细胞生物学宣讲.ppt

宣讲人:廖宜军,陈暄,乔铖?内质网(endoplasmic reticulum,ER) 是真核生物重要的细胞器。它由封闭的膜系统及其围成的腔形成网状结构。内质网通常占细胞膜系统的一半左右,体积约占细胞总体积的 10% 以上。在不同类型的细胞中,内质网的数量、类型与形态差异很大。同一细胞在不同发育阶段和不同生理状态下,内质网的结构与功能也发生明显变化。在细胞周期的各个阶段,内质网的变化是极其复杂的。细胞分裂时,内质网要经历解体与重建的过程。由于内质网的存在,大大增加了细胞内膜的表面积,为多种酶特别是多酶体系提供了大面积的结合位点。同时内质网形成的完整封闭体系,将内质网上合成的物质与细胞质基质中合成的物质分隔开来,更有利于它们的加工和运输。糙(粗)面内质网糙面内质网多呈扁囊状排列较为整齐,因在其膜表面分布着大量的核糖体而命名。它是内质网与核糖体共同形成的复合机能结构,其主要功能是合成分泌性的蛋白和多种膜蛋白。因此在分泌细胞和分泌抗体的浆细胞中,糙面内质网非常发达,而在一些未分化的细胞与肿瘤细胞中则较为稀少。光(滑)面内质网表面没有核糖体结合的内质网称光面内质网。光面内质网常为分支管状,形成较为复杂的立体结构。光面内质网是脂质合成的重要场所,细胞中几乎不含有纯的光面内质网, 它们只是作为内质网这一连续结构的一部分。光面内质网所占的区域通常较小,往往作为出芽的位点,将内质网上合成的蛋白质或脂质转移到高尔基体内。在某些细胞中,光面内质网非常发达并具有特殊功能。细胞凋亡(apoptosis 是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程。它使生物体可以有序地清除受损伤或无用的细胞。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也常常被称为细胞编程性死亡(programmed cell death,PCD) 。它是多细胞有机体调控机体发育、控制细胞衰老、维持内环境稳定的重要机制。细胞凋亡发生过程的启动和进行受到精确调控,具有独特而复杂的信号系统。各种凋亡信号通过信号传导通路传至细胞内,激活靶分子而产生细胞效应,引发细胞凋亡。?自从 1927 年 John Kerr 第一次提出凋亡这一概念后,人们发现在生物的生长发育过程中,细胞凋亡是不可或缺的一个重要方面, 它在多细胞生物的基本生命活动中起着十分重要的作用。它对于生物发育过程中控制细胞数量平衡必不可少。虽然近年研究揭示出凋亡是由十分复杂的信号传导通路所调控的,但是,调控凋亡的具体机理仍然不十分清楚。目前已知有三个主要的信号传导通路,它们是:线粒体通路,死亡受体通路和内质网通路。内质网主要通过它的应激而调节细胞的死亡程序。?。?细胞凋亡发生过程的启动和进行受到精确调控,具有独特而复杂的信号系统。细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行,自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。通过细胞凋亡,有机体得以清除不再需要的细胞,而不引起炎症反应。在发育过程中,幼体器官的缩小和退化如蝌蚪尾的消失等,都是通过细胞的清除也是通过细胞凋亡来实现的。在成熟个体的组织中,细胞的自然更新,被病原体感染细胞的清除也是通过 PCD 来完成的。?凋亡是所有多细胞组织的重要的基本功能。凋亡发生的生物化学和形态变化在从线虫到人类的不同种属问高度保守,对于胚胎发育和正常细胞稳态的维持有非常重要的意义。现已证明细胞凋亡功能的丧失可以促进肿瘤和自身免疫疾病的发生;而凋亡过度又可以引发退行性改变,如免疫缺陷和神经系统退行性疾病等。所以凋亡过程的正确调控对机体具有极其重要的意义。?多种因素可以触发凋亡。细胞膜上的“死亡受体”如肿瘤坏死因子受体 l及 CD95 / Fas / Apo1 受体等可激活细胞外源通路,活化半胱氨酸水解蛋白酶(Caspase)8 /10引起凋亡;而细胞内部稳态改变,如钙浓度或线粒体功能改变,可以激活内源通路,通过 Smac / DIABLO 、细胞色素 C、 Apaf-1 等活化 Caspase-9 引发凋亡。已证实凋亡早期,在各细胞器的超微形态结构仍保持完整的情况下,大部分细胞器的生物化学物质变化已经发生,特别是蛋白的水解和细胞膜结构通透性的改变等。由于功能特点的差异, 同的细胞器对不同的变化因素敏感,从而单独或协同参与凋亡发生。?诱导细胞凋亡的因子大致可分为两大类: ?(1) 物理性因子:包括射线,较温和的温度刺激(如热激、冷激)等。?(2) 化学及生物因子:包括活性氧基因和分子。 DNA 和蛋白质合成的抑制剂、正常生理因子的失调,肿瘤坏死因子α,抗 Fas/Apo-1/CD95 抗体等。内质网应激是指由于内质网稳态受到破坏后的一系列分子、生化改变。内质网应激包括:内质网未折叠蛋白质反应、内质网超负荷反应和固醇调节级联反应。内质网是细胞内完成蛋白质折叠修饰的主要场所,目前研究