细胞连接与细胞通讯.ppt
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1、Chap5celljunctionsandcellcommunication(细胞连接与细胞通讯细胞连接与细胞通讯)5.1celljunctions5.2cellcommunication1可编辑版5.1 5.1 CellJunctions细胞连接是细胞间的联系结构,是细胞黏着细胞连接是细胞间的联系结构,是细胞黏着的发展,保证了细胞间组织的长期稳定。的发展,保证了细胞间组织的长期稳定。细胞连接是细胞质膜局部区域特化形成的,在细胞连接是细胞质膜局部区域特化形成的,在结构上包括结构上包括膜特化部分、质膜下胞质部分膜特化部分、质膜下胞质部分及及质质膜外细胞间的部分。膜外细胞间的部分。12可编辑版细胞
2、连接的类型细胞连接的类型5.1.1紧密连接紧密连接(tightjunction)5.1.2斑块连接斑块连接(plaque-bearingjunction)or锚定连接锚定连接(anchoringjunctions)黏着连接黏着连接桥粒连接桥粒连接5.1.3通讯连接通讯连接(communicatingjunctions)间隙连接间隙连接(gapjunction);化学突触化学突触(chemicalsynapse);胞间连丝胞间连丝(plasmodesmata)。13可编辑版细细胞胞连连接接4可编辑版5.1.1紧密连接紧密连接(tightjunction)又叫不通透连接又叫不通透连接(imperm
3、eablejunction),它不仅连接相邻的细胞它不仅连接相邻的细胞,而且封闭细胞间而且封闭细胞间 隙隙,使大多数分子难以在细胞间通透。使大多数分子难以在细胞间通透。这种连接方式普遍存在于腔道这种连接方式普遍存在于腔道上皮细胞上皮细胞靠靠 近管腔端的相邻细胞近管腔端的相邻细胞间。间。从从结构结构上看上看,通过通过缝合蛋白缝合蛋白形成形成脊线脊线,封,封 闭相邻细胞间的空隙。闭相邻细胞间的空隙。5可编辑版紧紧密密连连接接6可编辑版紧密连接的功能紧密连接的功能连接作用连接作用维持细胞的极性维持细胞的极性防止物质双向渗漏,并限制了膜蛋白防止物质双向渗漏,并限制了膜蛋白在脂分子层的流动在脂分子层的流
4、动7可编辑版紧紧密密连连接接与与细细胞胞极极性性8可编辑版5.1.2 5.1.2 斑块连接斑块连接(plaque-bearingjunction)又称为又称为锚定连接锚定连接(anchoringjunctions)主要靠主要靠黏着蛋白黏着蛋白、整联蛋白整联蛋白和和细胞骨架体系细胞骨架体系将相邻两将相邻两细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。细胞或细胞与细胞外基质连接在一起。根据根据细胞骨架分子细胞骨架分子不同,锚定连接分为:不同,锚定连接分为:黏着连接(黏着带、黏着斑)黏着连接(黏着带、黏着斑)肌动蛋白肌动蛋白桥粒连接(桥粒、半桥粒)桥粒连接(桥粒、半桥粒)中间纤维中间纤维29可编辑版黏着连接黏着
5、连接 (adherenjunctions)细细胞胞间间的的连连接接作作用用与与细细胞胞骨骨架架系系统统的的肌动蛋白肌动蛋白相关称为黏着连接。相关称为黏着连接。黏着带黏着带 黏着斑黏着斑10可编辑版黏着连接黏着连接(adherenjunctions)11可编辑版是是细胞细胞-细胞细胞间黏着的一种方式;间黏着的一种方式;位于上皮细胞位于上皮细胞紧密连接的下方紧密连接的下方;靠靠钙黏蛋白钙黏蛋白同同肌动蛋白肌动蛋白相互作用;相互作用;黏黏着着带带处处相相邻邻细细胞胞质质膜膜的的间间隙隙为为20202525nm,nm,介于介于紧密连接紧密连接和和桥粒桥粒之间。之间。黏着带黏着带(adhesion be
6、lts)adhesion belts)12可编辑版参与连接的组分:参与连接的组分:钙黏蛋白钙黏蛋白(cadherin)cadherin)一一种种跨跨膜膜连连接接糖糖蛋蛋白白,属属Ca2+依依赖赖的的细细胞胞-细胞黏着分子。细胞黏着分子。细胞质斑细胞质斑(cytoplasmic plaque)cytoplasmic plaque)含含黏黏着着斑斑蛋蛋白白(vinculin)vinculin),介介导导肌肌动动蛋蛋白白与与钙钙黏蛋白黏蛋白相连;相连;肌动蛋白肌动蛋白13可编辑版Adhesion beltsAdhesion belts14可编辑版 主要特点是:主要特点是:肌动蛋白纤维肌动蛋白纤维通过
7、通过整联蛋白整联蛋白同同细胞外基细胞外基质质(如纤连蛋白),而不是与另一个细(如纤连蛋白),而不是与另一个细胞的表面相连。胞的表面相连。黏着斑黏着斑(adhesion plaqueadhesion plaque,focal adhesion)focal adhesion)15可编辑版Focal adhesionFocal adhesion16可编辑版细细胞胞是是通通过过中中间间纤纤维维锚锚定定到到细细胞胞骨骨架架上,这种黏着连接方式称为上,这种黏着连接方式称为桥粒桥粒。分为:分为:(完全完全)桥粒桥粒 半桥粒半桥粒桥粒连接桥粒连接(desmosomes)desmosomes)17可编辑版完完全
8、全桥桥粒粒18可编辑版 半桥粒与完全桥粒有两点差别半桥粒与完全桥粒有两点差别半半桥桥粒粒参参与与连连接接的的跨跨膜膜蛋蛋白白不不是是钙钙黏黏蛋蛋白白而是而是整联蛋白整联蛋白;整整联联蛋蛋白白的的细细胞胞外外结结构构域域不不是是与与相相邻邻细细胞胞的整联蛋白相连而是同的整联蛋白相连而是同细胞外基质细胞外基质相连。相连。HemidesmosomesHemidesmosomes19可编辑版Hemidesmosomes Hemidesmosomes 20可编辑版 连接方连接方式式黏着因子黏着因子胞外配体胞外配体胞胞内内细细胞胞骨架骨架胞胞 内内 结结 合合蛋白蛋白细胞与细胞细胞与细胞黏着带黏着带钙钙
9、黏黏 蛋蛋 白白(E-钙钙黏黏蛋蛋白白)相相邻邻细细胞胞的的钙黏蛋白钙黏蛋白微丝微丝黏黏 着着 斑斑 蛋蛋白等白等桥粒桥粒钙钙黏黏蛋蛋白白(桥桥粒粒芯芯蛋蛋白白、桥桥粒芯胶粘蛋白)粒芯胶粘蛋白)相邻细胞的相邻细胞的钙黏蛋白钙黏蛋白中间纤维中间纤维桥桥粒粒斑斑蛋蛋白白、桥桥粒粒斑斑珠珠蛋蛋白白细胞与胞外基质细胞与胞外基质黏着斑黏着斑整联蛋白整联蛋白胞胞外外基基质质蛋蛋白白微丝微丝黏着斑蛋黏着斑蛋白等白等半桥粒半桥粒整联蛋白整联蛋白胞胞外外基基质质蛋蛋白白中间纤维中间纤维网蛋白网蛋白21可编辑版5.1.3通讯连接通讯连接间隙连接间隙连接:分布广泛,几乎所有的动物组织中:分布广泛,几乎所有的动物组织
10、中都存在间隙连接。都存在间隙连接。化学突触化学突触:存在于可兴奋细胞之间的细胞连接:存在于可兴奋细胞之间的细胞连接方式方式,通过释放通过释放神经递质神经递质来传导神经冲动。来传导神经冲动。胞胞间间连连丝丝:高高等等植植物物细细胞胞之之间间通通过过胞胞间间连连丝丝相相互连接互连接,完成细胞间的通讯联络。完成细胞间的通讯联络。322可编辑版间隙连接间隙连接(gap junction)gap junction)1、间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为、间隙连接处相邻细胞质膜间的间隙为2nm。2、连接子连接子(connexon)是间隙连接的基本单位。是间隙连接的基本单位。每个连接子由每个连接子由6个连接子
11、蛋白(个连接子蛋白(connexin)组)组成,它们围成一个直径约成,它们围成一个直径约1.5nm的孔道,允许分的孔道,允许分子量在子量在1000道尔顿以下的分子通过。道尔顿以下的分子通过。3、连接单位由两个连接子对接构成。、连接单位由两个连接子对接构成。423可编辑版间间隙隙连连接接 24可编辑版间隙连接的主要功能间隙连接的主要功能机械连接作用机械连接作用电偶联(电偶联(Electricalcoupling)在神经冲动信息传递过程中起重要作用在神经冲动信息传递过程中起重要作用代谢偶联(代谢偶联(Metaboliccoupling)允许小分子代谢物和信号分子通过允许小分子代谢物和信号分子通过2
12、5可编辑版胞间连丝(胞间连丝(PlasmodesmaPlasmodesma)结构:结构:植物细胞植物细胞由相互联结的由相互联结的相邻相邻细胞的质膜细胞的质膜共共同构成的直径同构成的直径30-60nm的管状结构。的管状结构。有管状的内质网通过。因此,通过胞间连有管状的内质网通过。因此,通过胞间连丝,使得相邻细胞的细胞质膜、细胞质、内丝,使得相邻细胞的细胞质膜、细胞质、内质网交融在一起。质网交融在一起。26可编辑版允许允许1000Da以下和离子通过以下和离子通过允许允许大分子大分子如蛋白质和如蛋白质和RNA通过通过介导植物信号传导介导植物信号传导胞间连丝的功能胞间连丝的功能27可编辑版Plasmo
13、desma Plasmodesma 28可编辑版细胞连接的不同方式细胞连接的不同方式29可编辑版5.2细胞通讯细胞通讯(Cell CommunicationCell Communication)5.2.1细胞通讯的概念细胞通讯的概念5.2.2细胞通讯的方式细胞通讯的方式5.2.3细胞通讯的一般步骤细胞通讯的一般步骤5.2.4细胞信号系统的基本组成细胞信号系统的基本组成5.2.5由由G蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路蛋白偶联受体所介导的细胞信号通路30可编辑版Cell CommunicationCell Communication31可编辑版5.2.1细胞通讯的概念细胞通讯的概念一个细胞发出的信
14、息通过介质(配体)传一个细胞发出的信息通过介质(配体)传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用,(然后通过细胞信号转导)产生胞内一系用,(然后通过细胞信号转导)产生胞内一系列生理生化变化,最终表现为细胞整体的生物列生理生化变化,最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。学效应的过程。32可编辑版细细胞胞质质膜膜与与细细胞胞通通讯讯胰高血糖素胰高血糖素肾上腺素肾上腺素33可编辑版细细胞胞通通讯讯的的速速率率34可编辑版细胞间通讯方式可以分为两大类:细胞间通讯方式可以分为两大类:通过分泌信号分子通过分泌信号分子(by secreted molecules)(
15、by secreted molecules)包括蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、脂肪酸包括蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、脂肪酸衍生物以及溶解的气体。衍生物以及溶解的气体。靠细胞的直接接触靠细胞的直接接触(contact-dependent)(contact-dependent)5.2.2细胞通讯的方式细胞通讯的方式35可编辑版细细胞胞通通讯讯的的两两种种方方式式36可编辑版通过细胞接触进行通讯的两种情况:通过细胞接触进行通讯的两种情况:通过位于细胞表面的信号分子同靶细胞的接通过位于细胞表面的信号分子同靶细胞的接触触通讯连接:通讯连接:间隙连接和胞间连丝间隙连接和胞间连丝37可编辑版胞外信号分子的几种
16、作用方式胞外信号分子的几种作用方式旁分泌旁分泌内分泌内分泌自分泌自分泌化学突触化学突触38可编辑版胞外信号分子的几种作用方式胞外信号分子的几种作用方式39可编辑版5.2.3细胞通讯的一般步骤细胞通讯的一般步骤1、信号分子的、信号分子的合成合成2、信号分子的、信号分子的释放释放3、信号分子向靶细胞、信号分子向靶细胞转运转运4、靶细胞对信号分子的、靶细胞对信号分子的识别和检测识别和检测5、靶细胞、靶细胞转导转导出胞内信使出胞内信使6、胞内信使、胞内信使作用于效应分子,引起细胞变化作用于效应分子,引起细胞变化7、解除信号,终止细胞应答解除信号,终止细胞应答40可编辑版细胞通讯的两个基本概念细胞通讯的
17、两个基本概念信号转导(信号转导(signaltransduction)Signaltransduction,whichindicatesthatthestimulusreceivedbythecell-surfacereceptorisdifferentfromthesignalreleasedtothecellinterior.强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果。和结果。细胞信号传导(细胞信号传导(cellsignaling)Cellsignalingconveystheconceptthatacellrespondstoastim
18、ulusfromitsenvironmentbyrelayinginformationtoitsinternalcompartment.强调信号的产生和细胞间的传递。强调信号的产生和细胞间的传递。41可编辑版5.2.4细胞信号系统的基本组成细胞信号系统的基本组成信号分子(胞外)信号分子(胞外)受体受体效应物效应物第二信使(胞内)第二信使(胞内)靶蛋白靶蛋白42可编辑版根据其溶解性可分为:根据其溶解性可分为:亲脂性信号分子亲脂性信号分子(lipid-solublemolecules)与细胞内受体结合与细胞内受体结合亲亲水水性性信信号号分分子子(water-solublemolecules)与细胞
19、表面受体结合与细胞表面受体结合此外还存在气体信号分子如此外还存在气体信号分子如NO细胞的信号分子(细胞的信号分子(signalmolecule)543可编辑版亲脂性信号分子亲脂性信号分子 包括包括甾类激素和甲状腺素甾类激素和甲状腺素,与细胞质和细胞核受与细胞质和细胞核受体结合体结合,形成激素形成激素-受体复合物受体复合物,调节基因表达。调节基因表达。亲水性信号分子亲水性信号分子 包括包括神经递质、生长因子、局部化学递质和大神经递质、生长因子、局部化学递质和大部分激素部分激素。与细胞表面受体结合,经信号转导在胞。与细胞表面受体结合,经信号转导在胞内产生第二信使,引起细胞的应答反应。内产生第二信使
20、,引起细胞的应答反应。44可编辑版 受体(受体(receptorreceptor)细胞表面受体(细胞表面受体(cell surface receptorcell surface receptor)多为膜上的功能性糖蛋白,也有由糖脂组成的。多为膜上的功能性糖蛋白,也有由糖脂组成的。同亲水性信号分子结合。同亲水性信号分子结合。细胞内受体(细胞内受体(intracellular receptorintracellular receptor)主要存在于细胞核内,也有些存在于细胞质中。主要存在于细胞核内,也有些存在于细胞质中。受体多为糖蛋白,有与配体结合的区域和产生受体多为糖蛋白,有与配体结合的区域和产
21、生效应的区域。效应的区域。645可编辑版Cell-SurfaceReceptors&IntracellurReceptors46可编辑版胞内受体胞内受体基本结构:基本结构:含三个结构域含三个结构域 C C端结构域端结构域:激素结合位点激素结合位点 中间结构域中间结构域:DNADNA或抑制蛋白结合位点或抑制蛋白结合位点 N N端结构域端结构域:转录激活结构域转录激活结构域47可编辑版胞内受体的结构胞内受体的结构48可编辑版细胞表面受体细胞表面受体离子通道偶联受体离子通道偶联受体(ion-channel linked ion-channel linked receptor)receptor);G-
22、G-蛋白偶联受体蛋白偶联受体(G-protein linked G-protein linked receptor)receptor);酶联受体酶联受体(enzyme-linked receptor)enzyme-linked receptor)749可编辑版三种类型的表面受体三种类型的表面受体50可编辑版它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白,除有除有配配 体结合部位体结合部位外外,本身就是离子通道的一部分本身就是离子通道的一部分,并籍此将信号传递至细胞内。并籍此将信号传递至细胞内。离子通道偶联受体离子通道偶联受体见于见于可兴奋细胞可兴奋细胞间的突触信号传递,产生一
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- 细胞 连接 通讯
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