.膜脂分子的運動方式1沿膜平面的側(cè)向運動（基本運動方式），其擴散系數(shù)為10-8cm2/s；2脂分子圍繞軸心的自旋運動；3脂分子尾部的擺動； 4雙層脂分子之間的翻轉(zhuǎn)運動，發(fā)生頻率還不到脂分子側(cè)向交換頻率的1010。但在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，新合成的磷脂分子翻轉(zhuǎn)運動發(fā)生頻率很高，需要特殊的膜蛋白協(xié)助完成。通道蛋白的特征1轉(zhuǎn)運速率高，比載體蛋白高1000倍，跨膜轉(zhuǎn)運動力來自溶質(zhì)的濃度梯度和跨膜電位差；2沒有飽和值，很高的離子濃度下通過的量依然沒有最大值；3離子通道是門控的，活性由通道開啟或關(guān)閉兩種構(gòu)象調(diào)節(jié)；線粒體的超微結(jié)構(gòu)外膜：最外面的一層單位膜結(jié)構(gòu)，光滑而有彈性，含孔蛋白（porin）形成內(nèi)部通道，可以對細(xì)胞的不同狀態(tài)作出反應(yīng)，可逆地關(guān)閉，通透性較高。標(biāo)志酶是單胺氧化酶。 內(nèi)膜：把膜間隙與基質(zhì)分開的一層單位膜，有很高的蛋白質(zhì)/脂質(zhì)比，具有高度不通透性，物質(zhì)運輸借助特異性轉(zhuǎn)運蛋白，向內(nèi)折疊形成嵴，增大表面積，能量需求多的細(xì)胞，嵴的數(shù)量多。內(nèi)膜是氧化磷酸化關(guān)鍵場所，內(nèi)膜的嵴上有許多排列規(guī)則的線粒體基粒ATP合酶。標(biāo)志酶是細(xì)胞色素氧化酶。 膜間隙：為內(nèi)外膜之間的腔隙；充滿無定形液體，含許多可溶性酶、底物及輔助因子。標(biāo)志酶是腺苷酸激酶。線粒體基質(zhì)：富含可溶性蛋白質(zhì)的膠狀物質(zhì)，具有特定的pH和滲透壓。含三羧酸循環(huán)酶系，基因中還含有DNA、RNA、核糖體以及轉(zhuǎn)錄、翻譯所必需的重要分子。ATP合酶的分子結(jié)構(gòu)與組成ATP合酶的分子由球形的頭部和基部組成。頭部朝向線粒體基質(zhì)，規(guī)則地排布在內(nèi)膜下并以基部與內(nèi)膜相連。ATP合酶的分子結(jié)構(gòu)與動力學(xué)機制是線粒體研究的重要組成部分。由偶聯(lián)因子1（F1）和偶聯(lián)因子0（F0）兩部分組成。 偶聯(lián)因子1（F1）l 水溶性球蛋白，由3、3、1、1和1等9個亞基組成；3個亞基和3個亞基交替排列，形成“橘瓣”狀結(jié)構(gòu)，和亞基上均有核苷酸結(jié)合位點，其中亞基結(jié)合位點具有催化ATP合成或水解的活性。 l 亞基的一個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成一個穿過F1的中央軸，亞基的另一個結(jié)構(gòu)域主要與3個亞基中的一個結(jié)合。 l 亞基協(xié)助亞基附著到F0基部，與亞基有很強的親和力，結(jié)合在一起形成“轉(zhuǎn)子”，位于33的中央，共同旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)三個亞基催化位點的開放和關(guān)閉。 l 亞基是F1和F0相連接所必需的。偶聯(lián)因子0（F0）l F0（偶聯(lián)因子F0）：是嵌合在內(nèi)膜上的疏水蛋白復(fù)合體，F(xiàn)0由a、b、c3種亞基按照a1b2c1012的比例組成一個跨膜質(zhì)子通道。多拷貝的c亞基形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，a亞基和b亞基二聚體排列在c亞基12聚體形成的環(huán)的外側(cè)，a亞基、b亞基二聚體和亞基共同組成“定子”，也稱外周柄。l F1和F0通過“轉(zhuǎn)子”和“定子”將兩部分連接起來，在合成或水解ATP的過程中，“轉(zhuǎn)子”在通過F0的H+流驅(qū)動下在33的中央旋轉(zhuǎn)，依次與3個亞基作用，調(diào)節(jié)亞基催化位點構(gòu)象的變化；“定子”在一側(cè)將33與F0連接起來并保持固定的位置，F(xiàn)0的作用之一就是將跨膜質(zhì)子驅(qū)動力轉(zhuǎn)換成扭力距，驅(qū)動“轉(zhuǎn)子”旋轉(zhuǎn)。類囊體的結(jié)構(gòu)與功能l 類囊體內(nèi)的空間稱為類囊體腔。l 類囊體有序疊置成垛基粒；l 組成基粒的類囊體為基粒類囊體。l 貫穿于基粒之間不形成垛疊的片層結(jié)構(gòu)為基質(zhì)片層，或基質(zhì)類囊體。l 類囊體的垛疊是動態(tài)的，垛疊和非垛疊可以相互轉(zhuǎn)換，全部的類囊體是一個完整連續(xù)的封閉膜囊；l 類囊體的化學(xué)組成：含豐富的半乳糖糖脂和極少的磷脂，以不飽和脂肪酸為主，脂質(zhì)雙分子層流動性非常大。蛋白質(zhì)/脂質(zhì)比很高，與葉綠體行使光合作用有關(guān)。l 類囊體膜上鑲嵌有大小、數(shù)量不等的顆粒：PSII、Ctyb6f復(fù)合物 、PSI、CF0-CF1ATP酶，有利于光合作用的的進(jìn)行。舉例說明線粒體是半自主性細(xì)胞器線粒體和葉綠體的功能主要受細(xì)胞核基因組調(diào)控，但同時又受到自身基因組的調(diào)控半自主性細(xì)胞器。以非孟德爾方式遺傳。1線粒體和葉綠體的DNA mtDNA /ctDNA形狀、數(shù)量、大小； 雙鏈環(huán)狀（除綠藻mtDNA，草履蟲mtDNA）； mtDNA在動物中的拷貝數(shù)（1000-10000bp），ctDNA在植物中大小差異比較大（200-2500kb）； 每個mtDNA分子大小：人16kb，37個基因,酵母78kb； 每個線粒體約含6個mtDNA，每個葉綠體約含12個ctDNA。 mtDNA和ctDNA均以半保留方式進(jìn)行自我復(fù)制；mtDNA復(fù)制的時間主要在細(xì)胞周期的S期及G2期，DNA先復(fù)制，隨后線粒體分裂。ctDNA復(fù)制的時間在G1期。復(fù)制仍受核控制。2線粒體和葉綠體中的蛋白質(zhì)l 線粒體和葉綠體合成蛋白質(zhì)的種類十分有限：哺乳動物細(xì)胞MtDNA編碼Mt核糖體中2種rRNA（12S和16S），22種tRNA，13種多肽（復(fù)合物中7個亞基，復(fù)合物中1個亞基，復(fù)合物中3個亞基，F(xiàn)0中2個亞基）； l 葉綠體基因組編碼4種rRNA、30種tRNA和100多種多肽。 l 不同來源的線粒體基因，其表達(dá)產(chǎn)物既有共性，也存在差異（表6-1）l 線粒體或葉綠體蛋白質(zhì)合成體系對核基因組具有依賴性3線粒體和葉綠體基因組與細(xì)胞核的關(guān)系核質(zhì)互作：在真核細(xì)胞中，細(xì)胞核與線粒體、葉綠體之間在遺傳信息和基因表達(dá)調(diào)控等層次上建立的分子協(xié)作機制。有序的核質(zhì)互作為真核細(xì)胞的生命活動提供必要的保證。核質(zhì)互作的細(xì)胞核或線粒體、葉綠體基因單方面發(fā)生突變，引起細(xì)胞中的分子協(xié)作機制出現(xiàn)障礙時，細(xì)胞或真核生物個體通常會表現(xiàn)出一些異常的表型。這類表型背后的分子機制被統(tǒng)稱為核質(zhì)沖突。人類的線粒體疾病是核質(zhì)沖突的結(jié)果，表現(xiàn)為母系遺傳，表明直接的原因來源于線粒體基因的突變。在線粒體和葉綠體的基因表達(dá)過程中，一些基因中的個別堿基需要接受必要的修飾方可翻譯出正確的蛋白質(zhì)RNA編輯。RNA編輯發(fā)生障礙時，會呈現(xiàn)核質(zhì)沖突的表型，暗示RNA編輯有可能是真核細(xì)胞為有效消除核質(zhì)沖突而獲得的一種分子機制。 N-連接糖基化是如何進(jìn)行的N-連接糖基化：發(fā)生在rER，一個由14個糖殘基的寡糖鏈，在糖基轉(zhuǎn)移酶作用下，從供體磷酸多萜醇上轉(zhuǎn)移到新生肽鏈的特定三肽序列的Asn殘基上；N-連接寡糖鏈都有一個共同的前體；成熟的N-連接寡糖鏈都含有2個N-乙酰葡萄糖胺和3個甘露糖殘基。用信號肽假說論述蛋白質(zhì)在rER上合成的過程。1蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)游離核糖體上起始合成，當(dāng)肽鏈延伸至80個氨基酸左右，N端的信號序列暴露出核糖體與SRP結(jié)合使肽鏈延伸暫停，SRP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的停泊蛋白結(jié)合，GTP與SRP和DP結(jié)合強化這種結(jié)合； 2核糖體/新生肽與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的移位子結(jié)合，SRP脫離信號序列和核糖體，返回基質(zhì)重復(fù)使用，肽鏈開始延伸； 3信號肽與移位子組分結(jié)合使孔道打開，信號肽穿入rER膜引導(dǎo)肽鏈以袢環(huán)的形式進(jìn)入rER腔，是一個耗能過程；4rER腔面上信號肽酶切除信號肽使其降解，肽鏈延伸直至完成整個多肽鏈的合成，蛋白質(zhì)進(jìn)入rER腔并折疊，核糖體釋放，移位子關(guān)閉。 蛋白質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)輸入到線粒體基質(zhì)的過程。l 線粒體基質(zhì)蛋白N端靶向信號序列共享相同的基序： 富含疏水性氨基酸、帶正電荷的堿性氨基酸（Arg）和羥基氨基酸（Ser）、缺少帶負(fù)電荷的氨基酸； 形成既具有親水性又具有疏水性的螺旋結(jié)構(gòu)，有利于穿膜。l 基本步驟： 在游離核糖體上合成前體蛋白，與胞質(zhì)蛋白分子伴侶Hsc70結(jié)合，使其保持未折疊或部分折疊狀態(tài)，其N端具有基質(zhì)靶向序列，前體蛋白與內(nèi)外膜接觸點附近的輸入受體結(jié)合，被轉(zhuǎn)運進(jìn)入輸入孔；輸入的蛋白通過內(nèi)外膜接觸點的輸入通道； 線粒體基質(zhì)分子伴侶中Hsc70與輸入蛋白結(jié)合并水解ATP以驅(qū)動基質(zhì)蛋白的輸入； 輸入的基質(zhì)蛋白其基質(zhì)靶向序列被基質(zhì)蛋白酶切除，同時Hsc70從新輸入的基質(zhì)蛋白上釋放出來，進(jìn)而折疊，產(chǎn)生活性構(gòu)象。簡要說明核基因編碼的蛋白質(zhì)分選的2條途徑。l 兩條分選途徑：1翻譯后轉(zhuǎn)運途徑：在細(xì)胞質(zhì)中游離核糖體上完成多肽合成，然后轉(zhuǎn)運至膜圍繞的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、過氧化物酶體和細(xì)胞核，或者成為胞質(zhì)基質(zhì)的可溶性駐留蛋白和支架蛋白； 2共翻譯轉(zhuǎn)運途徑：蛋白質(zhì)合成起始后有信號肽引導(dǎo)轉(zhuǎn)移至rER，新生肽鏈邊合成邊轉(zhuǎn)入rER，經(jīng)GC運至溶酶體、細(xì)胞膜或分泌到細(xì)胞外，包括ER和GC本身的蛋白質(zhì)。 線粒體基質(zhì)蛋白N端靶向信號序列（導(dǎo)肽）的基序特點。l 線粒體基質(zhì)蛋白N端靶向信號序列共享相同的基序： 富含疏水性氨基酸、帶正電荷的堿性氨基酸（Arg）和羥基氨基酸（Ser）、缺少帶負(fù)電荷的氨基酸； 形成既具有親水性又具有疏水性的螺旋結(jié)構(gòu)，有利于穿膜。膜泡運輸?shù)念愋秃头绞?。COPII包被膜泡的裝配與運輸 負(fù)責(zé)順向運輸：從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體的物質(zhì)運輸；COPII包被由下列蛋白組分形成Sar1、Sec23/Sec24復(fù)合物、 Sec13/Sec31復(fù)合物以及大的纖維蛋白Sec16。COPI包被膜泡的裝配與運輸 逆向運輸：負(fù)責(zé)從高爾基體反面囊膜到順面內(nèi)膜，高爾基體順面內(nèi)膜到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜泡轉(zhuǎn)運，回收錯誤分選的逃逸蛋白網(wǎng)格蛋白/接頭蛋白包被膜泡的裝配與運輸 負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)從高爾基體TGN質(zhì)膜、胞內(nèi)體或溶酶體和植物液泡運輸；在受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞途徑也負(fù)責(zé)將物質(zhì)從質(zhì)膜內(nèi)吞泡(細(xì)胞質(zhì)) 胞內(nèi)體溶酶體運輸；細(xì)胞內(nèi)受體的功能結(jié)構(gòu)域受體有三個結(jié)構(gòu)域： C端結(jié)構(gòu)域：激素結(jié)合位點；中部結(jié)構(gòu)域：富含有Cys、具有鋅指結(jié)構(gòu)的DNA或Hsp90結(jié)合位點；N端結(jié)構(gòu)域：轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。 cAMP-PKA信號通路對真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控cAMP-PKA信號通路對真核細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控：應(yīng)答胞外信號緩慢的反應(yīng)過程，反應(yīng)鏈可表示為：激素G-蛋白偶聯(lián)受體G-蛋白腺苷酸環(huán)化酶cAMPcAMP依賴的蛋白激酶A（PKA）基因調(diào)控蛋白（CREB）磷酸化基因轉(zhuǎn)錄。 磷脂酰肌醇雙信號信使通路是如何實現(xiàn)的？簡述受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路l 受體酪氨酸激酶（RTKs）：鑒定有50余種，包括7個亞族，所有RTKs的N端位于細(xì)胞外，是配體結(jié)構(gòu)域，C端位于胞內(nèi)，具有酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域，并有自磷酸化位點。胞外配體是可溶性或膜結(jié)合的多肽或蛋白類激素，包括多種生長因子和胰島素，其功能是控制細(xì)胞生長、分化； l 絕大多數(shù)RTK是單體跨膜蛋白，一個疏水的跨膜螺旋；配體結(jié)合導(dǎo)致受體二聚化形成二聚體，激活受體的蛋白酪氨酸激酶活性，二聚體內(nèi)彼此交叉磷酸化受體胞內(nèi)肽段的一個或多個酪氨酸殘基，結(jié)合多種底物。l 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：配體受體受體二聚化受體的自磷酸化激活RTK胞內(nèi)信號蛋白啟動信號轉(zhuǎn)導(dǎo)l RTK-Ras信號通路：Ras蛋白是GTPase開關(guān)。RasRaf（MAPKKK）MAPKKMAPK進(jìn)入細(xì)胞核其它激酶或基因調(diào)控蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）的磷酸化修鈽，對基因的表達(dá)產(chǎn)生多種效應(yīng)。組蛋白的種類和功能組蛋白：是構(gòu)成真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白，富含帶有正電荷的Arg和Lys等堿性氨基酸，可以和酸性的DNA緊密結(jié)合。 核小體組蛋白：H2A、H2B、H3和H4，通過C端的疏水氨基酸（Val、Ile）互相結(jié)合，N端帶正電荷氨基酸（Arg、Lys）與DNA分子結(jié)合，幫助DNA卷曲形成核小體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，沒有種屬及組織特異性，在進(jìn)化上十分保守。 H1組蛋白：N端和C端兩個“臂”的氨基酸的變異較大，在構(gòu)成核小體時H1起連接作用, 它賦予染色質(zhì)以極性，有一定的種屬及組織特異性。目前所知Caspase依賴性細(xì)胞凋亡的過程死亡受體起始的外源途徑凋亡信號通路：死亡配體主要是腫瘤壞死因子（TNF)家族成員，死亡配體的生物學(xué)功能是通過與細(xì)胞表面的受體結(jié)合來實現(xiàn)的，TNF-R1和Fas是死亡受體家族的代表成員，它們的胞質(zhì)部分均含有死亡結(jié)構(gòu)域（DD），負(fù)責(zé)招募凋亡信號通路中的信號分子。線粒體起始的內(nèi)源途徑細(xì)胞受到內(nèi)部或外部的凋亡信號刺激時，線粒體外膜的通透性會發(fā)生改變，向細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中釋放出凋亡相關(guān)因子，引發(fā)細(xì)胞凋亡。哺乳動物細(xì)胞接受凋亡信號刺激，Cytc從線粒體釋放到細(xì)胞質(zhì)中，與另一個凋亡因子Apaf-1結(jié)合，N端有Caspase募集結(jié)構(gòu)域，與Cytc發(fā)生自身聚合，招募Caspase-9形成調(diào)亡復(fù)合體，自切割活化，進(jìn)一步激活執(zhí)行Caspase，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡發(fā)生。錨定連接及其類型。錨定連接的類型、結(jié)構(gòu)與功能1與中間絲相連的錨定連接：橋粒與半橋粒； 橋粒:細(xì)胞內(nèi)錨蛋白形成獨特的盤狀胞質(zhì)致密斑，一側(cè)與細(xì)胞的中間絲相連，另一側(cè)與跨膜的粘連蛋白相連，在兩個細(xì)胞之間形成紐扣式的結(jié)構(gòu)，將相鄰細(xì)胞鉚接在一起。 胞內(nèi)錨蛋白包括：橋粒斑珠蛋白和橋粒斑蛋白； 跨膜粘連蛋白包括：橋粒芯蛋白和橋粒芯膠粘蛋白。 半橋粒: 半橋粒與橋粒形態(tài)類似，但功能和化學(xué)組成不同。它通過細(xì)胞質(zhì)膜上的跨膜粘連蛋白整聯(lián)蛋白，與整聯(lián)蛋白相連的胞外基質(zhì)是層粘連蛋白，將上皮細(xì)胞固著在基底膜上, 在半橋粒中，中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。2與肌動蛋白纖維相連的錨定連接：黏合帶與黏合斑。 粘合帶：位于緊密連接下方,相鄰細(xì)胞間形成一個連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。間隙約30nm，其間由Ca2+依賴跨膜粘連蛋白形成胞間橫橋相連接。細(xì)胞內(nèi)的錨蛋白有連環(huán)蛋白、紐蛋白和-輔肌動蛋白等；相連的骨架纖維是肌動蛋白纖維。 粘合斑：細(xì)胞通過肌動蛋白纖維和整聯(lián)蛋白與細(xì)胞外基質(zhì)之間的連接方式，胞外基質(zhì)主要是膠原和纖連蛋白；胞內(nèi)錨蛋白有talin、-輔肌動蛋白、filamin和紐蛋白。 間隙連接的基本結(jié)構(gòu)。連接子(connexon) 是間隙連接的基本單位。每個連接子由6個connexin分子組成。連接子中心形成一個直徑約1.5nm的親水性孔道。間隙連接單位由兩個連接子對接構(gòu)成。 間隙連接處相鄰細(xì)胞質(zhì)膜間的間隙為23nm 。 已分離20余種構(gòu)成連接子的蛋白，屬同一蛋白家族，其分子量2660KD不等；連接子蛋白具有4個-螺旋的跨膜區(qū)，是該蛋白家族最保守的區(qū)域；連接子蛋白的一級結(jié)構(gòu)都比較保守，并有相似的抗原性。不同類型細(xì)胞表達(dá)不同的連接子蛋白，間隙連接的孔徑與調(diào)控機制有所不同。 .