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新手已經不那麼新了:細胞結構深度解讀

上次我們說了最基本的細胞結構的描述與辨識,補充了液泡的結構、生物膜系統的結構圖解。今天再絮叨幾個令不少同學困惑的難點。

雨過天晴,今日陽光明媚好個秋!

這是獲得"原創邀請"之後發布的第一篇,昨晚沒有寫夠不忍發出...今日完成這三個標題,寫的比較酣暢(如有疏漏請指正),王老師在這裡感謝大家的信任!

01

生物膜之間的直接轉化、相互轉化是什麼意思?

核膜與內質網是連通的

內質網與高爾基體之間是相互轉化的

-內質網斷裂下來的囊泡(裝載著等待分揀的蛋白質)移入高爾基體;

-高爾基體把內質網特有的蛋白彙集起來形成一類囊泡返還內質網(看得出,細胞的日子過得很是節儉啊~~,洗洗涮涮能用接著用唄,畢竟合成蛋白質既消耗氨基酸又消耗ATP的)

溶酶體來自高爾基體的囊泡:

高爾基體把加工好的酸性水解酶包裝為一類成熟的囊泡成為溶酶體(你應該能夠理解,這些囊泡的表面有另類的蛋白標誌,所以它不會去與膜融合,而是認得出吞噬小泡並與之融合哦)

來自高爾基體的分泌小泡與細胞膜融合

高爾基體把分泌蛋白、膜蛋白分別包被成兩種類型的囊泡,再與細胞膜相融合。事實上啊,膜蛋白在合成加工的過程中已經被安插到囊泡膜上了,這叫整合。而分泌蛋白被包在囊泡內,常常被稱作分泌顆粒,因為它們比較大吧,還可能因為放射自顯影的時候是一個一個的黑疙瘩吧~~

細胞的吞噬小泡與溶酶體融合、含有水解殘餘體的溶酶體與細胞膜融合

細胞內損傷的細胞器可由內質網包被成自噬小泡,再與溶酶體融合

可能還有其他的。

......它們就是如此地相親相愛一家「膜」~~人家是叫「生物膜系統」的

下圖 這是核孔,你可否覺得震撼~~

看一下電鏡下的核孔吧(籃筐隱約可見哦)!上圖來自阿爾伯特《細胞的分子生物學》

02

大分子進出細胞核為什麼不是自由的?

核孔具有核孔複合體,由特定的蛋白質控制大分子的進出。

(1)RNA分子出核

(2)組成染色體的蛋白質、DNA複製所需的酶和蛋白質在分裂間期進入細胞核;核糖體蛋白入核在核仁與核糖體RNA組裝核糖體亞基

(3)核糖體亞基出核

(4)其他

大分子進出的過程伴隨高能磷酸鍵的水解(耗能)

小分子、離子可以自由通過核孔

大亞基(灰色)與小亞基(藍色)都是在核仁分別組裝、分別出核抵達細胞質中,開始工作的時候二者才裝配起來一起工作,顯得很含蓄、很神秘哦~~

下圖是葉綠體內蛋白質的兩個來源哦(那個ctDNA就是葉綠體DNA哦)

葉綠體和線粒體為什麼是半自主的細胞器

03

含有自身的DNA,環狀的分子,類似於細菌的擬核DNA。

含有核糖體,能合成蛋白質,具有轉錄、翻譯所需的酶和相關蛋白質。

由上圖可知它們的70s核糖體與細胞質的80s核糖體大小有差別;由上圖還可知進入葉綠體的蛋白質是細胞質中遊離的核糖體合成的哦~還可知,葉綠體和線粒體這麼能幹的細胞器一定還有自己的RNA,因為是合成蛋白質所必需的嘛~

細胞器內的大部分蛋白還是核基因控制、在細胞質合成的。所以是半自主

細胞質合成的蛋白以未摺疊的肽鏈形式穿過外、內兩層膜(有分子伴侶的幫助)、進入到細胞器內再摺疊成有活性的蛋白質。

還有,這兩個細胞器也是自主複製的,即不與細胞周期中的核分裂同步。其數量隨著細胞的代謝活動而變化、響應環境條件的改變。

那麼,問題來了:決定線粒體數目的直接原因是?

圖片大多來自Karp《分子細胞生物學》第3版

線粒體是如何複製的呢?類似於細菌的二分裂吧。

看得出來嗎?上圖可是「小線線」在分裂哦~~哈哈這是我最喜聞樂見的圖片之一~~

直接原因至少是兩個方面:一是線粒體自身複製導致的增加量,二是線粒體自噬導致的減少量。前面提到損傷的細胞器經過自噬作用被降解,既保持了細胞生命活動正常進行(維持細胞內的穩態)),又可以避免物質和能量的浪費。

看來細胞是真的非常「會過日子」啊(內質網駐留蛋白的回收,還記得前面的圖8.27),這應該是進化過程中形成的有利於生存的節儉機制。

遇到困難時,只有這一句告誡自己:要堅強!

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