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簡(jiǎn)介:第一篇醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué),第一章醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)概述第二章生命的基本單位細(xì)胞第三章細(xì)胞膜第四章細(xì)胞質(zhì)第五章細(xì)胞核第六章細(xì)胞增值第七章干細(xì)胞與細(xì)胞工程,第一章醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)概述,重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn)(1)細(xì)胞生物學(xué)的概念(2)細(xì)胞生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容(3)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)的發(fā)展歷程(4)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)的關(guān)系難點(diǎn)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的研究方法,細(xì)胞生物學(xué)CELLBIOLOGY從細(xì)胞的顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個(gè)水平對(duì)細(xì)胞的各種生命活動(dòng)開展研究,探討細(xì)胞的基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)(MEDICAL)運(yùn)用細(xì)胞生物學(xué)的理論和方法,研究人體細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能等生命活動(dòng)規(guī)律和人類疾病、發(fā)生發(fā)展和防治的科學(xué)。,第一節(jié)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)及其研究?jī)?nèi)容,細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)代謝增殖和分化遺傳和變異衰老和死亡起源與進(jìn)化興奮與運(yùn)動(dòng)信息傳遞,細(xì)胞生物學(xué)研究?jī)?nèi)容,細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的幾個(gè)主要階段,1細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說(shuō)創(chuàng)立時(shí)期166519世紀(jì)中葉以形態(tài)描述為主的生物科學(xué)時(shí)期顯微鏡、細(xì)胞學(xué)說(shuō)2經(jīng)典細(xì)胞學(xué)時(shí)期19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初期在顯微鏡下的細(xì)胞形態(tài)和分裂活動(dòng)的描述原生質(zhì)、細(xì)胞分裂、細(xì)胞器3實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期20世紀(jì)初到20世紀(jì)中葉采用多種實(shí)驗(yàn)手段對(duì)細(xì)胞的生理生化功能進(jìn)行研究;細(xì)胞學(xué)與各門學(xué)科的交融與匯合;4亞顯微結(jié)構(gòu)與分子細(xì)胞學(xué)時(shí)期20世紀(jì)中葉至今電子顯微鏡、分子生物學(xué)的研究,細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué),細(xì)胞生物學(xué)是醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ),生物和醫(yī)學(xué)兩者關(guān)系密切,現(xiàn)代共同發(fā)展。,顯微鏡技術(shù),,光學(xué)顯微鏡,電子顯微鏡,R02ΜM500顯微結(jié)構(gòu),R01NM1,000,000亞顯微結(jié)構(gòu),組成(1)光學(xué)放大系統(tǒng)(2)照明系統(tǒng)(3)機(jī)械和支架系統(tǒng)組織切片制備過(guò)程固定、包埋、切片、染色,1、光學(xué)顯微鏡,第二節(jié)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)的研究方法,利用光學(xué)原理,把人眼所不能分辨的微小物體放大成像,以供人們提取微細(xì)結(jié)構(gòu)信息的光學(xué)儀器。,結(jié)構(gòu)(1)電子束照明系統(tǒng)(2)成像系統(tǒng)(3)真空系統(tǒng)(4)觀察記錄系統(tǒng)(5)電源系統(tǒng)電鏡標(biāo)本制備技術(shù)固定、脫水、包埋、切片、染色分辨率是指能夠區(qū)分相近兩點(diǎn)的最小距離(R),分辨率由光源的波長(zhǎng)、物鏡的鏡口角、介質(zhì)折射率三種因素決定。R061Λ/NSINΑ061Λ/NA放大率最終成像的大小與原物體大小的比值。,2、電子顯微鏡,根據(jù)電子光學(xué)原理,用電子束作為光源,電磁透鏡代替光學(xué)透鏡,使物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。,細(xì)胞的分離和培養(yǎng),1、制備單個(gè)細(xì)胞懸液將組織制備成游離的細(xì)胞懸液通過(guò)破壞細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞間連接來(lái)獲得。經(jīng)典方法是蛋白水解酶(胰蛋白酶酶或膠原酶)消化細(xì)胞間結(jié)合物質(zhì)金屬離子螯合物(如乙二銨四乙酸(EDTA))除去細(xì)胞互相黏著所依賴的CA2,2、分離不同類型細(xì)胞(一)差速離心或密度梯度離心差速離心原理根據(jù)細(xì)胞的大小不同進(jìn)行細(xì)胞的分離方法從低速到高速逐級(jí)沉降分離對(duì)象體積、質(zhì)量差別較大的顆粒密度梯度離心原理分離的細(xì)胞組分放在已形成密度梯度的物質(zhì)(如蔗糖)溶液的表面,在這種條件下進(jìn)行離心,不同組分以不同的沉降速度沉降,形成不同的沉降帶。(二)流式細(xì)胞技術(shù)利用流式細(xì)胞儀從多細(xì)胞懸液中分離目的細(xì)胞。樣品處理用帶有熒光的特異抗體標(biāo)記待分離的細(xì)胞分離速度2萬(wàn)個(gè)細(xì)胞/S分離純度95,3、細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞在體外的培養(yǎng)技術(shù),即無(wú)菌條件下,從活體組織分離出特定細(xì)胞,模擬機(jī)體內(nèi)正常生理狀態(tài)下生存的基本條件,使之能夠繼續(xù)生存、生長(zhǎng)以至增殖的方法。(原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)、細(xì)胞系)原代培養(yǎng)直接從體內(nèi)獲取的組織或細(xì)胞進(jìn)行的首次培養(yǎng)。傳代培養(yǎng)當(dāng)原代細(xì)胞經(jīng)增殖達(dá)到一定密度后,將細(xì)胞分散,從一個(gè)培養(yǎng)器以一定比例移到另一個(gè)或幾個(gè)容器中的擴(kuò)大培養(yǎng)。細(xì)胞系將無(wú)休止進(jìn)行繁殖并帶有癌變特點(diǎn),在培養(yǎng)條件中可無(wú)限地傳代的細(xì)胞。4、細(xì)胞融合真核細(xì)胞通過(guò)介導(dǎo)和培養(yǎng),兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞合并成一個(gè)雙核或多核細(xì)胞的過(guò)程,細(xì)胞組分的分級(jí)分離將細(xì)胞進(jìn)行裂解,獲得各種有功能的細(xì)胞器和生物大分子技術(shù),叫分級(jí)分離。(方法同細(xì)胞的分離),,第二章生命的基本單位細(xì)胞,重點(diǎn)難點(diǎn),重點(diǎn)(1)掌握細(xì)胞的化學(xué)組成(2)核酸、DNA、RNA、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能難點(diǎn)(1)DNA與RNA的區(qū)別(2)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的異同,元素組成主要元素CHON4種少量元素SPNAKCACLMGFE8種微量元素CUZNMNCOIBRFSISRBA10種分子組成無(wú)機(jī)化合物水、無(wú)機(jī)鹽有機(jī)化合物糖、脂、維生素、蛋白質(zhì)(酶)、核酸。,第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)組成,細(xì)胞的小分子物質(zhì)一、水水是細(xì)胞內(nèi)最重要的無(wú)機(jī)小分子,占細(xì)胞總重量的70。大多數(shù)代謝過(guò)程都需要水參與。二、無(wú)機(jī)鹽占細(xì)胞總重量的19左右,以離子形式存在。維持細(xì)胞內(nèi)的滲透壓和酸堿平衡。作為酶的輔助因子。三、有機(jī)小分子是細(xì)胞代謝過(guò)程中的中間產(chǎn)物,也是構(gòu)成生物大分子的基本單位。主要包括單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸。,細(xì)胞的大分子物質(zhì)一、核酸(一)核酸的化學(xué)組成種類脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA基本結(jié)構(gòu)單位核苷酸堿基DNA核苷核苷酸戊糖RNA磷酸1、堿基堿基組成A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶)、T胸腺嘧啶、U尿嘧啶(圖1所示)DNA是A、T、C、G(不含U);RNA是A、U、C、G(不含T)互補(bǔ)配對(duì)原則必須是A和T(或U)配對(duì),C和G配對(duì),2、戊糖(五碳糖)RNA中的戊糖是D核糖(即在2號(hào)位上連接的是一個(gè)羥基);DNA中的戊糖是D2脫氧核糖(即在2號(hào)位上只連一個(gè)H)。,3、核苷核苷是戊糖與堿基之間以糖苷鍵GLYCOSIDICBOND相連接而成。戊糖中C1與嘧啶堿的N1或者與嘌吟堿的N9相連接,戊糖與堿基間的連接鍵是NC鍵,一般稱為N糖苷鍵。,4、核苷酸核苷中的戊糖5‘碳原子上羥基被磷酸酯化形成核苷酸。核苷酸分為核糖核苷酸與脫氧核糖核苷酸兩大類。依據(jù)磷酸基團(tuán)的多少,有一磷酸核苷、二磷酸核苷、三磷酸核苷。,(二)DNA的結(jié)構(gòu)與功能1953年WATSON和CRICK提出BDNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。DNA的基本單位是脫氧核苷酸,脫氧核苷酸是由一分子磷酸,脫氧核糖和含氮堿基來(lái)組成。如圖,(1)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則堿基只有4種A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶)、T胸腺嘧啶互補(bǔ)配對(duì)原則必須是A和T配對(duì),C和G配對(duì)。CTAG1,CG,AT。(2)DNA的自我復(fù)制DNA分子的自我復(fù)制指的是以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過(guò)程。DNA分子通過(guò)自我復(fù)制,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。,(三)RNA的結(jié)構(gòu)、功能與分類堿基的組成A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶)、U尿嘧啶堿基互補(bǔ)原則A和U互補(bǔ),C和G互補(bǔ)。RNA的分類信使RNAMRNA)指導(dǎo)特定蛋白質(zhì)合成過(guò)程。轉(zhuǎn)運(yùn)RNATRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,參與蛋白質(zhì)的合成。核糖體RNARRNA)是核糖體組成成分。,二、蛋白質(zhì)功能構(gòu)成細(xì)胞的主要成分,是各種生命物質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸基本化學(xué)鍵肽鍵氨基酸參與組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種,主要以側(cè)鏈(R)區(qū)別蛋白質(zhì)特異性和多樣性。氨基酸通過(guò)肽鍵相連形成多肽鏈。,(1)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)是由C,H,O,N,P,S等元素組成。(2)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成一級(jí)結(jié)構(gòu)肽鍵,少量二硫鍵二級(jí)結(jié)構(gòu)A螺旋和Β折疊。三級(jí)結(jié)構(gòu)三維空間結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈間通過(guò)次級(jí)鍵相互形成空間結(jié)構(gòu)。其中,每個(gè)具有獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈單位稱亞基。,(3)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系多肽鏈合成,形成一定的空間構(gòu)象是其功能活性基礎(chǔ),被破壞則活性喪失,復(fù)性后,構(gòu)象復(fù)原,活性也能再恢復(fù)。(4)酶具有催化作用的蛋白質(zhì)。酶的特點(diǎn)具有高效性,專一性和多樣性。,三、脂類組成1、三酰甘油(脂肪、甘油三酯)2、類脂功能1、構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分;2、能量。四、糖類細(xì)胞中主要的能源物質(zhì)。糖類有單糖、寡糖和多糖等。1、糖蛋白2、糖脂,(一)細(xì)胞的基本共性所有細(xì)胞表面都有脂質(zhì)雙分子層與鑲嵌蛋白構(gòu)成的生物膜。所有細(xì)胞都具有DNA和RNA兩種核酸,作為遺傳信息儲(chǔ)存、復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。所有細(xì)胞都有核糖體。所有細(xì)胞都是以一分為二的方式進(jìn)行分裂增殖的。(二)細(xì)胞的大小、形態(tài)和數(shù)目(自學(xué)),第二節(jié)細(xì)胞的大小和形態(tài),原核細(xì)胞原核細(xì)胞的基本特點(diǎn)1遺傳的信息量小,遺傳信息載體僅由一個(gè)裸露的環(huán)狀DNA構(gòu)成;2細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有分化具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)胞器和細(xì)胞核支原體(MYCOPLASMA)是目前發(fā)現(xiàn)最小、最簡(jiǎn)單的細(xì)胞,直徑只有0103ΜM。它具有的唯一細(xì)胞器是核糖體。細(xì)菌是原核細(xì)胞的典型代表細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)核區(qū)、細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)、核糖體特殊結(jié)構(gòu)莢膜、鞭毛、菌毛,第三節(jié)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞,真核細(xì)胞生物膜系統(tǒng)質(zhì)膜、各種獨(dú)立、重要的內(nèi)膜系統(tǒng)。遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)染色質(zhì)、核仁、核糖體。細(xì)胞骨架系統(tǒng)胞質(zhì)骨架(微絲、微管、中間纖維)與核骨架(核基質(zhì)、核纖層)核糖體與胞質(zhì)溶膠,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較,特征,原核細(xì)胞,真核細(xì)胞,,細(xì)胞大小細(xì)胞核細(xì)胞器核糖體染色體內(nèi)膜系統(tǒng)細(xì)胞骨架細(xì)胞壁轉(zhuǎn)錄和翻譯細(xì)胞分裂,較小(110ΜM)無(wú)核仁和核膜無(wú)(除核糖體外)70S(50S30S)只有一條DNA,DNA裸露不與組蛋白和酸性蛋白結(jié)合,染色體為單數(shù)。無(wú)無(wú)主要組分為肽聚糖出現(xiàn)在同一時(shí)間和地點(diǎn)(細(xì)胞質(zhì)中)無(wú)絲分裂,較大(10100ΜM),有核仁和核膜,有各種細(xì)胞器,80S(60S40S),有幾條DNA,DNA與組蛋白和酸性蛋白結(jié)合,有若干對(duì)染色體。,復(fù)雜,有微管,微絲等,主要組分為纖維素,,,出現(xiàn)在不同時(shí)間和地點(diǎn)(轉(zhuǎn)錄在核內(nèi),翻譯在細(xì)胞質(zhì)中),有絲分裂和減數(shù)分裂,,,,,第三章細(xì)胞膜與物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,膜脂生物膜基本骨架膜蛋白多種方式與脂雙層結(jié)合膜糖共價(jià)結(jié)合與質(zhì)膜表面,,,,,磷脂膽固醇糖脂,,內(nèi)在膜蛋白(跨膜蛋白)外在膜蛋白(外周蛋白)脂錨定蛋白(脂連接蛋白),,與脂類結(jié)合糖脂與蛋白結(jié)合糖蛋白,細(xì)胞膜的基本骨架,細(xì)胞膜的特征細(xì)胞膜具有不對(duì)稱性、流動(dòng)性細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型流動(dòng)鑲嵌模型生物膜是由流動(dòng)的脂質(zhì)雙分子層構(gòu)成膜的連續(xù)主體。球形的膜蛋白以各種形式鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中。,主動(dòng)運(yùn)輸,,小分子物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,載體蛋白和通道蛋白的異同通道蛋白(離子通道、門控通道)的種類主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn),,離子泵直接驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)運(yùn)輸,離子濃度驅(qū)動(dòng)的協(xié)同運(yùn)輸,胞吞作用的形式吞噬作用胞飲作用受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用,大分子和顆粒物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸,,,,第五章細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)與囊泡運(yùn)輸,,核糖體附著的支架新生多肽的折疊裝配蛋白質(zhì)的糖基化蛋白質(zhì)的胞內(nèi)運(yùn)輸,,脂類合成和轉(zhuǎn)運(yùn)解毒作用糖原代謝貯積鈣離子胃酸、膽汁的合成,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),葡萄糖6磷酸酶,普遍存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),被認(rèn)為是標(biāo)志酶,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的過(guò)程信號(hào)肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸暫停→SRP與受體結(jié)合→SRP脫離信號(hào)肽→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成,同時(shí)信號(hào)肽引導(dǎo)新生肽鏈進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號(hào)肽切除→肽鏈延伸至終止→核糖體大小亞基解聚,結(jié)構(gòu)扁平囊泡、小囊泡、大囊泡極性順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、高爾基中間膜囊、反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)功能高爾基復(fù)合體是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)運(yùn)輸分泌的中轉(zhuǎn)站高爾基復(fù)合體是胞內(nèi)物質(zhì)加工合成的重要場(chǎng)所(糖蛋白的加工與合成、蛋白質(zhì)的水解加工)高爾基復(fù)合體是胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選和膜泡定向運(yùn)輸?shù)臉屑~,高爾基復(fù)合體,高爾基體的標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶,溶酶體以其功能狀態(tài)的不同可區(qū)分為初級(jí)溶酶體、次級(jí)(自噬、異噬)溶酶體、三級(jí)溶酶體溶酶體以其形成過(guò)程的不同可區(qū)分為兩大類型內(nèi)體性溶酶體、吞噬性溶酶體,溶酶體,功能分解胞內(nèi)的外來(lái)物質(zhì)及清除衰老、殘損的細(xì)胞器;具有物質(zhì)消化和營(yíng)養(yǎng)功能;是機(jī)體防御保護(hù)功能的組成部分;參與某些腺體組織細(xì)胞分泌過(guò)程的調(diào)節(jié);在生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程中起重要作用,酸性磷酸酶是溶酶體的標(biāo)志酶,酶類組成氧化酶類、過(guò)氧化氫酶類、過(guò)氧化物酶類功能清除細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)氧化氫及其他毒性物質(zhì)有效調(diào)節(jié)細(xì)胞氧張力參與細(xì)胞內(nèi)脂肪酸等分子物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化,過(guò)氧化物酶體,過(guò)氧化氫酶是過(guò)氧化物酶體的標(biāo)志性酶,囊泡與囊泡轉(zhuǎn)運(yùn),第六章線粒體,超微結(jié)構(gòu)外膜、內(nèi)膜、內(nèi)外膜轉(zhuǎn)位接觸點(diǎn)、基質(zhì)、基粒,線粒體的遺傳體系,核編碼蛋白質(zhì)向線粒體的轉(zhuǎn)運(yùn),細(xì)胞骨架(CYTOSKELETON)是指真核細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系。包括微管、微絲、中間纖維(一)微管結(jié)構(gòu),第七章細(xì)胞骨架,微管的裝配主要表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性(DYNAMICINSTABILITY),即增長(zhǎng)的微管末端有微管蛋白GTP帽,在微管組裝期間或組裝后GTP被水解成GDP,從而使GDP微管蛋白成為微管的主要成分。微管蛋白GDP帽及短小的微管原纖維從微管末端脫落則使微管解聚。,裝配動(dòng)力學(xué),微管的功能支持和維持細(xì)胞的形態(tài);參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成;參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸;維持細(xì)胞器胞內(nèi)定位;參與染色體運(yùn)動(dòng),調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂;參與胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。,,微管組織中心,(二)微絲肌動(dòng)蛋白絲裝配模型踏車模型微絲裝配時(shí),肌動(dòng)蛋白添加的速率等于解離的速率時(shí),微絲凈長(zhǎng)度不變非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型ATP是調(diào)節(jié)微絲組裝的動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定性的主要因素。,肌動(dòng)蛋白、ATP、NA、K離子細(xì)胞松弛素B破壞微絲組裝。鬼筆環(huán)肽抑制微絲解聚。,微絲的功能構(gòu)成細(xì)胞的支架、支持細(xì)胞的形態(tài);參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng);參與細(xì)胞分裂;參與肌肉收縮;參與胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸;參與胞內(nèi)信號(hào)傳遞,中間纖維的功能在細(xì)胞內(nèi)形成完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng);為細(xì)胞提供機(jī)械強(qiáng)度支持;參與細(xì)胞連接;參與胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸;維持細(xì)胞核膜穩(wěn)定;參與細(xì)胞分化,中間纖維單體,,?螺旋桿狀區(qū),非螺旋區(qū),頭部(N端)、尾部(C端),310個(gè)氨基酸殘基組成的A螺旋桿部,(三)中間纖維,胞質(zhì)骨架三種組分的比較,胞質(zhì)環(huán)、核質(zhì)環(huán)輻(柱狀亞單位、腔內(nèi)亞單位、環(huán)帶亞單位)中央栓,一、核膜,結(jié)構(gòu)①外核膜②內(nèi)核膜③核周間隙④核孔,第八章細(xì)胞核,核孔復(fù)合體的捕魚籠式結(jié)構(gòu)模型,,核定位信號(hào)介導(dǎo)親核蛋白入核,二、染色質(zhì)與染色體組成DNA、組蛋白、非組蛋白、少量RNA常染色質(zhì)和異染色質(zhì)染色質(zhì)組裝成染色體染色體結(jié)構(gòu)著絲粒、主縊痕、次縊痕、端粒、隨體,核小體結(jié)構(gòu),三、核仁結(jié)構(gòu)組分纖維中心、致密纖維組分、顆粒成分功能RRNA轉(zhuǎn)錄加工、核糖體大小亞基的組裝,第十、十一章細(xì)胞連接與胞外基質(zhì),,無(wú)絲分裂又稱直接分裂,由REMARK(1841)發(fā)現(xiàn)于雞胚血細(xì)胞,不涉及紡錘體形成及染色體變化。有絲分裂又稱為間接分裂,由FLEMING(1882)年首次發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物,STRASBURGER1880發(fā)現(xiàn)于植物。減數(shù)分裂(MEIOSIS)染色體復(fù)制一次,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。,第十三章細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期,根據(jù)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化,有絲分裂期被人為劃分為四個(gè)時(shí)期前期(PROPHASE);中期(METAPHASE);后期(ANAPHASE);末期(TELOPHASE)。核分裂及胞質(zhì)分裂,特點(diǎn)①染色質(zhì)凝縮;②分裂極確立與紡錘體開始形成;③核仁解體;④核膜消失。,所有染色體排列到赤道面上。有絲分裂器形成,減數(shù)分裂由連續(xù)兩次核分裂,所以將該過(guò)程劃分為減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ。減數(shù)分裂Ⅰ過(guò)程中分離的是同源染色體,所以稱為異型分裂(HETEROTYPICDIVISION)或減數(shù)分裂(REDUCTIONALDIVISION)。減數(shù)分裂Ⅱ過(guò)程中分離的是姊妹染色體,類似于有絲分裂,所以稱為同型分裂(HOMOTYPICDIVISION)或均等分裂(EQUATIONALDIVISION)。,細(xì)線期(LEPTOTENE),偶線期(ZYGOTENE),粗線期(PACHYTENE),雙線期(DIPLOTENE),終變期(DIAKINESIS),減數(shù)分裂前期Ⅰ各個(gè)時(shí)期,,,概念由單個(gè)受精卵產(chǎn)生的細(xì)胞,在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化組成和功能等方面均有明顯的差異,形成這種穩(wěn)定的差異的過(guò)程稱為細(xì)胞分化。細(xì)胞決定細(xì)胞去分化與轉(zhuǎn)分化細(xì)胞分化的時(shí)空特異性,第十四章細(xì)胞分化,細(xì)胞衰老的概念細(xì)胞在正常條件下發(fā)生的細(xì)胞生理功能衰退和增殖能力的減弱,以及細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變并趨向死亡的現(xiàn)象。形態(tài)學(xué)改變生物大分子的改變,第十五章細(xì)胞衰老與細(xì)胞死亡,細(xì)胞死亡,,,1名詞解釋2選擇3填空4判斷5簡(jiǎn)答6論述,題型,復(fù)習(xí)原則理解圖表記憶,
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簡(jiǎn)介:醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)PBL糖尿病,,組長(zhǎng)陳柏岑小組成員李競(jìng)坤、李梓杏、李青林、曾小文、曾明潔,病例1、患者姓名吳祖春,男,67歲。因“多飲、多食多尿伴消瘦二十年”入院。2、病史要點(diǎn)患者于二十年前無(wú)明顯誘因下出現(xiàn)多飲、多食多尿,伴有消瘦,每日飲水量明顯增多,飯量大增,夜尿頻多,平均10次/每晚左右,當(dāng)時(shí)無(wú)排尿困難,無(wú)尿路刺激癥狀,體重由90公斤漸降至70公斤,現(xiàn)約50公斤,查血糖偏高,診斷糖尿病,曾服消褐丸治療,未監(jiān)測(cè)血糖,控制情況不詳,三天前在我院留觀,昨測(cè)空腹血糖1151MMOL/L,總蛋白542MMOL/L,白蛋白303MMOL/L,BUN15MMOL/L,CREA259UMOL/L,CHO788MMOL/L,隨機(jī)血糖30MMOL/L以上,改用胰島素降血糖,患者夜眠差,情緒激動(dòng),大聲喊叫,建議家屬住院監(jiān)控血糖,調(diào)整用藥?;颊邿o(wú)胸悶、心悸,無(wú)頭暈、頭痛,無(wú)乏力、倦怠,胃鈉無(wú)減退。,3、既往史患者平素體質(zhì)一般,有高血壓史20余年,未規(guī)律服藥治療,結(jié)腸癌手術(shù)史三年,四月前腦梗塞及股骨頸骨折史,遺留口齒含糊及左下肢畸形,否認(rèn)藥物過(guò)敏史,無(wú)急慢性傳染病史。4查體T37℃,P80次/分,BP175/80MMHG,神志清,精神可,消瘦貌,查體合作,對(duì)答切題,淺淋巴結(jié)無(wú)腫大,鞏膜無(wú)黃染,瞳孔等大,光反射存在,心率齊78次/分,兩肺呼吸音尚清,未聞啰音,腹無(wú)壓痛,下腹正中見10CM手術(shù)疤痕,肝脾肋下未及,腎區(qū)無(wú)叩壓擊痛,腸鳴音不活躍。四肢肌力5級(jí),四肢肌張力正常。雙下肢無(wú)水腫,病理征未引出。5輔助檢查尿常規(guī)微渾濁、葡萄糖4、蛋白3。空腹血糖1151MMOL/L,總蛋白542MMOL/L,白蛋白303MMOL/L,BUN15MMOL/L,CREA259UMOL/L,CHO788MMOL/L,隨機(jī)血糖30MMOL/L以上二、診斷2型糖尿病,,,糖尿病DIABETESMELLITUS,DM定義,糖尿病是一組以血漿葡萄糖(簡(jiǎn)稱血糖)水平升高為特征的代謝性疾病群。引起血糖升高的病理生理機(jī)制是胰島素分泌缺陷及(或)胰島素作用缺陷。血糖明顯升高時(shí)可出現(xiàn)多尿、多飲、體重減輕,有時(shí)尚可伴多食及視物模糊。糖尿病可危及生命的急性并發(fā)癥為酮癥酸中毒及非酮癥性高滲綜合征。糖尿病患者長(zhǎng)期血糖升高可致器官組織損害,引起臟器功能障礙以致功能衰竭。在這些慢性并發(fā)癥中,視網(wǎng)膜病變可導(dǎo)致視力喪失;腎病變可導(dǎo)致腎功能衰竭;周圍神經(jīng)病變可導(dǎo)致下肢潰瘍、壞疽、截肢和關(guān)節(jié)病變的危險(xiǎn);自主神經(jīng)病變可引起胃腸道、泌尿生殖系及心血管等癥狀與性功能障礙;周圍血管及心腦血管合并癥明顯增加,并常合并有高血壓、脂代謝異常。如不進(jìn)行積極防治,將降低糖尿病患者的生活質(zhì)量,壽命縮短,病死率增高。。,關(guān)于2型糖尿病知識(shí)點(diǎn),2型糖尿病以胰島素抵抗為主,伴胰島素分泌不足,至以胰島素分泌不足為主伴胰島素抵抗(WHO1999標(biāo)準(zhǔn))。2型糖尿病也叫成人發(fā)病型糖尿病,多在3540歲之后發(fā)病,占糖尿病患者90以上。2型糖尿病病人體內(nèi)產(chǎn)生胰島素的能力并非完全喪失,有的患者體內(nèi)胰島素甚至產(chǎn)生過(guò)多,但胰島素的作用效果卻大打折扣,因此患者體內(nèi)的胰島素可能處于一種相對(duì)缺乏的狀態(tài)??梢酝ㄟ^(guò)某些口服藥物刺激體內(nèi)胰島素的分泌。但到后期仍有部分病人需要像1型糖尿病那樣進(jìn)行胰島素治療??傊?,2型糖尿病治療的短期目標(biāo)是控制血糖,長(zhǎng)期目標(biāo)是預(yù)防相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生與發(fā)展。其基礎(chǔ)治療方案主要由運(yùn)動(dòng)和飲食構(gòu)成,但是藥物治療和血糖監(jiān)測(cè)往往也非常關(guān)鍵,【案例討論問(wèn)題】,1請(qǐng)分析診斷依據(jù);2糖尿病以高血糖為基本癥狀,請(qǐng)分析機(jī)體血糖調(diào)節(jié)的生理學(xué)機(jī)制、涉及器官的解剖學(xué)結(jié)構(gòu);3請(qǐng)分析調(diào)節(jié)機(jī)體血糖的細(xì)胞因子的分子結(jié)構(gòu)、細(xì)胞內(nèi)合成、分泌過(guò)程;4請(qǐng)分析機(jī)體刺激血糖調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌的細(xì)胞學(xué)機(jī)制;5請(qǐng)分析血糖調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的細(xì)胞學(xué)作用機(jī)制(信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程);6請(qǐng)分析糖尿病的發(fā)病機(jī)制;7請(qǐng)分析與2型糖尿病有關(guān)的遺傳因素。,1診斷依據(jù)分析,病人數(shù)據(jù)正常值空腹血糖1151MMOL/L30~60MMOL/L總蛋白542MMOL/L60~80MG/DL白蛋白303MMOL/L35~55MG/DLBUN15MMOL/L9~20MG/DLCREA0259MMOL/L05~11MG/DLCHO788MMOL/L336578MMOL/L隨機(jī)血糖30MMOL/L以上111MMOL/L,2血糖調(diào)節(jié)的生理學(xué)機(jī)制,血糖平衡的調(diào)節(jié)主要建立在反饋調(diào)節(jié)和激素之間的拮抗作用上。人體內(nèi)血糖含量升高時(shí),刺激胰島B細(xì)胞,促進(jìn)它分泌胰島素,同時(shí)作用于胰島A細(xì)胞,使之減少胰高血糖素的分泌。當(dāng)胰島素隨血液運(yùn)輸?shù)礁魏图∪獾绕鞴倩蚪M織時(shí),能促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和利用,還可促進(jìn)肝細(xì)胞和肌肉細(xì)胞將葡萄糖合成為糖原儲(chǔ)存起來(lái),從而使血糖含量下降。當(dāng)血糖含量降低到一定程度時(shí),就會(huì)抑制胰島素的分泌,增加胰高血糖素的分泌,從而促進(jìn)肝糖原的分解,形成較多的葡萄糖,使血糖含量升高??梢娨葝u素和胰高血糖素可調(diào)節(jié)血糖含量,血糖含量變化反過(guò)來(lái)影響胰島素和胰高血糖素的分泌,這就是反饋調(diào)節(jié)。胰島素可以降血糖,胰高血糖素可以升血糖,不同激素對(duì)某一生理效應(yīng)發(fā)揮相反的作用,這就是拮抗作用。,,,器官的解剖學(xué)結(jié)構(gòu),3胰島素的分子結(jié)構(gòu),胰島素是由胰島Β細(xì)胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。含有16種51個(gè)氨基酸,是一種小分子蛋白質(zhì),分子量為5700,有A和B兩條多肽鏈,A、B鏈間有兩個(gè)二硫鍵相連。A鏈有21個(gè)氨基酸殘基,內(nèi)部還有一個(gè)二硫鍵,連接第6與第11個(gè)氨基酸殘基;B鏈有30個(gè)氨基酸殘基。最初,胰島素由動(dòng)物胰腺中提取。不同種屬動(dòng)物(人、豬和牛等)胰島素成分有異,但功能大體相同,只在胰島素結(jié)構(gòu)上的差異使得其在生理效應(yīng)和藥物動(dòng)力學(xué)上稍有不同。胰島素參與調(diào)節(jié)糖代謝,控制血糖平衡,可用于治療糖尿病。其分子量為5808道爾頓。,胰島素的合成、分泌過(guò)程,胰島素的生物合成和分泌胰島素基因位于11P15.5,含3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子。生物合成先轉(zhuǎn)錄成446BP的MRNA,編碼前胰島素原的肽鏈。然后按此MRNA為模板,翻譯合成整個(gè)肽鏈。首先合成含疏水氨基酸殘基的信號(hào)肽。新合成的信號(hào)肽及MRNA核糖體復(fù)合物與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)游離的信號(hào)肽識(shí)別顆粒SIGNALRECOGNITIONPARTICLE桕結(jié)合.再被位于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的信號(hào)肽識(shí)別蛋白的受體,也稱錨泊蛋白DOCKINGPROTEIN所識(shí)別,使核糖體附著于膜上,并使信號(hào)肽與膜上的信號(hào)順序受體SIGNSEQUENCERECEPTOR相互作用,并引導(dǎo)信號(hào)肽穿過(guò)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。信號(hào)肽識(shí)別蛋白具有GTP水解酶活性.使信號(hào)肽與質(zhì)膜上的信號(hào)順序受體結(jié)合后即水解而與核糖體復(fù)合物分離。信號(hào)肽在引導(dǎo)肽鏈穿過(guò)粗面內(nèi)質(zhì)剛時(shí)或其后數(shù)秒內(nèi)即被信號(hào)肽酶切除.肽鏈繼續(xù)延伸直至終止信號(hào)出現(xiàn).完成胰島素原的合成。胰島素原肽鏈合成完畢后,分子折疊.形成特定構(gòu)型,由蛋白巰基還原酶催化形成二硫鍵.并被轉(zhuǎn)移至高爾基器進(jìn)一步加工。成熟的Β顆粒向細(xì)胞膜附近的微小管移動(dòng),排列依附在微小管旁。Β細(xì)胞受到刺激后,微小管收縮使Β顆粒向細(xì)胞表面移動(dòng),Β顆粒膜與細(xì)胞膜融合,膜在融合點(diǎn)破裂.經(jīng)胞吐作用將細(xì)胞膜內(nèi)胰島素結(jié)晶釋放到細(xì)胞間隙,剩余的顆粒膜插入細(xì)胞質(zhì)膜,其蛋白質(zhì)成為質(zhì)膜的一部分。在此過(guò)程中,細(xì)胞漿中的CA2增加微小管的活動(dòng),加速Β顆粒的移動(dòng),促進(jìn)胰島素分泌。,信號(hào)肽假說(shuō),信號(hào)肽與SRP結(jié)合→肽鏈延伸終止→SRP與受體結(jié)合→SRP脫離信號(hào)肽→肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)合成,并同時(shí)通過(guò)移位子進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔→信號(hào)肽切除→肽鏈延伸至終止→翻譯體系解散。,信號(hào)識(shí)別顆粒(SIGNALRECOGNITIONPARTICAL,SRP),機(jī)體刺激血糖調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌的細(xì)胞學(xué)機(jī)制,1、血糖濃度升高血管壁等處的化學(xué)感受器興奮~傳入神經(jīng)~下丘腦中調(diào)節(jié)血糖平衡的某一區(qū)域~傳出神經(jīng)~胰島B細(xì)胞分泌胰島素~肝臟,骨胳肌脂肪組織等處的體細(xì)胞~血糖濃度降低。2、血糖濃度過(guò)低血管壁等處的化學(xué)感受器興奮~傳入神經(jīng)~下丘腦中調(diào)節(jié)血糖平衡的某一區(qū)域~傳出神經(jīng)~胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素,腎上腺髓質(zhì)分泌腎上腺素~肝臟等處的體細(xì)胞~血糖濃度升高,5血糖調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的細(xì)胞學(xué)作用機(jī)制胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,胰島素包括IGFI、IGFII信號(hào)所激發(fā)的信號(hào)傳遞途徑主要有二1、RAS.MAP激酶途徑2、PI3一激酶途徑,胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,2.1當(dāng)胰島素或IGF與胰島素受體結(jié)合后,引起受體自身磷酸化,從而使其酪氨酸蛋白激酶活化,后者立即使胞質(zhì)內(nèi)IRS一1及SHC的酪氨酸磷酸化,形成的磷酸酪氨酸殘基為含SH2的GRB2結(jié)合。GRB2由1個(gè)SH2及2個(gè)SH3結(jié)構(gòu)域組成,后者又可與SOS結(jié)合并使之活化,激活的SOS即可與質(zhì)膜上的RAS相結(jié)合。SOS具有鳥苷酸交換蛋白GEF的作用,可使RAS結(jié)合的GDP脫落而結(jié)合GTP,使之活化。RAS的下游信息傳遞是一系列蛋白激酶的級(jí)聯(lián)傳遞和放大過(guò)程?;罨腞ASGTP可與一個(gè)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶RAF1的N端結(jié)合并使之活化,活化RAF1的C端再與另一個(gè)酪氨酸/蘇氨酸蛋白激酶MEKMAP及ERKKINASE相結(jié)合,并使之激活。,酪氨酸蛋白激酶受體(TPKRECEPTOR),結(jié)構(gòu)是由1條多肽鏈構(gòu)成的跨膜糖蛋白N端位于質(zhì)膜外,是配體的結(jié)合部位,跨膜區(qū)域近膜結(jié)構(gòu)域酪氨酸蛋白激酶結(jié)構(gòu)域C端位于胞質(zhì)內(nèi),,使底物磷酸化,與細(xì)胞的增殖、分化、癌變有關(guān)。,配體受體結(jié)合,受體蛋白質(zhì)構(gòu)象改變,(存在自身磷酸化位點(diǎn),調(diào)節(jié)酪氨酸激酶活性),,,配體胰島素INSULIN表皮生長(zhǎng)因子EGF血小板衍生生長(zhǎng)因子PDGF神經(jīng)生長(zhǎng)因子NGF成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子FGF血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF,,功能,酪氨酸蛋白激酶途徑,1、特征信號(hào)分子(配體)胰島素、多種生長(zhǎng)因子及原癌基因(KIT、FINS)通過(guò)TPKRASMAPK途徑發(fā)揮作用。,圖2568酪氨酸蛋白激酶途徑,TPK酪氨酸蛋白激酶RAS原癌基因MAPK有絲分裂原激活蛋白酶激酶CRB2銜接蛋白,,2、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,,,信息物質(zhì)受體復(fù)合物,,,,,CRB2可與SOS結(jié)合,募集SOS到細(xì)胞膜,SOS激活膜結(jié)合蛋白R(shí)AS,激活RAF蛋白,激活MAPKK,激活MAPK,激活轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄,,,核內(nèi),細(xì)胞質(zhì),,,,,,,,,使胞質(zhì)底物蛋白磷酸化,調(diào)節(jié)代謝,,細(xì)胞外,信息物質(zhì)TPK活性受體,,,,TPK在細(xì)胞生長(zhǎng)、分化中起重要作用。,,胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,2.2RASMAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑RAS是分子量為21KDA的錨定在細(xì)胞膜上的三磷酸鳥苷GTP結(jié)合蛋白,在細(xì)胞生長(zhǎng)信號(hào)的傳遞中起著關(guān)鍵性的作用。當(dāng)RAS與GTP結(jié)合時(shí)為有活性狀態(tài),參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),若與二磷酸鳥苷GDP結(jié)合時(shí)則處于無(wú)活性狀態(tài),信號(hào)傳遞中止。,以上數(shù)據(jù)來(lái)源長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)第24卷第3期2008年6月,6糖尿病發(fā)病機(jī)制,糖尿病的發(fā)病機(jī)制可歸納為不同病因?qū)е乱葝uΒ細(xì)胞分泌缺陷及(或)周圍組織胰島素作用不足。胰島素分泌缺陷可由于胰島Β細(xì)胞組織內(nèi)興奮胰島素分泌及合成的信號(hào)在傳遞過(guò)程中的功能缺陷,亦可由于自身免疫、感染、化學(xué)毒物等因素導(dǎo)致胰島Β細(xì)胞破壞,數(shù)量減少。胰島素作用不足可由于周圍組織中復(fù)雜的胰島素作用信號(hào)傳遞通道中的任何缺陷引起。胰島素分泌及作用不足的后果是糖、脂肪及蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝紊亂。依賴胰島素的周圍組織(肌肉、肝及脂肪組織)的糖利用障礙以及肝糖原異生增加導(dǎo)致血糖升高、脂肪組織的脂肪酸氧化分解增加、肝酮體形成增加及合成甘油三酯增加;肌肉蛋白質(zhì)分解速率超過(guò)合成速率以致負(fù)氮平衡。這些代謝紊亂是糖尿病及其并發(fā)癥、伴發(fā)病發(fā)生的病理生理基礎(chǔ)。,糖尿病與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),胰島素受體屬于TPK(酪氨酸蛋白激酶)家族,糖尿病的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙主要是指胰島素受體異常。主要有如下三種類型,(1)遺傳性胰島素受體異常,(2)自身免疫性胰島素受體異常(血液存在抗胰島素受體的抗體),(3)繼發(fā)性胰島素受體異常,受體數(shù)量減少受體與配體的親和力降低受體的TPK活性降低,,糖尿病,胰島素抵抗、代償性高胰島素血癥。胰島素受體繼發(fā)性下調(diào),最終使Β細(xì)胞逐漸衰竭,血漿胰島素水平下降,,,,72型糖尿病的遺傳因素,T2DM也是復(fù)雜的遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,目前對(duì)T2DM的病因仍然認(rèn)識(shí)不足,T2DM可能是一種異質(zhì)性情況。1.遺傳因素與環(huán)境因素T2DM是由多個(gè)基因及環(huán)境因素綜合引起的復(fù)雜病,其遺傳特點(diǎn)為①參與發(fā)病的基因很多,分別影響糖代謝有關(guān)過(guò)程中的某個(gè)中間環(huán)節(jié),而對(duì)血糖值無(wú)直接影響;②每個(gè)基因參與發(fā)病的程度不等,大多數(shù)為次效基因,可能有個(gè)別為主效基因;③每個(gè)基因只是賦予個(gè)體某種程度的易感性,并不足以致病,也不一定是致病所必需;④多基因異常的總效應(yīng)形成遺傳易感性。,,,,糖尿病DIABETES分1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病及其他特殊類型的糖尿病。在糖尿病患者中,2型糖尿病所占的比例約為95。1型糖尿病1型糖尿病是由免疫介導(dǎo)的胰島B細(xì)胞選擇性破壞所致。淋巴因子和自由基亦招致CIM4T淋巴細(xì)胞趨向損害部位并活化之,同時(shí)巨噬細(xì)胞亦提呈病毒抗原或受損B細(xì)胞的自身抗原予CD4淋巴細(xì)胞,活化的CD4細(xì)胞進(jìn)一步活化B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒抗體和抗B細(xì)胞的自身抗體,促進(jìn)B細(xì)胞的破壞。在1型糖尿病發(fā)病前及其病程中,體內(nèi)可檢測(cè)多種針對(duì)B細(xì)胞的自身抗體,如胰島細(xì)胞抗體ICA、胰島素抗體IAA、谷氨酸脫羧酶抗體GAD抗體和胰島素瘤相關(guān)蛋白抗體等。,2型糖尿病大量研究已顯示,人體在高血糖和高游離脂肪酸(FFA)的刺激下,自由基大量生成,進(jìn)而啟動(dòng)氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激信號(hào)通路的激活會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗(IR)、胰島素分泌受損和糖尿病血管病變。由此可見,氧化應(yīng)激不僅參與了2型糖尿病的發(fā)病過(guò)程,也構(gòu)成糖尿病晚期并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制。氧化應(yīng)激與糖尿病相互促進(jìn),形成一個(gè)難以打破的怪圈。胰島素抵抗可以先于糖尿病發(fā)生,在其作用下,疾病早期胰島素代償性分泌增加以保持正常糖耐量。當(dāng)胰島素抵抗增強(qiáng)、胰島素代償性分泌減少或二者共同出現(xiàn)時(shí),疾病逐漸向糖耐量減退和糖尿病進(jìn)展,血糖開始升高。高血糖和高FFA共同導(dǎo)致ROS大量生成和氧化應(yīng)激,也激活應(yīng)激敏感信號(hào)途徑,從而又加重胰島素抵抗,臨床上表現(xiàn)為糖尿病持續(xù)進(jìn)展與惡化。體外研究顯示,ROS和氧化應(yīng)激可引起多種絲氨酸激酶激活的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。最近的抗氧化劑改善血糖控制試驗(yàn)也證實(shí),ROS和氧化應(yīng)激會(huì)引起胰島素抵抗。Β細(xì)胞也是氧化應(yīng)激的重要靶點(diǎn)Β細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶水平較低,故對(duì)ROS較為敏感。ROS可直接損傷胰島Β細(xì)胞,促進(jìn)Β細(xì)胞凋亡,還可通過(guò)影響胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間接抑制Β細(xì)胞功能。Β細(xì)胞受損,胰島素分泌水平降低、分泌高峰延遲,血糖波動(dòng)加劇,因而難以控制餐后血糖的迅速上升,對(duì)細(xì)胞造成更為顯著的損害,,胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙與2型糖尿病的關(guān)系胰島素與其受體結(jié)合,通過(guò)一系列細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子的作用,引起細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),激活兩條信號(hào)途徑,最終到達(dá)效應(yīng)器,產(chǎn)生各種生理效應(yīng)。胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在胰島素生理作用發(fā)揮中起著重要的作用。胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙,使胰島素生理作用減弱,導(dǎo)致胰島素抵抗和2型糖尿病。2型糖尿病TYPE2DIABETESMELLITUS,T2DM,其主要病理生理改變?yōu)榘薪M織主要為肝臟、肌肉的胰島素抵抗伴胰島素分泌不足。其中,胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙在發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。,三、細(xì)胞因子的作用,P細(xì)胞受損主要發(fā)生在胰島炎癥部位,單核細(xì)胞浸潤(rùn)胰島釋放的炎癥因子形成胰島炎,最終導(dǎo)致大量B細(xì)胞缺失。胰島炎中B細(xì)胞的死亡可能由以下因素引起活化的巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和或這些細(xì)胞分泌的可溶性介質(zhì)包括許多細(xì)胞因子、NO和氧自由基。,數(shù)據(jù)來(lái)源萬(wàn)方數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)研究雜志2009年1月第1期,謝謝大家,
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簡(jiǎn)介:1,第十三章細(xì)胞連接,2,緊密連接,粘合帶,橋粒,間隙連接/通訊連接,半橋粒,粘著斑,鈣粘素,整聯(lián)蛋白,選擇素,基膜,中間纖維,肌動(dòng)蛋白纖維,細(xì)胞連接,細(xì)胞粘連,細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連,3,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION),細(xì)胞連接CELLJUNCTIONS是人和動(dòng)物體內(nèi)除血細(xì)胞和結(jié)締組織等外,相鄰細(xì)胞之間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間在質(zhì)膜接觸區(qū)域特化形成的連接結(jié)構(gòu)。,緊密連接,錨定連接,通訊連接,緊密連接(TIGHTJUNCTIONS/OCCLUDINGJUNCTIONS錨定連接ANCHORINGJUNCTIONS通訊連接COMMUNICATIONJUNCTIONS,4,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)緊密連接,緊密連接(TIGHTJUNCTIONS/OCCLUDINGJUNCTIONS)緊密連接形態(tài)結(jié)構(gòu),透射電鏡在緊密連接處,相鄰兩質(zhì)膜以斷續(xù)的點(diǎn)連在一起掃描電鏡顯示,兩個(gè)相鄰細(xì)胞膜上的嵴線由跨膜蛋白排列形成的條索,將細(xì)胞間隙封閉,5,細(xì)胞連接(CELLJUNCTIONS)緊密連接,緊密連接模式圖,緊密連接冷凍蝕刻圖,緊密連接透射電鏡圖,6,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)緊密連接形態(tài)結(jié)構(gòu),冷凍蝕刻顯示分支糖蛋白顆粒形成長(zhǎng)鏈,封閉相鄰兩個(gè)細(xì)胞膜,形成緊密連接緊密連接蛋白顆粒在脂雙層的胞質(zhì)面(P面)連成的嵴網(wǎng),在脂雙層的質(zhì)膜面(E面)有與嵴網(wǎng)對(duì)應(yīng)互補(bǔ)的溝,形成有如拉鏈一一對(duì)應(yīng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),稱封閉索(SEALINGSTRAND),E面,P面,封閉索將兩個(gè)相鄰的質(zhì)膜聯(lián)系在一起,相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜,封閉索環(huán)繞每個(gè)上皮細(xì)胞的頂部,將相鄰細(xì)胞緊密連接在一起各種組織的緊密連接對(duì)一些小分子的密封程度有所不同,這與封閉索的層數(shù)有關(guān)腎小管12層,胰腺腺泡細(xì)胞34層,小腸上皮細(xì)胞46層,7,已分離出數(shù)十種參與緊密連接形成的跨膜蛋白,如封閉蛋白CLAUDIN密封蛋白(OCCLUDIN)ZONULAOCCLUDENZO,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)緊密連接生化成分,CLAUDIN,OCCLUDIN,質(zhì)膜,8,緊密連接功能,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)緊密連接,BLOOD,腸腔,緊密連接,相鄰細(xì)胞質(zhì)膜,細(xì)胞間隙,細(xì)胞外液,葡萄糖載體蛋白,NA驅(qū)動(dòng)的共運(yùn)輸,,把相鄰上皮細(xì)胞縫合在一起封閉上皮細(xì)胞的間隙,形成與外界隔離的封閉帶如血腦屏障、血睪屏障防止上皮細(xì)胞膜蛋白與膜脂分子側(cè)向擴(kuò)散,維持上皮細(xì)胞的極性通過(guò)阻礙細(xì)胞頂部和側(cè)底部(側(cè)面和底部)的膜蛋白相互移動(dòng),保證物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方向性。同時(shí),通過(guò)防止小分子物質(zhì)從細(xì)胞側(cè)底部細(xì)胞之間的空隙返流。如在小腸上皮內(nèi),9,10,錨定連接(ANCHORINGJUNCTIONS),細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接,有細(xì)胞骨架參與,存在于細(xì)胞之間或者細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間的細(xì)胞連接分布廣泛,尤其在機(jī)械受力部位肌肉細(xì)胞、皮膚細(xì)胞等,細(xì)胞骨架,錨定連接,細(xì)胞外基質(zhì),11,錨定連接中的2大類結(jié)構(gòu)蛋白,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接,跨膜粘連蛋白TRANSMEMBRANEADHENSIONPROTEINS其胞質(zhì)區(qū)域連接一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白,其細(xì)胞外區(qū)域與細(xì)胞外基質(zhì)或另一個(gè)細(xì)胞的跨膜粘連蛋白的細(xì)胞外區(qū)域相互作用,細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白(INTRACELLULARANCHORPROTEINS)在細(xì)胞膜的胞質(zhì)面形成一個(gè)突出的斑,并將連接復(fù)合體與肌動(dòng)蛋白纖維/中等纖維相連,細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白,跨膜粘連蛋白,,12,據(jù)參與的細(xì)胞骨架類型和錨定部位,錨定連接可分為粘合連接(ADHERINGJUNCTIONS)由肌動(dòng)蛋白纖維介導(dǎo)的錨定連接粘合帶(ADHESIONBELT),位于上皮細(xì)胞緊密連接的下方,相鄰質(zhì)膜間隙1530NM,通過(guò)跨膜粘連蛋白鈣粘素CADHERIN,相互粘合鈣粘素屬于鈣離子依賴細(xì)胞粘附分子,在質(zhì)膜中形成同源二聚體連接方式肌動(dòng)蛋白纖維細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白鈣粘素鈣粘素細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白肌動(dòng)蛋白纖維,形成的一個(gè)連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)其細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白有多種,如Α、Β、Γ連環(huán)蛋白(CATENINS)、Α輔肌動(dòng)蛋白ACTININ、紐蛋白VINCULIN等,錨定肌動(dòng)蛋白纖維,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接,13,將細(xì)胞外環(huán)境與肌動(dòng)蛋白纖維相連提供一個(gè)潛在的信號(hào)通路,鈣粘素,細(xì)胞外,肌動(dòng)蛋白纖維,連接ΒCATENIN到肌動(dòng)蛋白絲的蛋白,如ΑCATENIN(連環(huán)蛋白),細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接粘合連接,粘合帶,,Α輔肌動(dòng)蛋白,(連環(huán)蛋白),14,位于上皮細(xì)胞緊密連接的下方,是相鄰細(xì)胞之間形成的一個(gè)連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。如小腸上皮細(xì)胞的粘合帶,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接粘合連接,基底面,相鄰細(xì)胞的質(zhì)膜,緊密連接,腸腔,微絨毛,微絨毛內(nèi)的肌動(dòng)蛋白纖維,,粘合帶,鈣粘素,15,黏著斑(ADHESIONPLAQUE/FOCALADHESIONS)位于上皮細(xì)胞基底部,是細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間形成的粘合連接。,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接粘合連接,其跨膜粘連蛋白是整聯(lián)蛋白(INTEGRINS),或叫整合素其細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白有踝蛋白(TALIN)、Α輔肌動(dòng)蛋白ACTININ、細(xì)絲蛋白FILAMIN、紐蛋白VINCULIN等連接方式細(xì)胞外基質(zhì)(纖粘連蛋白、膠原)整聯(lián)蛋白錨定蛋白肌動(dòng)蛋白纖維。見于細(xì)胞粘合或細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)或有絲分裂中,為動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),可快速解聚;如體外培養(yǎng)細(xì)胞、肌肉和肌腱,,16,樁蛋白PAXILLIN,肌動(dòng)蛋白纖維ACTINFILAMENT,Α輔肌動(dòng)蛋白ΑACTININ,FOCALADHESIONKINASE,DNA,膠原,纖連蛋白,紐蛋白VINCULIN,踝蛋白TALIN,細(xì)胞核,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接粘合連接,整聯(lián)蛋白Α亞基,整聯(lián)蛋白Β亞基,黏著斑,跨膜粘連蛋白,,,細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白,17,18,橋粒連接(DESMOSOMES),細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接,其紐扣狀的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu),作為中等纖維的錨定位點(diǎn),從而將細(xì)胞錨定在一起,形成一個(gè)可以承受很強(qiáng)張力的結(jié)構(gòu)。分布在皮膚、心肌、消化道、膀胱、子宮和陰道,橋粒/點(diǎn)橋粒SPOTDESMOSOMES相鄰細(xì)胞接觸點(diǎn)上紐扣裝的結(jié)構(gòu),相鄰細(xì)胞質(zhì)膜間隙約30NM,19,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接橋粒,鈣粘素家族蛋白,細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白組成的橋粒斑,細(xì)胞間隙,中間纖維,橋粒電鏡圖,橋粒模式圖,20,連接方式中間纖維伸向橋粒斑,被更細(xì)的纖維系在橋粒斑上,然后返折形成袢環(huán)結(jié)構(gòu),跨膜粘連蛋白與橋粒斑相連,胞外部分與相鄰的跨膜連接蛋白通過(guò)依賴鈣離子的粘合機(jī)制將兩個(gè)細(xì)胞連接在一起其中間纖維在心肌中是結(jié)蛋白絲DESMINFILAMENTS,在上皮細(xì)胞中是角蛋白絲KERATINFILAMENTS),細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接橋粒,21,橋粒芯糖蛋白DESMOGLEIN,橋粒芯膠蛋白DESMOCOLLIN,橋粒珠蛋白PLAKOGLOBIN,橋粒斑蛋白DESMOPLAKIN,中間纖維,細(xì)胞外,胞質(zhì),跨膜粘連蛋白鈣粘素,,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接橋粒,細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白,,橋粒斑亦稱胞質(zhì)斑,細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白,直徑約05ΜM,由橋粒珠蛋白PLAKOGLOBIN和橋粒斑蛋白DESMOPLAKIN組成跨膜粘連蛋白屬鈣粘素家族,如橋粒芯糖蛋白DESMOGLEIN橋粒芯膠蛋白DESMOCOLLIN,天皰瘡PEMPHIGUS患者自身產(chǎn)生抗橋粒跨膜粘連蛋白,導(dǎo)致橋粒破壞,組織液通過(guò)細(xì)胞間隙滲入皮膚,引起嚴(yán)重的皮膚水泡,橋粒分子結(jié)構(gòu)圖,CELLJUNCTIONEXTRACELLULARMETRIX,22,廣泛存在于皮膚,消化道,子宮,子宮頸,心肌等處,連接細(xì)胞并有強(qiáng)的抗張抗壓作用相關(guān)疾病天皰瘡,,23,組成胞質(zhì)斑的細(xì)胞內(nèi)錨定蛋白含有網(wǎng)蛋白PLECTIN,與中間纖維相連跨膜粘連蛋白是整聯(lián)蛋白(包括Α6Β4),可與基底膜的層粘連蛋白結(jié)合把上皮細(xì)胞與其下方的基膜連接在一起,防止機(jī)械力造成上皮與下方的組織剝離大泡性性天皰瘡BULLOUSPEMPHIGOID,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接橋粒,半橋粒電鏡,致密的橋粒斑,半橋粒HEMIDESMOSOMES)上皮與基膜(或稱基底膜)之間的連接裝置,結(jié)構(gòu)僅為橋粒的一半,,,24,25,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)錨定連接半橋粒,中間纖維(INTERMEDIATEFILAMENT),含有網(wǎng)蛋白(PLECTINS)的橋粒斑,基底膜,層粘連蛋白,膠原(COLLAGENFIBER),VII型膠原絲(TYPEVIICOLLAGENFIBRILS),細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞外,質(zhì)膜,整聯(lián)蛋白,,半橋粒結(jié)構(gòu),,,,錨定連接的比較,,,,,,,,,,,,連接種類,膜蛋白(黏合分子),,膜蛋白的配體,細(xì)胞骨架錨定纖維,連接對(duì)象,黏合帶,黏著斑,橋粒,半橋粒,鈣黏素,鈣黏素,鈣黏素,鈣黏素,微絲,微絲,中間纖維,中間纖維,細(xì)胞細(xì)胞,細(xì)胞細(xì)胞,細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì),細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì),A5B1整合素,A6B4整合素,纖黏連蛋白等,層黏連蛋白等,27,通訊連接COMMUNICATIONJUNCTION大多數(shù)組織相鄰細(xì)胞膜上的特殊通道,以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)的通訊聯(lián)系,從而完成群體細(xì)胞間的合作和協(xié)調(diào)。如間隙連接和化學(xué)突觸。,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)通訊連接間隙連接,分離的間隙連接負(fù)染電鏡,間隙連接冷凍復(fù)型P面,間隙連接透射電鏡,一個(gè)間隙連接的連接子可成千上萬(wàn),28,間隙連接(GAPJUNCTIONS)普遍存在于動(dòng)物細(xì)胞相鄰細(xì)胞膜間有24NM的縫隙其基本結(jié)構(gòu)單位是連接子(CONNEXONS)長(zhǎng)75NM6NM,中央152NM的親水性孔道,孔由6個(gè)相同或相似的跨膜蛋白連接子蛋白(CONNEXINS,CX),細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)通訊連接間隙連接,已發(fā)現(xiàn)20多種連接子蛋白,可組成異源連接子,其通透性、可調(diào)性、導(dǎo)電率可不同。,CONNEXINS,CONNEXONS,HOMOMERIC,HETEROMERIC,HOMOTYPIC,HETEROTYPIC,INTERCELLULARCHANNELS,CELLJUNCTIONEXTRACELLULARMETRIX,29,30,如心肌細(xì)胞CX43心臟電傳導(dǎo)細(xì)胞CX40,這兩者的連接子蛋白形成間隙連接的時(shí),連接子之間便沒(méi)有通訊功能間隙連接的重要功能就是細(xì)胞通訊,即一個(gè)細(xì)胞的訊息通過(guò)化學(xué)遞質(zhì)或電信號(hào)傳遞給另一個(gè)細(xì)胞,使靶細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)代謝偶聯(lián)(METABOLICCOUPLING),又稱化學(xué)偶聯(lián)(CHEMICALCOUPLING)10001500DA的無(wú)機(jī)離子或水溶性小分子直接通過(guò)細(xì)胞,使代謝產(chǎn)物迅速平均分配到相鄰細(xì)胞中,形成代謝偶聯(lián)。這種功能在胚胎發(fā)育早期特別重要。從鼠胚的發(fā)育;神經(jīng)管形成通透性可調(diào)節(jié),PH降低、鈣離子升高均可降低甚至關(guān)閉間隙連接通透性。腫瘤細(xì)胞這種功能降低或喪失,細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)通訊連接間隙連接,31,電偶聯(lián)(ELECTRICCOUPLING),又稱離子偶聯(lián)(IONICCOUPLING)在具有電興奮性的細(xì)胞間,帶電離子通過(guò)連接子,由于離子流動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)電位信號(hào)變化,而引起一系列細(xì)胞生理學(xué)變化。如心肌收縮和舒張、小腸平滑肌收縮蠕動(dòng);神經(jīng)細(xì)胞傳遞動(dòng)作電位、一些上皮細(xì)胞的纖毛協(xié)調(diào)擺動(dòng)化學(xué)突觸主要存在于神經(jīng)細(xì)胞間、神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞的接觸部位(生理詳講內(nèi)容),細(xì)胞連接(CELLJUNCTION)通訊連接,,,,,,橋粒,半橋粒,緊密連接,縫隙連接,黏著帶,黏著斑,各類連接的比較,34,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連,細(xì)胞黏附分子CELLADHESIONMOLECULES,CAM是廣泛存在于細(xì)胞膜上的一類跨膜糖蛋白,是介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間、或細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)之間相互結(jié)合并起黏附作用的一類細(xì)胞表面分子。,鈣粘素,選擇素,整聯(lián)蛋白,,,,,免疫球蛋白超家族,35,細(xì)胞粘附分子可分為三部分較長(zhǎng)胞外區(qū),其N端帶有糖鏈,是與配體識(shí)別部位跨膜區(qū),多為一次性跨膜蛋白胞質(zhì)區(qū),肽鏈的C端,一般較小,可與之膜下的細(xì)胞骨架成分或胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子結(jié)合,從而介導(dǎo)黏附,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連,三種方式介導(dǎo)細(xì)胞識(shí)別與黏著同親型結(jié)合(HOMOPHILICBINDING)同種分子識(shí)別與黏著異親型結(jié)合(HETROPHILICBINDING)異種分子識(shí)別與黏著連接分子依賴性結(jié)合(LINKERDEPENDENTBINDING)依賴連接分子介導(dǎo),36,鈣粘素CADHERIN,也稱鈣粘蛋白,是一類依賴鈣離子的同親型細(xì)胞粘附分子,在胚胎發(fā)育的細(xì)胞識(shí)別、遷移、分化以及組織器官的構(gòu)筑中起重要作用。,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連,分子結(jié)構(gòu)多為單次跨膜蛋白,700750AA氨基酸殘基,常以同源二聚體的形式存在胞外區(qū)約110AA,常折疊成5個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)域,CA2在重復(fù)結(jié)構(gòu)之間將胞外區(qū)鎖定成棒狀結(jié)構(gòu)。CA2越多,鈣粘素剛性結(jié)構(gòu)越強(qiáng)去除CA2,胞外區(qū)便松軟,易被蛋白酶水解胞內(nèi)部分高度保守,通過(guò)附著蛋白與細(xì)胞骨架相連,37,鈣粘素功能,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連鈣粘素,介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞之間的同親型細(xì)胞粘附,鈣粘素在特定組織選擇性表達(dá)胚胎、成人的組織中同類細(xì)胞的識(shí)別黏著,如E鈣粘素介導(dǎo)上皮細(xì)胞粘合在個(gè)體發(fā)育中影響細(xì)胞分化,參與組織器官的形成參與細(xì)胞之間穩(wěn)定的特化連接結(jié)構(gòu)錨定連接在錨定連接過(guò)程中起調(diào)節(jié)信號(hào)的作用。如VE鈣粘素,38,選擇素(SELECTIN)屬于一個(gè)膜整合糖蛋白家族,是一類依賴CA2的異親型細(xì)胞粘附分子,能特異性的識(shí)別其他細(xì)胞表面寡糖鏈中的特定糖基。,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連選擇素,L選擇素(LSELECTIN)最早在淋巴細(xì)胞被發(fā)現(xiàn),在各種白細(xì)胞都表達(dá)P選擇素(PSELECTIN)存在于血小板和內(nèi)皮細(xì)胞E選擇素(ESELECTIN)存在于上皮細(xì)胞中,39,選擇素分子結(jié)構(gòu)單次跨膜蛋白,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連選擇素,LSELECTIN,ESELECTIN,PSELECTIN,EXTRACELLULAR,LLIKEDOMAIN凝集素結(jié)構(gòu)域,識(shí)別特異糖基,EGFLIKEDOMAIN表皮生長(zhǎng)因子樣結(jié)構(gòu)域,STRUCTURALDOMAIN與補(bǔ)體蛋白同源的結(jié)構(gòu)性結(jié)構(gòu)域,糖蛋白,寡糖殘基,GLCNAC,GAL,SIA,FUC,SO4,Α1→3,Α2→3,Β1→4,糖基配體的詳細(xì)結(jié)構(gòu),糖基,,,40,選擇素的功能參與白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞或血小板的識(shí)別與黏附,幫助白細(xì)胞進(jìn)入炎癥部位。炎癥部位,血管內(nèi)皮表達(dá)E選擇素識(shí)別白細(xì)胞和血小板的寡糖鏈,白細(xì)胞滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連選擇素,弱黏附及滾動(dòng)(選擇素依賴),強(qiáng)黏附及遷移(整聯(lián)蛋白依賴),,組織,內(nèi)皮細(xì)胞,基膜,,,血管,選擇素及整聯(lián)蛋白介導(dǎo)白細(xì)胞遷移,41,免疫球蛋白超家族(IMMUNOGLOBULINSUPERFAMILY,IGSF)是一類分子結(jié)構(gòu)中含有類似免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域(IG結(jié)構(gòu)域、不依賴CA2的細(xì)胞粘附分子,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連免疫球蛋白超家族,每一個(gè)IG結(jié)構(gòu)域都是由90110AA形成的一個(gè)緊密折疊結(jié)構(gòu),其間有二硫鍵相連IGSF大多介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和免疫應(yīng)答細(xì)胞之間的特異的相互作用;一些IGSF介導(dǎo)非免疫細(xì)胞的黏著IGSF成員復(fù)雜,包括多個(gè)粘附分子家族,如介導(dǎo)同親型神經(jīng)細(xì)胞粘附分子NCAM介導(dǎo)異親型細(xì)胞間粘附分子ICAM、血管細(xì)胞粘附分子VCAM,42,NCAM許多細(xì)胞表達(dá),包括神經(jīng)細(xì)胞20余種胞外區(qū)有5個(gè)IG樣結(jié)構(gòu)域,與相鄰細(xì)胞以同親型方式黏著,與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、軸突的生長(zhǎng)和再生、突觸的形成關(guān)系密切,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連免疫球蛋白超家族,IG樣結(jié)構(gòu)域,,III型纖粘連蛋白結(jié)構(gòu)域,,,NCAM分子結(jié)構(gòu),NCAM同親型黏著,43,異親型血管細(xì)胞粘附分子(VCAM)可表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面,可結(jié)合白細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白Α4Β1細(xì)胞間粘附分子(ICAM)可表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面,結(jié)合白細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白ΑLΒ2或巨噬細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白ΑMΒ2VCAMICAM在選擇素介導(dǎo)的白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的粘合作用之后,使在內(nèi)皮上滾動(dòng)的白細(xì)胞固著于炎癥部位的血管內(nèi)皮,并發(fā)生鋪展,進(jìn)而分泌水解酶而穿出脈管壁。同親型或異親型血小板內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子(PECAM)主要表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞和血小板PECAM1(即CD31)表達(dá)于上皮細(xì)胞的細(xì)胞連接處、以及血小板和白細(xì)胞,44,整聯(lián)蛋白又稱整合素(INTEGRINS)是一類普遍存在于脊椎動(dòng)物細(xì)胞表面,依賴CA2或MG2的異親型細(xì)胞粘附分子,介導(dǎo)細(xì)胞細(xì)胞或細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)的相互識(shí)別和黏附,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連整聯(lián)蛋白家族,Α亞基,二價(jià)陽(yáng)離子,Β亞基,與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合,富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域,整聯(lián)蛋白是由Α和Β兩個(gè)亞基形成的異二聚體跨膜蛋白,Α和Β亞基有多種,非共價(jià)鍵相連其胞外區(qū)可與纖粘連蛋白、層粘連蛋白、膠原等含有ARGGLYASPRGD三肽序列的細(xì)胞外基質(zhì)成分結(jié)合,45,整聯(lián)蛋白功能,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連整聯(lián)蛋白家族,介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用如細(xì)胞表面IGSF整聯(lián)蛋白介導(dǎo)細(xì)胞間的反應(yīng)Β2亞基組成的整聯(lián)蛋白使白細(xì)胞在感染部位的血管內(nèi)皮細(xì)胞上黏附Β3亞基組成的整聯(lián)蛋白介導(dǎo)血小板的黏附介導(dǎo)細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)間的相互作用,將細(xì)胞外基質(zhì)同細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞骨架連成一個(gè)整體Β1亞基組成的整聯(lián)蛋白其胞外區(qū)可與纖粘連蛋白、層粘連蛋白、膠原等含有ARGGLYASPRGD三肽序列的細(xì)胞外基質(zhì)成分結(jié)合(低親和力,有利于細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)或遷移)半橋粒(肌動(dòng)蛋白絲)、黏著斑(中間纖維),46,在信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用,,細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞粘連整聯(lián)蛋白家族,,與配體集結(jié)成簇,可啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),可產(chǎn)生各種各樣的信號(hào)與配體的結(jié)合受到精確調(diào)控,整聯(lián)蛋白的構(gòu)象可能發(fā)生改變。,INTEGRINS的信號(hào)傳導(dǎo)僅做參考,47,,細(xì)胞連接與細(xì)胞粘連各種分子,
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簡(jiǎn)介:第一章微生物的形態(tài)和構(gòu)造(一)原核微生物,微生物根據(jù)其不同的進(jìn)化水平和形狀上的明顯差別可分為原核微生物、真核微生物和非細(xì)胞微生物三大類群。原核微生物細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體衣原體,第一節(jié)細(xì)菌,細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短(細(xì)胞直徑約05ΜM,長(zhǎng)度約055ΜM)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)韌、以二等分裂方式繁殖和水生性比較強(qiáng)的原核微生物。,一、細(xì)菌的形態(tài)構(gòu)造及其功能,(一)形態(tài)和染色細(xì)菌的形態(tài)基本上只有三大類球狀、桿狀、螺旋狀,球菌COCCUS單球菌;雙球菌;鏈球菌;四聯(lián)球菌;八疊球菌;葡萄球菌,細(xì)菌的一般形態(tài),桿菌BACILLUS桿菌細(xì)胞呈桿狀或圓柱形長(zhǎng)桿菌、短桿菌、梭狀桿菌,球菌分裂后子細(xì)胞的連接方式,,螺旋菌SPIRILLA細(xì)胞呈彎曲桿狀的細(xì)菌統(tǒng)稱為螺旋菌。弧菌、螺菌、螺旋體螺旋不滿一周稱為弧菌,滿26環(huán)的稱為螺菌,6環(huán)以上稱為螺旋體。,特殊形態(tài)細(xì)菌,淋病球菌,STAPHYLOCOCCUSAUREUS,絲狀菌,桿菌,霍亂弧菌,典型細(xì)菌的大小可用ESCHERICHIACOLI作代表長(zhǎng)2ΜM,寬05ΜM。,最小的細(xì)菌,納米細(xì)菌細(xì)胞直徑最小為50納米1996年在火星隕石中發(fā)現(xiàn)的一種直徑10納米的微小化石成分很可能是一種納米細(xì)菌地下發(fā)現(xiàn)的超微型細(xì)菌,為正常細(xì)菌大小的1,最大的細(xì)菌,納米比亞硫磺珍珠菌,細(xì)菌的染色,由于細(xì)菌的細(xì)胞極其微小又十分透明,用水浸片觀察法在光學(xué)顯微鏡下觀察時(shí),只能看到大體形態(tài)和運(yùn)動(dòng)的情況。若要在光學(xué)顯微鏡下觀察其細(xì)致形態(tài)和主要構(gòu)造,一般都要對(duì)它們進(jìn)行染色。,,細(xì)菌染色法,簡(jiǎn)單染色法簡(jiǎn)單染色法又叫作普通染色法,只用一種染料使細(xì)菌染上顏色,如果僅為了在顯微鏡下看清細(xì)菌的形態(tài),用簡(jiǎn)單染色即可。,,細(xì)菌的簡(jiǎn)單染色步驟涂片→干燥→固定→染色→水洗→干燥→鏡檢,復(fù)雜染色法,用兩種或多種染料染細(xì)菌,目的是為了鑒別不同性質(zhì)的細(xì)菌,所以又叫鑒別染色法。主要的復(fù)染色法有革蘭氏染色法抗酸性染色法,復(fù)雜染色法,革蘭氏染色法不僅能觀察到細(xì)菌的形態(tài),而且還可將所有細(xì)菌區(qū)分為兩大類染色反應(yīng)呈藍(lán)紫色的稱為革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌,用G表示;染色反應(yīng)呈紅色(復(fù)染顏色)的稱為革蘭氏陰性細(xì)菌,用G表示。細(xì)菌對(duì)革蘭氏染色的不同反應(yīng),是由于它們細(xì)胞壁的成分和結(jié)構(gòu)不同而造成的。,GRAMSTAIN革蘭氏染色法,準(zhǔn)備拭凈玻片。以無(wú)菌操作制作涂片,干燥,熱固定后備用。初染結(jié)晶紫染色1分鐘。水洗去掉浮色。媒染碘液(碘碘化鉀)染色1分鐘。脫色以95乙醇脫色1030SEC,革蘭氏陽(yáng)性菌不被褪色而呈紫色,革蘭氏陰性菌被褪色呈無(wú)色。復(fù)染以番紅復(fù)染1分鐘,革蘭氏陽(yáng)性菌仍呈紫色,革蘭氏陰性菌呈現(xiàn)紅色。,革蘭氏染色注意事項(xiàng),1革蘭氏染色成敗的關(guān)鍵是脫色時(shí)間,如脫色過(guò)度,革蘭氏陽(yáng)性菌也可被脫色而被誤認(rèn)為革蘭氏陰性菌;如脫色時(shí)間過(guò)短,革蘭氏陰性菌也會(huì)被誤認(rèn)為是革蘭氏陽(yáng)性菌。因此必須嚴(yán)格把握脫色時(shí)間。,2選用培養(yǎng)1824小時(shí)菌齡的細(xì)菌為宜,若細(xì)菌太老,由于菌體死亡或自溶常使革蘭氏陽(yáng)性菌轉(zhuǎn)呈陰性反應(yīng)。,革蘭氏染色的意義,分類鑒定菌種時(shí)的重要指標(biāo)通過(guò)這一染色,可把幾乎所有的細(xì)菌都分為革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌兩大類革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)、生理、生化、遺傳、免疫、生態(tài)和藥物敏感性等方面都呈現(xiàn)出明顯的差異,因此,革蘭氏染色可提供不少重要的生物學(xué)特性方面的信息。,(二)原核生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能,細(xì)胞壁(CELLWALL)是包圍在細(xì)菌體表最外層的、堅(jiān)韌而有彈性的薄膜?;瘜W(xué)組成主要成分是肽聚糖(肽聚糖是由兩種氨基糖和氨基酸組成的一個(gè)堅(jiān)韌的多聚體結(jié)構(gòu)),1、細(xì)胞壁,肽聚糖革蘭陽(yáng)性菌聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋三維立體結(jié)構(gòu),堅(jiān)固40層左右革蘭陰性菌聚糖骨架、四肽側(cè)鏈二維平面結(jié)構(gòu),疏松1~2層,N乙酰葡糖胺,N乙酰胞壁酸,Β-1,4糖苷鍵,,,,共有組分,,溶菌酶作用位點(diǎn),,青霉素作用位點(diǎn),,革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌細(xì)胞壁壁厚,2080納米,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,含肽聚糖、磷壁酸革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁較薄,10納米,結(jié)構(gòu)復(fù)雜分為外壁層和內(nèi)壁層外壁層分為外層脂多糖,中間磷脂層,內(nèi)層為脂蛋白內(nèi)壁層含肽聚糖,不含磷壁酸,革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁成分比較,1、細(xì)胞壁,功能細(xì)菌細(xì)胞壁的生理功能有1保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起破裂的作用;2維持細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)可用溶菌酶處理不同形態(tài)的細(xì)菌細(xì)胞壁后,菌體均呈現(xiàn)圓形得到證明;3細(xì)胞壁是多孔結(jié)構(gòu)的分子篩,阻擋某些分子進(jìn)入和保留蛋白質(zhì)在間質(zhì)革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)之間的區(qū)域;4細(xì)胞壁為鞭毛提供支點(diǎn),使鞭毛運(yùn)動(dòng)。,革蘭氏染色機(jī)理,革蘭氏染色是基于細(xì)菌細(xì)胞壁特殊化學(xué)組分基礎(chǔ)上的一種物理原因。,革蘭氏染色機(jī)理,通過(guò)初染和媒染操作后,在細(xì)菌的膜或原生質(zhì)體上染上了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌由于細(xì)胞壁較厚、肽聚糖含量較高和其分子交聯(lián)度較緊密,故在用乙醇脫色時(shí),肽聚糖網(wǎng)孔會(huì)因脫水而明顯收縮,再加上它基本不含類脂,故乙醇處理不能在壁上溶出縫隙,因此結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物會(huì)牢牢阻留在其細(xì)胞壁內(nèi),使其呈現(xiàn)紫色。,革蘭氏染色機(jī)理,反之,革蘭氏陰性菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交聯(lián)松散,故遇乙醇后,肽聚糖網(wǎng)孔不易收縮,加上它的類脂含量高,所以當(dāng)乙醇把類脂溶解后,在細(xì)胞壁上就會(huì)出現(xiàn)較大的縫隙,這樣結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物就極易被溶解出細(xì)胞壁,因此,通過(guò)乙醇脫色后,細(xì)胞又呈無(wú)色。這時(shí),再經(jīng)番紅等紅色染料進(jìn)行復(fù)染,就使脫色的革蘭氏陰性細(xì)菌呈粉紅色,而革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌則仍保持第一次的染色結(jié)果紫色(實(shí)為紫中帶紅)。,2、細(xì)胞膜,質(zhì)膜的組成及結(jié)構(gòu)由磷脂分子和蛋白質(zhì)組成雙層膜結(jié)構(gòu)質(zhì)膜的功能1控制細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)運(yùn)送、交換2滲透屏障的功能(維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓)3參與細(xì)胞壁(肽聚糖、磷壁酸)和莢膜的生物合成4許多酶和電子傳遞鏈組分的所在部位5為鞭毛的著生點(diǎn),并為其提供運(yùn)動(dòng)所需能量,間體MESOSOME,由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)陷而成的一種管狀的、層狀或囊狀的結(jié)構(gòu),一般位于細(xì)胞分裂部位或其鄰近,功能主要是促進(jìn)細(xì)胞間隔的形成并與遺傳物質(zhì)的復(fù)制及其相互分離有關(guān)。,間體,白喉?xiàng)U菌的間體,3、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物,細(xì)胞質(zhì)是在細(xì)菌細(xì)胞膜以內(nèi)除核質(zhì)體外的無(wú)色透明、粘稠的復(fù)雜膠體,亦稱原生質(zhì)。由蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽和水組成。,,細(xì)胞內(nèi)含物核糖體內(nèi)含顆粒,,核糖體RIBOSOME它們由核糖核酸RRNA和蛋白質(zhì)組成。功能核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞約含5000~50000個(gè)核糖體。,內(nèi)含物,1)多聚磷酸鹽顆粒,磷酸鹽儲(chǔ)存體。也稱異染粒2)聚Β羥基丁酸PHB3)硫粒4)糖原和淀粉粒5)氣泡6)藻青素顆粒7)羧化體8)磁小體,細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物,4擬核NUCLEOID,細(xì)菌核質(zhì)體(擬核)含有一個(gè)大型環(huán)狀的雙鏈DNA分子,長(zhǎng)度為0253MM。核質(zhì)體是負(fù)載細(xì)菌遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳性狀。,5、特殊結(jié)構(gòu),莢膜鞭毛菌毛(菌須)芽孢,1、莢膜,在一定營(yíng)養(yǎng)條件下,部分細(xì)菌能夠向細(xì)胞外分泌一些膠粘性的物質(zhì),并附著在細(xì)胞的表面,這類物質(zhì)稱之為莢膜。不同細(xì)胞的莢膜連在一起,形成一個(gè)公共莢膜包圍多個(gè)菌體,稱菌膠團(tuán)。,雙球菌的莢膜,菌膠團(tuán),一種細(xì)菌的負(fù)染照片,顯示莢膜,高碳氮比和強(qiáng)通氣條件的培養(yǎng)基有利于好氧細(xì)菌的莢膜形成。莢膜是細(xì)菌的分類特征之一糖被莢膜(莢膜和微莢膜)粘液層菌膠團(tuán)衣鞘,葡聚糖腸膜狀明串珠菌等纖維素木醋桿菌雜多糖幾種鏈球菌(如肺炎鏈球菌),純多糖,多糖,多肽碳疽芽孢桿菌蛋白質(zhì)鼠疫耶爾森氏菌等多肽和多糖巨大芽孢桿菌DNA幾種鹽桿菌(生長(zhǎng)在亞適量鹽濃度下時(shí)形成),莢膜成分,,,,A莢膜的組分多糖和多肽或蛋白質(zhì),尤以多糖居多。,莢膜的含水率為9098,B莢膜的主要功能病原菌的莢膜與致病能力有關(guān)。(如S型肺炎鏈球菌)莢膜使細(xì)胞免受干燥的危害,保護(hù)致病菌免受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬。貯藏養(yǎng)料,當(dāng)營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí),可被用作碳源和能源,有的可作氮源。水處理中,細(xì)菌莢膜對(duì)廢水中的物質(zhì)有生物吸附作用。,,黏液層,細(xì)胞表面分泌的黏性多糖,疏松附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面上,與外界沒(méi)有明顯邊緣。衣鞘水生絲狀菌體表的黏液層或莢膜硬質(zhì)化,形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼,為衣鞘。,2、鞭毛,①形態(tài)鞭毛是從細(xì)胞膜內(nèi)長(zhǎng)出主要由鞭毛蛋白構(gòu)成穿過(guò)壁伸出體外,形成細(xì)長(zhǎng)的絲。②功能細(xì)菌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的器官③類型根據(jù)鞭毛著生位置和數(shù)目分為三種,端生、周生、側(cè)生。鞭毛在實(shí)踐中的意義是作為菌種分類鑒定中的重要指標(biāo)。,細(xì)菌的鞭毛,鞭毛的著生方式,周生,鞭毛的觀察電鏡光學(xué)顯微鏡用染料加粗鞭毛可觀察到;暗視野,水浸片半固體穿刺培養(yǎng)從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷菌落形狀大,薄且不規(guī)則,邊緣極不平整,可能有鞭毛。菌落十分圓滑,邊緣平整且相對(duì)較厚,可能沒(méi)有鞭毛。,,,無(wú)動(dòng)力,有動(dòng)力,,,半固體穿刺培養(yǎng)(含0304瓊脂),,3、菌毛,,菌毛(PILLUS,FIMBRIA,是長(zhǎng)在細(xì)菌體表的一種纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多(250300)的蛋白質(zhì)附屬物。在革蘭氏陰性菌種常見。結(jié)構(gòu)較鞭毛簡(jiǎn)單,功能是使細(xì)菌較牢固地粘連載物體表面上。,大腸桿菌的菌毛圖片來(lái)自HTTP//WWWDENNISKUNKELCOM/,4、芽孢,在一定的生長(zhǎng)階段,細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)球形或卵形的、具有厚壁結(jié)構(gòu),并處于休眠狀態(tài)的物質(zhì),這種物質(zhì)稱為芽孢(ENDOSPORE,SPORE)。功能抵抗逆境芽孢有極強(qiáng)的抗熱能力抗輻射、抗化學(xué)藥物抗靜水壓極強(qiáng)的休眠能力,能形成芽孢的細(xì)菌種類在桿菌中能形成芽孢的種類較多,在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢。產(chǎn)生芽孢的幾個(gè)屬芽孢桿菌屬梭狀芽孢桿菌屬芽孢乳桿菌屬生孢八疊球菌屬(其中的一個(gè)種),細(xì)菌芽孢的各種類型,芽孢的組成和結(jié)構(gòu)芽孢有多層結(jié)構(gòu),主要包括孢外壁、芽孢衣、皮層和核心,,,芽孢的特性1含水量低、2壁厚而致密,通透性差3芽孢中的DPA含量高,與芽孢耐熱性有關(guān)4芽孢含有耐熱性酶芽孢是抵抗外界不良環(huán)境的休眠體。一個(gè)芽孢萌發(fā)產(chǎn)生一個(gè)個(gè)體。,OCTOBERANTHRAXALERTANTHRAXSPORESWEREDISCOVEREDATANEWSPAPEROFFICEINFLORIDAFURTHERCASESWERECONFIRMEDINNEWYORK,WASHINGTONDCANDELSEWHEREBUTPOLICEHAVEFAILEDTOESTABLISHWHETHERTHEOUTBREAKSWERELINKEDTOSEPTEMBER11,BACILLUSANTHRACIS,伴孢晶體,少數(shù)芽孢桿菌在其形成芽孢的同時(shí),會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形或雙椎形的堿溶性蛋白晶體,稱為伴孢晶體。,,在芽孢桿菌屬(BACILLUS)中,為人類研究最深入最廣泛的是BACILLUSTHURINGENSIS蘇云金芽孢桿菌。BTHURINGENSIS的伴孢晶體對(duì)許多鱗翅目、雙翅目和鞘翅目等200多種昆蟲和動(dòng)、植物線蟲有毒殺作用,因此可將這類細(xì)菌制成對(duì)人畜安全、對(duì)害蟲的天敵和植物無(wú)害,有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥(“BT”細(xì)菌殺蟲劑)。,BACILLUSTHURINGENSIS蘇云金芽孢桿菌(ENHANCEDSEM,X14085,BAR1MICROMETER),二、細(xì)菌的群體形態(tài)(培養(yǎng)特征),菌落COLONY以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼可見的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)。如果細(xì)菌是由一個(gè)單細(xì)胞發(fā)展而來(lái)的,它就是一個(gè)純種的細(xì)胞群或克隆CLONE。如果將某一純種的大量細(xì)胞密集地接種到固體培養(yǎng)基表面,結(jié)果長(zhǎng)成的各個(gè)“菌落”相互聯(lián)接成一片,這就是菌苔LAWN。,,表面特征光滑還是粗糙,干燥還是濕潤(rùn)邊緣特征圓形、邊緣整齊、呈鋸齒裝、邊緣伸出卷曲呈毛發(fā)狀、邊緣呈花斑狀縱剖面特征平坦、扁平、隆起、凸起、草帽狀、膠狀、乳頭狀等,,光滑型菌落如肺炎鏈球菌具莢膜,表面光滑、濕潤(rùn)、黏稠,稱為光滑型菌落(S型)粗糙型菌落枯草芽孢桿菌不具莢膜,菌落表面為表面干燥、皺褶、平坦,稱為粗糙型菌落(R型),金黃色葡萄球菌ONBLOODAGARPLATE,(一)在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征,,SAMPLESWERETAKENFROMTHENUMBEREDCOLONIESANDEXAMINEDMICROSCOPICALLY,細(xì)菌菌落的特征,一般都較小,菌落與培養(yǎng)基結(jié)合不緊密,用接種針容易挑起,多數(shù)表面較光滑、濕潤(rùn)、較粘稠,質(zhì)地均勻,色澤多樣。,無(wú)鞭毛、不能運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌尤其是各種球菌來(lái)說(shuō),隨著菌落中個(gè)體數(shù)目的劇增,只能靠“硬擠”的方式來(lái)擴(kuò)大菌落的體積和面積,就形成了較小、較厚、邊緣極其圓整的菌落。長(zhǎng)有鞭毛的細(xì)菌菌落大而扁平、形狀不規(guī)則和邊緣多缺刻,運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)的細(xì)菌還會(huì)出現(xiàn)樹根狀甚至能滑動(dòng)的菌落。有莢膜的細(xì)菌菌落十分光滑,并呈透明的蛋清狀,形狀較大。,,產(chǎn)芽孢的細(xì)菌芽孢引起折光率變化,是菌落的外形變得很不透明或有“干燥”之感,并因其細(xì)胞分裂后常連成長(zhǎng)鏈狀而引起菌落表面粗糙、有褶皺感,再加上它們一般都有周生鞭毛,因此產(chǎn)生了既粗糙、多褶、不透明,又有外形及邊緣不規(guī)則特征的菌落。,菌苔是細(xì)菌在斜面培養(yǎng)基接種線上長(zhǎng)成的一片密集的細(xì)菌菌落。,(二)在半固體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征,用穿刺接種技術(shù)將細(xì)菌接種在質(zhì)量濃度35G/L瓊脂培養(yǎng)基中,根據(jù)細(xì)菌的生長(zhǎng)狀態(tài)可判斷細(xì)菌的呼吸類型和鞭毛有無(wú)。細(xì)菌在培養(yǎng)基的表面及穿刺線上部生長(zhǎng)為好氧菌;沿穿刺線自上而下生長(zhǎng)者為兼性厭氧菌;如只在穿刺線的下部生長(zhǎng)為厭氧菌。只沿穿刺線生長(zhǎng)者沒(méi)有鞭毛;穿透培養(yǎng)基擴(kuò)散生長(zhǎng)者有鞭毛。,(三)細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征,三、細(xì)菌的物理化學(xué)性質(zhì),(一)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn)(二)細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性(三)細(xì)菌懸液的混濁度(四)細(xì)菌的密度和重量,(一)細(xì)菌表面電荷和等電點(diǎn),氨基酸是兩性電解質(zhì)在堿性溶液中表現(xiàn)出帶負(fù)電荷在酸性溶液中表現(xiàn)出帶正電荷在某一定PH溶液中,氨基酸所帶的正電荷和負(fù)電荷相等,此PH值稱為氨基酸的等電點(diǎn)。,細(xì)菌菌體含有50以上的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)由氨基酸構(gòu)成,細(xì)菌也具有兩性電解質(zhì)的性質(zhì)。它們有各自的等電點(diǎn)。已知細(xì)菌的等電點(diǎn)在PH25G菌的等電點(diǎn)在PH23G菌的等電點(diǎn)在PH45PH34為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌,,細(xì)菌培養(yǎng)液的PH高出細(xì)菌的等電點(diǎn),細(xì)菌游離羧基電離,細(xì)菌帶負(fù)電荷細(xì)菌培養(yǎng)液的PH低于細(xì)菌的等電點(diǎn),細(xì)菌游離氨基電離,細(xì)菌帶正電一般情況下,細(xì)菌多處于高于細(xì)菌等電點(diǎn)的環(huán)境,所以細(xì)菌表面總是帶負(fù)電荷。加上細(xì)菌細(xì)胞壁的磷壁酸含有大量酸性較強(qiáng)的磷酸基,更加導(dǎo)致細(xì)菌表面帶負(fù)電。,(二)細(xì)菌懸液的穩(wěn)定性,細(xì)菌分為S型(光滑型)和R型(粗糙型)。S型菌懸液很穩(wěn)定,整個(gè)菌體為親水的,均勻分布在培養(yǎng)液中,不發(fā)生凝聚。R型菌懸液很不穩(wěn)定容易發(fā)生凝聚而沉淀在器皿底部,培養(yǎng)液很清。分布狀態(tài)取決于細(xì)菌表面的解離層、親水基和疏水基的比例及平衡活性污泥中R型細(xì)菌的數(shù)量占優(yōu)勢(shì)為好,(三)細(xì)菌懸液的混濁度,細(xì)菌懸液一般呈現(xiàn)渾濁現(xiàn)象可用光電比色計(jì)、比濁計(jì)測(cè)其濁度,由此可略知其數(shù)目(包括活菌和死菌),(四)細(xì)菌的多相膠體性質(zhì),細(xì)菌是多相膠體,可同時(shí)進(jìn)行多種生化反應(yīng)。,(五)細(xì)菌的密度和重量,細(xì)菌的密度在107119之間,略大于水的密度單個(gè)細(xì)菌的質(zhì)量約為110911010MG,
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