高中生物竞赛:真核细胞主要的细胞器及细胞骨架课件97张
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高中生物竞赛:真核细胞主要的细胞器及细胞骨架课件97张

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时间:2021-06-08

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资料简介
第二部分 v线粒体的大小和数量反映了细胞的能量需求 图:细胞内线粒体和微管分布的关系 线粒体的结构 (a)浸软的线粒体的扫描电镜照片, 显示被线粒体内膜折叠所围绕的内部 基质。 (b)线粒体的三维重建结构图 在重建图中,外围的线粒体内膜以蓝 色表示,而穿入基质形成嵴的内膜则 用黄色表示。 (c)线粒体的内部结构模式图 v细胞器DNA的大小类似病毒DNA。 线粒体和 叶绿体具 有自身的 遗传系统 vmtDNA编码的基因包括 rRNAs, tRNAs和 一些线粒体蛋白。 The organization of the liverwort(地钱) Chl genome v线粒体膜上的三种蛋白转运通道 ØTOM, TIM和 OXA 复合物 是多亚基的膜蛋白,负责催 化蛋白的跨线粒体膜的转运。 ØTOM分布在线粒体的外膜, 负责蛋白跨越外膜。 ØTIM (TIM23 和 TIM22)分 布在内膜上,负责蛋白跨越 内膜。 ØOXA分布在内膜上, 负责 将在线粒体内合成的蛋白插 入到内膜上,也帮助TOM和 TIM将一些蛋白送至线粒体 基质中。 v蛋白质向线粒体的转运 蛋白质N-端的信号序列被TOM的受体识别,蛋白在特 定的位点跨越线粒体的两层膜。 Ø线粒体前体蛋白在胞质中合成后,通过与胞质中的 hsp70分子伴侣的相互作用保持未折叠的状态。 vATP水解和H+ 梯度驱动了蛋白运输到线粒体中。 v运输到内膜和膜间隙的蛋白要求2个信号序列。 v2个信号序 列指导蛋白定 位到类囊体的 膜上。 Translocation into thylakoid space or thylakoid M can occur by any one of at least four routes. (三)、线粒体和叶绿体的增殖和起源 细胞器的生长和分裂决定了细胞中线粒体和质体的数量。 vMit fission and fusion (a dividing Mit in a liver cell); Dividing or Budding of Mit. vChloroplasts: dividing and formation of chloroplasts from proplastids begins by the light-induced budding of the inner membrane. 线粒体和叶绿体的 起源 v通过比对多种细菌的 rRNA序列,推测: 线粒体是由紫细菌进化 而来;叶绿体是由蓝细 菌进化而来。 3.亚细胞组分的生化分析 在 “游离”核糖体上合成的蛋白 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 ❖蛋白N-连接的糖基化与新生蛋白的质量控制 质量控制可以保证错误折叠的蛋白不会离开内质网 内质网腔中含有: ➢Bip 和calnexin (分子伴侣) : 识别并结合未折叠的或者错 误折叠的蛋白,使其恢复正 确构象。 ➢蛋白二硫键异构酶 ( PDI ) ; ➢糖基转移酶(GT):识别 未折叠或错误折叠的蛋白, 为寡糖链末端添加一个葡萄 糖。 内质网的其他功能 ❖sER具有解毒的功能,如肝细胞的sER中含 有一些酶,可以清除脂溶性的废物和代谢产 生的有害物质。 ❖含合成制造胆固醇并进一步产生固醇类激素 的一系列酶,如睾丸间质细胞。 ❖具有储存Ca2+的功能,如在肌质网膜上存在 Ca2+-ATP酶,将泵入腔中。 ❖存在IP3受体,可能和信息传递有关。 ❖为细胞质基质中多种蛋白提供附着位点。 是细胞内大分子运输的一个主要的交 通枢纽以及细胞内糖类合成的工厂。 1.高尔基体和细胞分泌活动 ❖除了分泌蛋白外,多种膜蛋白、溶酶体中酸性 水解酶、胶原纤维等胞外基质成分通过高尔基 体完成定向转运。 ❖蛋白质在高尔基体中分选及其转运的信息仅存 在于编码这个蛋白质的基因的本身。   溶酶体酶的分选 ❖溶酶体酶具有一个共同的标志:6-磷酸甘露 糖(M6P),通过和高尔基体反面囊膜上结合的 M6P受体的作用,使溶酶体的酶和其他蛋白质 分离并起到了局部浓缩的作用。 Ø催化M6P生成的酶N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移 酶缺失 2.蛋白质的糖基化及其修饰    rER上合成的大多数蛋白质在内质网和 高尔基体中发生了糖基化,在从内质网到高 尔基体以及各膜囊之间的转运过程中,连接 在蛋白侧链上的寡糖基会发生一系列有序的 加工和修饰。 糖基化及其意义 Ø糖蛋白中的寡糖链的合成和加工没有模板,依 靠不同的酶在不同的间隔中经历复杂的加工过 程完成。 Ø糖基化有利于高尔基体的分类和包装,保证了 糖蛋白的单向运输,对多数分选的蛋白质来说, 糖基化不是蛋白分选的信号。 Ø糖基化的主要作用是使蛋白质在成熟过程中折 叠成正确的构象,并增加蛋白质的稳定性。  蛋白质糖基化类型 特 征 N-连接 O-连接 1. 合成部位 粗面内质网 和高尔基体 高尔基体 2. 合成方式 来 自 同 一 个 寡糖前体 一个个单糖加上去 3 . 与 之 结 合 的氨基酸残基 天冬酰胺 丝氨酸、苏氨酸、 羟赖氨酸、羟脯氨酸 4. 最终长度 至 少 5 个 糖 残基 一般1~4个糖残基, 但ABO血型抗原较长 5.第一个糖残 基 N—乙酰葡 萄糖胺 N—乙酰半乳糖胺等 The core carbohydrate of N-linked oligosaccharides is assembled in the rER. Modifications to N-linked oligosaccharides are completed in the Golgi complex. O-linked oligosaccharides takes place in Golgi complex. 3.蛋白酶的水解和其他加工过程 ❖一些多肽在rER中切除信号肽后成为有活性的 成熟多肽,如一些生长因子。 ❖一些多肽在高尔基体中,在TGN膜结合的蛋 白水解酶的作用下,特异水解成有生物活性 的多肽。 小鼠脾脏巨噬细胞中的溶酶体 用电镜细胞化学技术显示其中含有的酸性磷酸酶, M:线粒体,L:溶酶体 Ø具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运; Ø膜蛋白高度糖基化,可能有利于防止自身膜蛋 白的降解。 Lysosome is a heterogenous(异质性) organelle Primary lysosomes Second lysosomes heterophagic autophagic Residual body Primary Lys. Second Lys Marker enzyme (标志酶): acid phosphatase 溶酶体和蛋白酶体共同清除衰老的细胞 器和生物大分子,以及凋亡的细胞。  (3)其它重要的生理功能 Ø 分泌腺细胞中,溶酶体摄入分泌颗粒参与分 泌过程的调节; l受精过程中的精子的顶体反应。 溶酶体酶的合成及N-连接的糖基化修饰(rER) 高尔基体cis膜囊寡糖链上的甘露糖残基磷酸化 M6P N-乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶 高尔基体TGN膜(M6P受体) 溶酶体酶分选与局部浓缩 以出芽的方式转运到前溶酶体 磷酸葡萄糖苷酶 磷酸化识别信号:信号斑 Ø蛋白分选的信号序列也可以是一级结构上不连续的一 些片段,在蛋白质折叠形成空间构象时,彼此靠近, 形成的信号称为信号斑。 实验 组别 含编码信号 SRP DP 微粒体 序列的mRNA 结 果 1 + - - - 产生含信号肽的完整多肽 2 + + - - 合成70~100氨基酸残基后, 肽链停止延伸 3 + + + - 产生含信号肽的完整多肽 4 + + + + 信号肽切除,多肽链进入 微粒体中 * “+”和“-”分别代表反应混合物中存在(+)或不存在(-)该物质。 分泌性蛋白的合成 有信号序列的引导; 以单链或去折叠的形式穿过细胞器膜上的通道; 有分子伴侣协助完成; (2) 膜泡运输(vesicular transport)   蛋白质通过不同类型的转运小泡从rER转运 到高尔基体,进而分选到细胞的不同部位。 以出芽方式形成膜泡,包裹蛋白进行运输,膜 泡最终和靶膜融合,将蛋白运送到特定位置; 有三种不同的膜泡分别进行运送; 只运送正确折叠和组装好的蛋白质; 在转运过程中,被转运蛋白或脂类物质的方向 不发生变化。

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