內(nèi)膜系統(tǒng)與膜運(yùn)輸
真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng), 將細(xì)胞分成許多膜結(jié)合的區(qū)室,包括細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、內(nèi)體和分泌泡等。雖然這些區(qū)室具有各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)和功能,但它們又是緊密相關(guān)的,尤其是它們的膜結(jié)構(gòu)是相互轉(zhuǎn)換的,這種轉(zhuǎn)換的機(jī)制則是通過蛋白質(zhì)分選(protein sorting)和膜運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的。
9.1 細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)及其研究方法
9.1.1 膜結(jié)合細(xì)胞器與內(nèi)膜系統(tǒng)
關(guān)于真核細(xì)胞中具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器的總體描述通常有三個概念:
● 膜結(jié)合細(xì)胞器(membrane-bound organelles)或膜結(jié)合區(qū)室(membrane-bound compartments)
● 細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)(cytoplasmic membrane system)
● 內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane systems)
雖然這三個概念都是指真核細(xì)胞中具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,但是在含義上仍有一些差別。
■ 膜結(jié)合細(xì)胞器的種類和功能
● 膜結(jié)合細(xì)胞器種類與數(shù)量
原核細(xì)胞內(nèi)只有一個區(qū)室就是胞質(zhì)溶膠(cytosol)。真核細(xì)胞內(nèi)有許多膜結(jié)合的區(qū)室,但與胞質(zhì)溶膠相比, 所占比例都很?。ū?-1)。
表9-1 肝細(xì)胞中主要膜結(jié)合細(xì)胞器的體積比
細(xì)胞器 每細(xì)胞所含數(shù)量 細(xì)胞內(nèi)的百分比
胞質(zhì)溶膠 1 54
線粒體 1700 22
內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 1 12
細(xì)胞核 1 6
高爾基體 1 3
過氧化物酶體 400 1
溶酶體 300 1
內(nèi)體 200 1
● 膜結(jié)合細(xì)胞器的功能
膜結(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞的生命活動中具有重要作用(表9-2)。
表9-2 真核細(xì)胞膜結(jié)合區(qū)室的主要功能
細(xì)胞器(區(qū)室) 主要功能
胞質(zhì)溶膠 代謝的主要場所;蛋白質(zhì)合成部位
細(xì)胞核 基因組存在場所,DNA和RNA的合成地
內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 大多數(shù)脂的合成場所,蛋白質(zhì)合成和集散地
高爾基體 蛋白質(zhì)和脂的修飾、分選和包裝
溶酶體 細(xì)胞內(nèi)的降解作用
內(nèi)體 內(nèi)吞物質(zhì)的分選
線粒體 通過氧化磷酸化合成ATP
葉綠體 進(jìn)行光合作用
過氧化物酶體 毒性分子的氧化
在這些膜結(jié)合的細(xì)胞器中,線粒體、葉綠體、過氧化物酶體和細(xì)胞核等的獨(dú)立性很強(qiáng),并且有特別的功能;其他幾種膜結(jié)合細(xì)胞器,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體和小泡,雖然有不同的結(jié)構(gòu)和功能,但是它們都參與蛋白質(zhì)的加工、分選和膜泡運(yùn)輸,形成了一個特別的細(xì)胞內(nèi)系統(tǒng)。
真核細(xì)胞在進(jìn)化上一個顯著特點(diǎn)就是形成了發(fā)達(dá)的細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng), 將細(xì)胞分成許多膜結(jié)合的區(qū)室,包括細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、內(nèi)體和分泌泡等。雖然這些區(qū)室具有各自獨(dú)立的結(jié)構(gòu)和功能,但它們又是緊密相關(guān)的,尤其是它們的膜結(jié)構(gòu)是相互轉(zhuǎn)換的,這種轉(zhuǎn)換的機(jī)制則是通過蛋白質(zhì)分選(protein sorting)和膜運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的。
9.1 細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)及其研究方法
9.1.1 膜結(jié)合細(xì)胞器與內(nèi)膜系統(tǒng)
關(guān)于真核細(xì)胞中具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器的總體描述通常有三個概念:
● 膜結(jié)合細(xì)胞器(membrane-bound organelles)或膜結(jié)合區(qū)室(membrane-bound compartments)
● 細(xì)胞質(zhì)膜系統(tǒng)(cytoplasmic membrane system)
● 內(nèi)膜系統(tǒng)(endomembrane systems)
雖然這三個概念都是指真核細(xì)胞中具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,但是在含義上仍有一些差別。
■ 膜結(jié)合細(xì)胞器的種類和功能
● 膜結(jié)合細(xì)胞器種類與數(shù)量
原核細(xì)胞內(nèi)只有一個區(qū)室就是胞質(zhì)溶膠(cytosol)。真核細(xì)胞內(nèi)有許多膜結(jié)合的區(qū)室,但與胞質(zhì)溶膠相比, 所占比例都很?。ū?-1)。
表9-1 肝細(xì)胞中主要膜結(jié)合細(xì)胞器的體積比
細(xì)胞器 每細(xì)胞所含數(shù)量 細(xì)胞內(nèi)的百分比
胞質(zhì)溶膠 1 54
線粒體 1700 22
內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 1 12
細(xì)胞核 1 6
高爾基體 1 3
過氧化物酶體 400 1
溶酶體 300 1
內(nèi)體 200 1
● 膜結(jié)合細(xì)胞器的功能
膜結(jié)合細(xì)胞器在細(xì)胞的生命活動中具有重要作用(表9-2)。
表9-2 真核細(xì)胞膜結(jié)合區(qū)室的主要功能
細(xì)胞器(區(qū)室) 主要功能
胞質(zhì)溶膠 代謝的主要場所;蛋白質(zhì)合成部位
細(xì)胞核 基因組存在場所,DNA和RNA的合成地
內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 大多數(shù)脂的合成場所,蛋白質(zhì)合成和集散地
高爾基體 蛋白質(zhì)和脂的修飾、分選和包裝
溶酶體 細(xì)胞內(nèi)的降解作用
內(nèi)體 內(nèi)吞物質(zhì)的分選
線粒體 通過氧化磷酸化合成ATP
葉綠體 進(jìn)行光合作用
過氧化物酶體 毒性分子的氧化
在這些膜結(jié)合的細(xì)胞器中,線粒體、葉綠體、過氧化物酶體和細(xì)胞核等的獨(dú)立性很強(qiáng),并且有特別的功能;其他幾種膜結(jié)合細(xì)胞器,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體和小泡,雖然有不同的結(jié)構(gòu)和功能,但是它們都參與蛋白質(zhì)的加工、分選和膜泡運(yùn)輸,形成了一個特別的細(xì)胞內(nèi)系統(tǒng)。