细胞膜以内,细胞核以外的结构成分称细胞质,包括细胞质基质和各种细胞器
主要内容
第一节 细胞质基质
第三节 内 质 网
第四节 高尔基体
第五节 溶酶体
第六节 过氧化物酶体
第一节 细胞质基质
在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,称细胞质基质;细胞质基质是细胞的重要的结构成分,其体积约占细胞质的一半。
细胞内膜系统
细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能及发生上相关的由膜包绕形成的细胞器或细胞结构:包括内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、核膜等。不包括线粒体。
第二节 核糖体
由于核糖体既是蛋白质合成的场所,又是内膜系统的组成部分,如参与粗面内质网的形成,因此有关核糖体的内容也在本章介绍。 核糖体普遍存在真核细胞核原核细胞中,核糖体是合成蛋白质的细胞器,其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸高效且精确地合成多肽链,由rRNA和蛋白质组成。
核糖体化学组成
由rRNA和蛋白质组成。r蛋白质:40%,核糖体表面;rRNA:60%,核糖体内部
核糖体的形态结构
核糖体为直径15~25nm的致密小颗粒,没有膜包裹,由两个亚单位组成。大、小亚单位结合时,形成一个隧道,在蛋白合成过程中,mRNA穿行在隧道中。在大亚单位中还有一个垂直于隧道的通道,新合成的肽链由此释放。
核糖体的类型
附着核糖体(和内质网一起形成粗面型内质网)
游离核糖体
70S的核糖体(原核细胞)
80S的核糖体(真核细胞)
核糖体的功能
核糖体的功能是合成蛋白质。核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位点与催化位点:P位点、A位点、多肽链转移酶、GTP酶。
Protein Synthesis
多聚核糖体
门外有敲门声核糖体在细胞内并不是单个独立地执行功能,而是由多个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽链的合成,这种具有特殊功能与形态结构的核糖体与mRNA的聚合体称为多聚核糖体。
第三节 内 质 网(ER)
内质网的形态结构
ER的功能
内质网的形态结构
两种基本类型:
粗面内质网(rER)(扁平囊状,分布大量核糖体)
光面内质网(sER)(分支管状)
遵义铁通两种基本类型
粗面内质网
ER 的 功 能
ER是细胞内蛋白质与脂类合成的基地,几乎全部脂类和多种重要蛋白都是在内质网合成的。
rER的功能
⏹ 蛋白质的合成
⏹ 蛋白质的修饰与加工
⏹ 新生肽的分选与转运
⏹ 膜脂的合成
蛋白的合成
分泌蛋白、整合膜蛋白、内膜系统各种细胞器内的可溶性蛋白。
其它的多肽是在细胞质基质中“游离”核糖体上合成的: 包括细胞质基质中的驻留蛋白、质膜外周蛋白、核输入蛋白、转运到线粒体、叶绿体和过氧物酶体的蛋白。
注意:细胞中蛋白质都是在核糖体上合成的,并都是起始于细胞质基质中“游离”核糖体。
蛋白质的合成
信号假说
分泌性蛋白N端序列作为信号肽,信号肽在SRP指导下,将核糖体引导到内质网膜上与信号识别颗粒的受体结合,待肽链穿过内质网膜后再继续进行蛋白质的合成,并在信号肽酶的作用下切除信号肽,即信号假说。
信号假说
蛋白质的修饰与加工
修饰加工:糖基化、羟基化、酰基化、二硫键形成等
糖基化作用发生在ER腔面:
N- 连接糖基化 (Asn:天冬酰胺 )O-连接糖基化 (Ser/Thr :丝氨酸/苏氨酸,主要发生在高尔基体)
蛋白质的糖基化
蛋白质的分选与转运
蛋白二硫键异构酶(PDI)切断二硫键,帮助新合成的蛋白重新形成二硫键并处于正确折叠的状态;结合蛋白(Bip )、分子伴侣:识别错误折叠的蛋白或未装配好的蛋白亚单位并促进重新折叠与装配。
PDI、Bip具有四肽信号(KDEL or HDEL),保证他们滞留在内质网中,并维持很高浓度。
sER的功能
1、脂类合成——类固醇激素的合成(生殖腺内分泌细胞和肾上腺皮质)
2、肝的解毒作用
3、糖原合成与分解
第四节 高尔基体
⏹ 高尔基体的形态结构
⏹ 高尔基体的功能
⏹ 高尔基体与细胞内的膜泡运输
高尔基体的形态结构
电镜下高尔基体结构是由扁平膜囊和大小不等的囊泡构成。
扁囊弯曲成凸面又称形成面(forming face) 电视剧新施公案或顺面(cis face)
面向质膜的凹面(concave)又称成熟面(mature face)或反面(trans face)
高尔基体的形态结构
高尔基体至少由互相联系的4个部分组成
(1)高尔基体顺面网状结构(CGN)又称cis膜囊
(2)高尔基体中间膜囊
(3)高尔基体反面网状结构(TGN)
(4)周围大小不等的囊泡——顺面囊泡、反面体积较大的分泌泡与分泌颗粒
高尔基体的功能轮毂电机
针刺事件⏹ 高尔基体与细胞的分泌及分选活动
⏹ 蛋白质的糖基化及其修饰
⏹ 蛋白酶的水解和其它加工过程
高尔基体与细胞的分泌及分选活动
1、高尔基体在细胞分泌活动中的作用,是将内质网合成的蛋白质和脂质进一步加工、浓缩、运输,形成各种分泌颗粒,运输到细胞外。
2、溶酶体酶的分选:M6P→反面膜囊M6P受体
分泌活动
溶酶体的发生过程
蛋白质糖基化及修饰
O-连接糖基化:酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸
蛋白酶的水解和其它加工过程
无生物活性的蛋白原→高尔基体→切除N-端或两端的序列→成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖素及血清白蛋白等。
高尔基体与膜的转化
高尔基体在细胞内膜的转化中起重要的枢纽作用
第四节 溶酶体
溶酶体(lysosome)是单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器;其主要功能是进行细胞内的消化作用。其标志酶为酸性磷酸酶。
溶酶体膜的特征
嵌有质子泵,形成和维持溶酶体中酸性的内环境;
膜蛋白高度糖基化,可能有利于防止自身膜蛋白的降解
溶酶体类型
初级溶酶体
练习模式
次级溶酶体 :
自噬溶酶体、异噬溶酶体
残余小体 :
脂褐素 、含铁小体 、髓样结构
溶酶体的功能
⏹ 清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老损伤和死亡的细胞
⏹ 防御功能(病原体感染刺激单核细胞分化成巨噬细胞而吞噬、消化)
⏹ 其它重要的生理功能
其它重要的生理功能
(1)作为细胞内的消化“器官”为细胞提供营养;
(2)分泌腺细胞中,溶酶体摄入分泌颗粒参与分泌过程的调节
(3)受精过程中的精子的顶体(acrosome)反应。
(4)与细胞凋亡有关,如蝌蚪尾巴的退化。
过氧化物酶体
过氧化物酶体(peroxisome)又称微体,是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器。其标志酶为过氧化氢酶 。
过氧化物酶体的功能
(1)动物细胞(肝细胞或肾细胞)中过氧化物酶体可氧化分解血液中的有毒成分,起到解毒作用。
1)氧化酶,将有毒底物氧化形成H2O2;
2)过氧化氢酶,将H2O2分解,形成水和氧气。
(2)过氧化物酶体分解脂肪酸等高能分子向细胞直接提供热能。