细胞自噬与细胞凋亡-高考生物大一轮单元复习课件(新教材新高考).ppt

第四单元 ·细胞的生命历程 微专题05 细胞自噬与细胞凋亡 1.细胞自噬 (1)概念 在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后进行物质的再利用，这就是细胞自噬。 (2)自噬方式 细胞自噬主要有三种形式：微自噬、巨自噬和分子伴侣介导的自噬 ①微自噬(下图甲） a.定义：指溶酶体或者液泡内膜直接内陷底物包裹并降解的过程。 b.时间：多在种子成熟时储藏蛋白的沉积或萌发时储存蛋白的降解中起作用。 ②巨自噬(下图乙） a.定义：在巨自噬中由内质网来源的膜性结构通过扩展包裹待降解物形成自噬小体，然后与溶酶体融合并降解其内容物。是最主要的自噬形式。 b.时间：营养缺乏条件下培养的细胞、植物的免疫反应、叶片衰老及环境胁迫应答。 ③分子伴侣介导自噬(下图丙） a.定义：在分子伴侣介导自噬中，胞质内蛋白需与分子伴侣结合，然后转运到溶酶体腔中被溶酶体酶消化。 b.时间：在动物细胞衰老反应过程中，往往发生分子伴侣介导的自噬过程，保存必须的组成细胞结构的蛋白和其他材料。 （3）细胞自噬调控机制（营养匮乏时） ①当营养充足时，生长因子活化PI3K/AKT信号途径及其下游的效应分子，蛋白激酶mTor，促进营养物质的吸收、大分子的合成、ATP的产生等，同时抑制细胞自噬（图1）。 ②当生长因子缺乏时，PI3K/AKT信号途径失活，细胞停止营养物质的吸收，以及ATP的产生；同时效应分子mTor也失活，解除了对细胞自噬作用的抑制，细胞通过自噬来产生ATP。AKT的失活也能引发细胞凋亡（图2）。 (4)意义 自噬具有多种生理功能，包括耐受饥饿，清除细胞内折叠异常的蛋白质以及受损或多余的细胞器，促进发育和分化，延长寿命，清除入侵微生物等。细胞在正常生长条件下能进行较低水平的自噬，以维持细胞内的稳态。在遭受各种细胞外或细胞内刺激(如缺氧，缺营养，接触某些化学物质，某些微生物入侵细胞，细胞器损伤，细胞内异常蛋白过量累积等)时细胞可通过细胞自噬维持基本的生命活动。 2.细胞凋亡 （1）过程 细胞凋亡的过程大致可分为以下几个阶段: 正常细胞 ↓ 细胞凋亡的起始，染色质固缩、分离并沿核膜分布，细胞发生皱缩 ↓ 凋亡中的细胞，细胞质膜反折，包裹染色质片段和细胞器等细胞碎片，形成芽状突起并逐渐分隔，形成凋亡小体 ↓ 凋亡小体被吞噬细胞吞噬。 A.细胞凋亡过程模式图 B.凋亡细胞电镜照片 （2）检测方法 细胞调亡具有明显的形态学和生理生化特征。常用的（部分）检测方法如下： ①形态学观察 应用各种染色法可观察调亡细胞的形态学特征，有些染料如台盼蓝无法进入活细胞，但可使死细胞着色。 ②检测细胞膜成分变化 细胞凋亡早期，位于细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸翻转至细胞膜外侧，可以用针对磷脂酰丝氨酸的荧光标记探针进行检测。此方法检测早期细胞凋亡更为灵敏。 ③DNA电泳 细胞凋亡时，细胞内特异性核酸内切酶活化，染色质DNA在核小体间被特异性切割，DNA降解成180~200bp或其整数倍片段。因此凋亡细胞中提取的DNA在进行常规的琼脂糖凝胶电泳时，这些大小不同的DNA片段就呈现出梯状条带（下图）。 这一方法是鉴定细胞调亡最为简便可靠的方法之一。 a：正常细胞DNA b：凋亡细胞DNA （3）诱导因子 对于动物细胞，诱导细胞调亡的因子大致可分为两大类： ①物理性因子，包括射线（紫外线、y射线等），较温和的温度刺激（如热激、冷激）等； ②化学及生物因子：包括活性氧基团和分子（超氧自由基、羟自由基、H2O2）、钙离子载体、VK3、视黄酸、细胞毒素、DNA和蛋白质合成的抑制剂（如环已亚胺），正常生理因子（激素，细胞生长因子等）的失调，以及调亡因子如肿瘤坏死因子α（TNFα ）处理等。 (4)机理 （5）调控 ①控制细胞死亡的方式主要有2种： a.大多数细胞都需要获得来自其它细胞的存活信号来维持生存，否则，细胞就会激活自杀程序。 b.细胞直接接收到来自其它细胞的死亡信号，激活自杀程序。 （5）调控 ②调控因子 a.细胞存活因子：主要包括多种有丝分裂原和生长因子。它们与细胞表面的受体结合后，启动细胞内信号途径，抑制凋亡的发生。 b.细胞凋亡抑制因子：细胞中天然存在的caspases酶原活化及其本身活性的抑制因子家族，能够直接与caspases活性分子结合，阻抑其对底物的切割作用。 c.内源性的凋亡激活因子：Smac（caspase活化因子）从线粒体的膜间隙释放出来与细胞凋亡抑制因子结合并解除其抑制凋亡的作用。 （5）调控 ③细胞生死抉择调控过程中3种转录因子的作用：p53促进细胞凋亡；NF-KB抑制细胞凋亡；c-Myc给细胞两种选择：增殖或凋亡。 生存因子通过调节Bcl-2家族成员的活性及表达抑制细胞凋亡的发生： 生存因子与受体的结合活化下游信号通路，从而激活了NF-kB等转录因子，启