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    細胞學總論

    基礎學科筆記
    組織學
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      plasma membrane (PM)

      (1) 流體鑲嵌模型 Fluid mosaic model

      (2) PM的成分

      • 主要的成份是phospholipid,有親水性頭部與兩條疏水性尾部;頭部有許多不同的結構(PC PS PI PE),有不同的功能

      • PM中有許多cholesterol,像墊板般插入膜中,能增加膜的穩固性

      • 膜蛋白
        可以分成integral(穿膜蛋白),peripheral(以非共價鍵附著在膜上)
        功能:channel,載體,訊號傳遞,還有很多很多

      (3) 物質通過細胞膜的機制

      • 小分子
        擴散,facilitated diffusion,active transport(詳見生理)
      • 大分子
        進行endocytosis與exocytosis

      (4) endocytosis

      • 分成pinocytosis,phagocytosis,receptor-mediated endocytosis
      • pinocytosis:胞飲,膜凹陷,將液體分子包入細胞中
      • phagocytosis:胞噬:最常見的例子是macrophage伸出偽足吞細菌
      • RME
        膜上受器接收分子後,會促進coated pit的形成(clathrin,adaptin)
        接著會往細胞內凹陷形成coated vesicle,最後clathrin等蛋白質脫離,形成uncoated vesicele

      (5) exocytosis

      • 需要一些特殊蛋白質的協助(v-SNARE,t-SNARE)
      • 依照其分泌是否受調控分為constitutive,regulated兩種

      (6) hypercholesterolemia高膽固醇血症

      • LDL分子乃利用RME機制進入細胞中
      • 然而,要是膜上缺乏receptor,LDL無法進入cell,因此堆積在血液

      cytoplasm

      (1) cytoplasm

      • Cytpplasm = cytosol + organelles +inclusions
      • cytosol:細胞內的jelly like溶液

      (2) ER內質網

      • 依照是否附著ribosome分為RER,SER
      • RER:蛋白質的運輸、glycosilation、protein quality control等等
      • SER:儲存鈣離子、合成性激素、解毒(肝細胞)

      (3) Golgi apparatus

      • 蛋白質修飾,送到各自的目標
      • 是個由許多disk shape構成的膜狀結構
      • Cis Golgi network→cis cisternae→medial cisternnae→trans cisternae→TGN

      (4) Lysosome:溶酶體

      • 裝有許多水解酵素,能夠與其他的膜狀結構fuse,進行分解
      • 小分子能夠直接進入lysosome;較大的物質如mit,則先由ER的膜包住形成autophagosome vacuole,最後與lysosome fuse而分解;易有部份的物質,是藉由chaperone的協助送入lysosome中
      • lysosome的酵素缺失會造成很嚴重的疾病,ppt上提到Tay-Sachs disease就是缺少了β-hexosaminidase,因此造成ganglioside在神經系統中的堆積,造成嚴重的傷害。

      (5) Mitochondria

      • ATP的製造場所,細胞的發電廠
      • 同時會製造出自由基(ROS),需要有一系列的酵素處理
      • 在細胞自殺(apoptosis)中扮演重要角色

      (6) Peroxisome

      • 解毒,消除自由基(肝臟細胞多)
      • 分解長鏈的脂肪(較短的則在mit進行β oxidation)

      (7) Cytoskeleton

      • actin filament:微絲
        • 由actin蛋白所組成,組成微絲
        • 具有(+)(-)兩端(polarity),與細胞的形狀與運動有關
      • intermediate filament:中間絲
        • 其基本架構為四條protein組成的tetramer,不具polarity
        • 能夠固定胞器的位置,在細胞junction也扮演重要角色
      • microtubule:微管
        • 由α,β兩種tubulin組成的,形成一個管狀結構,具有polarity
        • MAP(microtubule associated protein)能夠穩固microtubule得結構
        • motor protein:kinesin(往正端移動),dynein(往負端移動),消耗能量產生運動!
        • microtubule有個dynamic instability,意指microtubule的plus end可以組裝或分解tubulin,讓microtubule的長度發生改變(消耗GTP)
        • microtubule構成cilia,flagella,mitotic spindle等構造
        • Microtubule organizing center (MTOCs),為特化的結構,為microtubule聚合的起始點,常見的例子為centrosome

      (8) cytoplasmic inclusions

      • 為一些暫存的構造,並不出現在每個cell
      • ex. glycosome能夠儲存glycogen(肝醣),lipid droplet

      Nucleus、DNA、cell cycle

      (1) nucleus細胞核

      • 是否具有核膜(nuclear envelope)為區分真核原核的基準
      • 由核膜(上有核孔,對小分子不具選擇性通透),核仁(nucleolus,合成rRNA的subunit),核質(染色質的位置)等結構所組成
      • chromatin(染色質),依照其摺疊的緊密程度分為condensed與extended,較緊密者,則該段基因較不易表現,藉由改變緊密程度能夠控制特定protein的表現量。有些regulatory protein即能影響(zinc finger結構),或是對histone protein做共價修飾(ex.甲基化、acetylation)

      (2) DNA

      • 細胞核中的DNA若延展開來,約有1.8m長!因此需要很多層次的摺疊
      • 最基本的就是由histone protein的『nucleosome』核小體,組成所謂『beads on a string』得結構
      • 接著還有所謂的30nm fiber,supercoiled等等結構,讓超長的DNA能夠容納於細胞核
      • histone的共價性修飾能夠改變gene的表現情況,若甲基化則抑制,acetylation則會活化基因

      (3) 細胞生命週期(life cycle)

      • 細胞的周期可以先分成mitotic phase與interphase
      • interphase又可分成G1期,S期(DNA複製),G2期
      • M期又可分成prophase,metaphase,anaphase,telophase
        • Prophase:染色質濃縮成染色體,中心體移到兩側,spindle形成
        • metaphase:DNA排列在赤道板
        • anaphase:DNA從赤道板往兩側移動
        • telophase:完成DNA的移動,染色體拆開,核膜逐漸形成
      • cytolinesis:細胞質分裂,細胞分裂成兩個子細胞!!

      (4) 腫瘤

      • tumor為一群cell cycle不受控制的細胞,可能是兩種類型的gene壞掉
      • protooncogene:為一群促進細胞分裂的gene,如果壞掉、或是過度表現,可能會加速細胞分裂
      • tumor suppressor gene:為一群抑制細胞分裂的gene,如果壞掉了,會讓細胞分裂不受抑制
      • 通常癌症都是要有許多的gene壞掉,才會產生

      (5) Apoptosis細胞自殺

      • programmed cell death (ex.手指間的蹼狀物消失,蝌蚪的尾巴)

      • 相對的概念是necrosis,細胞因為外力或其他因素死亡,會破裂釋放出細胞的物質,導致發炎反應的產生

      • apoptosis的發生可能來自於兩種途徑,intrinsic與extrinsic兩種

      • intrinsic的機制來自於細胞的壓力(stress,例如自由基、DNA損壞),會促此mit中的cytocrome C釋放,與細胞中的procaspase組成apoptosome,進行切割,促使apoptosis的進行

      • extrinsic的機制則來自於胞外的訊號(ex. T cell),訊號會與膜上的ligand結合,促進下游蛋白質的活化,最後導致apoptosis的產生

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