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生命科学纵横 理学院生命科学与生物工程研究院 水的分子结构和相互作用: 水是极性分子 氢键 水的内聚作用 水如何缓解温度的变化 冰漂浮在水上的生物学意义 水是生命的溶剂 生命的分子: 有机分子:碳化学 生物分子:糖类 脂质 蛋白质 核酸 碳骨架的变化 甲烷-最简单的烃 烃类是燃料。高能的烃类是机器的燃料,脂肪中的烃部分也是你身体的细胞的燃料。 某些常见的功能团 多糖:(a)淀粉(b)糖原(c)纤维素 两大类细胞: 原核细胞 真核细胞 真核细胞的基本共性 膜的结构和功能:脂质和蛋白质的流动镶嵌;选择 透性 细胞核和核糖体:细胞的遗传控制 内膜系统:细胞产物的制造和分发,包括内质网、 高尔基体、溶酶体、液泡 叶绿体和线粒体:能量转换 细胞骨架:细胞的形状和运动 细胞表面:保护、支持以及细胞与细胞的相互作用 酶 有些抑制剂起着毒药的作用,会阻断 生物存活必需的代谢过程 膜转运 被动转运:穿越膜的扩散 细胞呼吸:收集化学能 细胞每分裂一次,端粒DNA就会缩短一截,当细胞端粒缩至一定程度,细胞停止分裂,处于静止状态。故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟” (Mitosis clock) ,端粒长短和稳定性决定了细胞寿命,并与细胞衰老和癌变密切相关。 端粒 端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶。 是由RNA和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物。其RNA组分为模板,蛋白组分具有催化活性,以端粒3‘末端为引物,合成端粒重复序列。 其功能是合成染色体末端的端粒,使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿,进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板,通过逆转录合成DNA。 端粒酶 端粒酶的临床应用前景 正常人体细胞中检测不到端粒酶。一些良性病变细胞,体外培养的成纤维细胞中也测不到端粒酶活性。 令人注目的发现是,在早期肿瘤细胞中经常能够检测到端粒酶活性的变异,在有转移倾向的癌细胞组织中更是能够检测到端粒酶的高表达,因而对于癌症的早期诊断有着重要意义。 端粒酶的临床应用前景 由于端粒酶在正常体细胞中几乎不表达而在肿瘤细胞中表达量较大,故将其作为肿瘤治疗的靶点,直接抑制其活性或是从基因层面进行操作,来抑制癌细胞分化,从而治疗癌症。 研究表明,端粒酶抑制剂比传统的癌症化学疗法和基因疗法有更高的特异性和较少的副作用,并且有更广的应用范围,很可能对晚期扩散肿瘤也能起到抑制效果。 端粒酶的临床应用前景 端粒酶的发现使正常细胞,衰老和癌化这些苦恼千年的难题有了一个符合逻辑的解释。简单地说,把端粒酶注入衰老细胞中,延长端粒长度,使细胞年轻化,这是可能的。 科学家们对此寄托了厚望。将来医生给老人注射类似端粒酶的制剂,延长老者的端粒长度,达到返老还童的目的。 细胞死亡 多细胞生物的体内细胞,其死亡方式可分为两大类: 坏死(necrosis):外来致病因素作用下使得细胞正常代谢活动被强行中断而引起的“意外”的、被动性死亡过程;只见于病理情况下。 凋亡(apoptosis): apoptosis为希腊语,原指秋天时树叶自然凋零。主要指细胞在一定的生理条件下,遵循自身的程序,自己结束生命的过程。也称为细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)。 区别点 细胞坏死 细胞凋亡 起因 病理性变化或剧烈损伤 生理性为主 范围 大片组织或成群细胞 单个散在细胞 细胞膜 破损 保持完整,一直到形成凋亡小体 染色质 呈絮状 凝聚在核膜下呈半月状 细胞器 肿胀、内质网崩解 无明显变化 细胞体积 肿胀变大 固缩变小 凋亡小体 无 有 DNA 呈涂抹状 呈梯状 蛋白合成 无 有 调节过程 被动进行 受基因调控 炎症反应 有 无 细胞凋亡与细胞坏死的区别 细胞凋亡的过程及机理 接受凋亡信号 凋亡调控分子间的相互作用 蛋白水解酶(caspases)的活化 凋亡的级联反应 细胞凋亡的生物学意义 细胞凋亡与个体发育:在多细胞生物体器官发生过程中,不仅需要细胞增殖和细胞分化,有时还需要主动地删除掉一些组织、细胞,细胞凋亡是保证个体正常发育所需要的,如脊椎动物肢体发育过程中指(或趾)间的细胞发生凋亡,而形成正常的肢体。 细胞凋亡与免疫:形成自身抗原耐受、防止过高的免疫应答、激活淋巴细胞对靶细胞的凋亡。 细胞凋亡与衰
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