸,pH=6,成熟溶酶体,（内体性溶酶体）,（三）溶酶体的形成与成熟,（四）溶酶体的功能,1,、细胞内物质的消化分解及衰老、残存细胞器的消除更新,对外源性物质（如细菌、尘粒）和内源性物质（如细胞器碎片）的消化分解与利用，以保证内环境的相对稳定，并利于细胞器的更新替代,2,、细胞营养作用,细胞饥饿状态下，分解某些大分子生物，为细胞生存提供营养物质,3,、防御保护功能,巨噬细胞有发达的溶酶体，吞噬细菌和病毒后在水解酶作用下杀灭并分解消化,4,、参与某些腺体组织细胞分泌过程的调节,甲状腺素就是在溶酶体的参与下形成的,5.,在生物个体发生、发育过程中起重要作用,协助精子与卵细胞受精，动物精子的顶体是一种特化的溶酶体，含有多种水解酶,蝌蚪发育过程中尾部退化、哺乳动物断乳后乳腺退行性变化等都与溶酶体有关,四、过氧化物酶体,(,Peroxisome),1954,年,电镜,小鼠肾小管上皮细胞,微体,(microbody),（一）过氧化物酶体的形态结构,电镜：由一层单位膜包围的膜性细胞器（含,类核体,和,边缘板,两种特征结构）,（二）过氧化物酶体所含的酶,氧化酶、,过氧化氢酶（标志酶）,、过氧化物酶等,（三）过氧化物酶体的功能,具有解毒作用，过氧化氢酶利用,H,2,O,2,将,酚、甲醛、甲酸和醇等有害物质氧化,参与脂肪酸的,-,氧化,对细胞氧张力的调节。,五、核膜,(,nuclear membrane),核膜由两层单位膜构成，在结构和功能上与内质网有直接联系，有人认为，核膜实际上是在间期细胞中包裹核物质的,内质网,结构的延伸，因此核膜也作为内膜系统的一部分。,六、,内膜系统与细胞内的房室化,内膜系统在细胞内形成一个个彼此隔离、相互独立的功能性结构区域，即所谓的,细胞内房室化或区域化，,其意义在于：,增大细胞内的表面积，为细胞内各种代谢提供更为广阔的场所,不同催化功能的酶系分隔局限在一定区域，保证了各种生理生化,反应互不干扰，有条不紊的进行,形成了一个严密而完善的胞内物质合成、加工、运输和胞内的结,构、功能转化体系,七、,内膜系统与膜流,膜流是指细胞的膜成分,在内膜系统各种结构之间,，以及,在内膜系统与细胞膜之间,的穿梭、转移，转换和重组的过程,膜流是,以内膜系统为中间介导,，,通过细胞的,胞吞作用和胞吞作用,来实现,思考题：,试举例说明内膜系统在功能上的相互联系。,