A. 人体内的信号分子种类
人体中有几百种不同的信号分子,按照其分泌腺体或细胞种类,运载体以及作用的靶细胞位置。
信号分子是指生物体内的某些化学分子,它们既不是营养物,又非能源物质和结构物质,也不是酶,而是用来在细胞间和细胞内传递信息的物质,它们唯一的功能是与细胞受体,如激素、局部介质、神经递质等结合并传递信息。信号分子根据溶解性通常可分为亲脂性和亲水性的两类。
根据信号分子的溶解性可分为亲水性和亲脂性两类。亲水性信号分子的主要代表是神经递质、含氮类激素(除甲状腺激素)、局部介质等,它们不能穿过靶细胞膜,只能通过与细胞表面受体结合。
再经信号转换机制,在细胞内产生“第二信使”(如cAMP)或激活膜受体的激酶活性(如蛋白激酶),跨膜传递信息,以启动一系列反应而产生特定的生物学效应。
B. 简述细胞内参与信号传递的分子种类及作用基理
生物细胞所接受的信号既可以使物理信号(光、热、电流),也可以是化学信号,但是在有机体间和细胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。
从化学结构来看细胞信号分子包括:短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO)以及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等等,其共同特点是:①特异性,只能与特定的受体结合;②高效性,几个分子即可发生明显的生物学效应,这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统;③可被灭活,完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性,保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。
从产生和作用方式来看可分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等四类。
从溶解性来看又可分为脂溶性和水溶性两类。脂溶性信号分子,如甾类激素和甲状腺素,可直接穿膜进入靶细胞,与胞内受体结合形成激素-受体复合物,调节基因表达。水溶性信号分子,如神经递质、细胞因子和水溶性激素,不能穿过靶细胞膜,只能与膜受体结合,经信号转换机制,通过胞内信使(如cAMP)或激活膜受体的激酶活性(如受体酪氨酸激酶),引起细胞的应答反应。所以这类信号分子又称为第一信使(primary
messenger),而cAMP这样的胞内信号分子被称为第二信使(secondary
messenger)。目前公认的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DG),Ca2+被称为第三信使是因为其释放有赖于第二信使。第二信使的作用是对胞外信号起转换和放大的作用。
C. 第二信号分子有几种分别写出结构
在高中生物中可以认为二者是相同的。信号(信息)分子是指生物体内的某些化学分子, 既非营养物, 又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息, 如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子,它们的惟一功能是同细胞受体结合, 传递细胞信息。
从产生和作用方式来看可分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等四类。①激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子,一种内分泌细胞基本上只分泌一种激素,参与细胞通讯的激素有三种类型:蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素。②神经递质是由神经末梢释放出来的小分子物质,是神经元与靶细胞之间的化学信使。由于神经递质是神经细胞分泌的,所以这种信号又称为神经信号。③局部化学介质又称为旁分泌信号,指由细胞分泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞,调节细胞的生理功能。体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸(AA)、生长因子等。④气体分子:如NO,CO等
从化学结构来看细胞信息分子包括:短肽、蛋白质、气体分子(NO、CO)以及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等等,其共同特点是:①特异性,只能与特定的受体结合;②高效性,几个分子即可发生明显的生物学效应,这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统;③可被灭活,完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性,保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。
D. 信号分子的介绍
信号分子(signaling molecules)是指生物体内的某些化学分子, 既非营养物, 又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息, 如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子,它们的惟一功能是同细胞受体结合, 传递细胞信息。
E. 细胞外的化学信号有哪些
在一定条件下,细胞外的化学信号能引发细胞的定向移动。这些信号有些时候是底质表面上一些难溶物质,有些时候则是可溶物质。信号分子有很多,可以是肽、代谢产物、细胞壁或是细胞膜的残片,但是作用方式却是一样的,就是与细胞膜表面上的受体结合,启动细胞内信号,完成一系列的反应,去激活或抑制肌动蛋白结合蛋白的活性,最终改变细胞骨架的状态。可溶物质通常不是均匀溶解在溶剂中,而是靠近源的区域浓度高,远离源的区域浓度低,形成所谓的“浓度梯度”。细胞膜上的受体可感受到那些被称为化学趋向吸引物,并且逆着它们的浓度梯度去追根寻源。某些信号分子甚至会影响细胞移行的速度,这些信号分子则被称为化学趋向剂。细胞这种因化学分子改变自己移动的行为,被称为化学趋向性。例如,盘基网柄菌会逆着cAMP浓度梯度的运动。白血球也会受到一些细菌分泌的三肽化学物质f-Met-Leu-Phe(N—甲酰蛋—亮—苯丙氨酸)吸引而往细菌移动,发挥其免疫功能。而在胚胎发生中的神经嵴细胞则并非靠浓度梯度,而是路标物质识别其去向但是细胞外基质中也存在着一些蛋白,如硫酸软骨蛋白多糖会与神经细胞的粘着蛋白起作用,对细胞迁移形成阻滞。它会抑制脊髓损伤患者神经损伤区域新突触的相连与再生。
胞外信号种类繁多,但是当它们与细胞膜上受体结合之后,细胞内起作用的途径却只有有限的几种。而与细胞迁移有关的信号传导过程如下:信号分子结合到膜上受体,或者是激活与受体偶联的蛋白质—大G蛋白,或者先是激活受体酪氨酸激酶,再激活下游的小G蛋白Ras。G蛋白是一个很大的家族,包括Rho,Rac,Ras等小家族,它们在细胞中扮演着信号传导开关的角色。当它们与GDP结合时,呈现失活状态。在鸟嘌呤交换因子的帮助下,G蛋白脱离GDP并与GTP结合,进入激活状态。G蛋白的GTP会被GTP酶激活蛋白水解,并释放出其中的能量,让G蛋白行使其功能。就是说,G蛋白通过这一GTP/GDP循环在激活/失活状态中回旋,传递信号。当G蛋白被激活后,它下游的多种分子会被激活。
而致癌物质也可以通过这些信号传导通路发挥其负面作用,如强烈致癌物质佛波酯。佛波酯会不可逆地激活细胞的RasGRP3/4,以激活Ras,Ras会再激活蛋白激酶C。后者是调节细胞分裂和分化的酶。它被佛波酯不正常的激活,有可能对癌症的产生起促进作用。研究还发现,佛波酯对黑素瘤细胞转移到肺部有促进作用。而细菌者,如志贺氏菌会在宿主胞膜上打洞,向细胞质注入效应蛋白质,激活宿主Rac和Cdc42,调整细胞的微丝网络,以使自己顺利进入宿主内。
aaa细胞骨架有哪两种?
细胞骨架的定义分为狭义和广义两种,前者是微丝、微管和中间纤维的总称,它们存在于细胞质内,又被称为“胞质骨架”。后者还包括细胞外基质、核骨架和核纤层。细胞骨架是细胞内运动,细胞器固定,细胞外型维持,信号传导和细胞分裂的物质基础之一。
F. 生物中的信息分子有哪些
信号(信息)分子是指生物体内的某些化学分子, 既非营养物, 又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息, 如激素、神经递质、生长因子等统称为信号分子,它们的惟一功能是同细胞受体结合, 传递细胞信息。
从产生和作用方式来看可分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等四类。
①激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子,一种内分泌细胞基本上只分泌一种激素,参与细胞通讯的激素有三种类型:蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素。
②神经递质是由神经末梢释放出来的小分子物质,是神经元与靶细胞之间的化学信使。由于神经递质是神经细胞分泌的,所以这种信号又称为神经信号。
③局部化学介质又称为旁分泌信号,指由细胞分泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞,调节细胞的生理功能。体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸(AA)、生长因子等。
G. 信号分子的传导方式
激素(hormone)
三种不同类型的信号分子及其信号传导方式激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子,一种内分泌细胞基本上只分泌一种激素,参与细胞通讯的激素有三种类型:蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素。
通过激素传递信息是最广泛的一种信号传导方式,这种通讯方式的距离最远,覆盖整个生物体。在动物中,产生激素的细胞是内分泌细胞,所以将这种通讯称为内分泌信号(endocrinesignaling)。
局部介质
局部介质(localmediators)是由各种不同类型的细胞合成并分泌到细胞外液中的信号分子,它只能作用于周围的细胞。通常将这种信号传导称为旁分泌信号(paracrinesignaling),以便与自分泌信号相区别。有时这种信号分子也作用于分泌细胞本身,如前列腺素(prostaglandin,PG)是由前列腺合成分泌的脂肪酸衍生物(主要是由花生四烯酸合成的),它不仅能够控制邻近细胞的活性,也能作用于合成前列腺素细胞自身,通常将由自身合成的信号分子作用于自身的现象称为自分泌信号(autocrinesignaling)。
神经递质
神经递质(neurotransmitters)是由神经末梢释放出来的小分子物质,是神经元与靶细胞之间的化学信使。由于神经递质是神经细胞分泌的,所以这种信号又称为神经信号(neuronalsignaling)。
依赖于细胞接触的信号传导
通过细胞的接触,包括通过细胞粘着分子介导的细胞间粘着、细胞与细胞外基质的粘着、连接子(植物细胞为胞间连丝)介导的信号传导。
通过细胞接触进行的通讯中,信号分子位于细胞质膜上,两个细胞通过信号分子的接触传递信息。
H. 什么是细胞的化学通讯,有哪些类型
它是间接的细胞通讯,指细胞分泌一些化学物质(如激素)至细胞外,作为信号分子作用于靶细胞,调节其功能。根据化学信号分子可以作用的距离范围,可分为以下4类:
1)、
内分泌(endocrine):内分泌细胞分泌的激素随血液循环输至全身,作用于靶细胞。其特点是:
①低浓度,仅为10-8-10-12M;
②全身性,随血液流经
身,但只能与特定的受体结合而发挥作用;
③长时效,激素产生后经过漫长的运送过程才起作用,而且血流中微量的激素就足以维持长久的作用。
2)、旁分泌(paracrine):细胞分泌的信号分子通过扩散作用于邻近的细胞。包括:
①各类细胞因子(如表皮生长因子);
②气体信号分子(如:NO)
3)、突触信号发放:神经递质(如乙酰胆碱)由突触前膜释放,经突触间隙扩散到突触后膜,作用于特定的靶细胞。
4)、
自分泌(autocrine):与上述三类不同的是,信号发放细胞和靶细胞为同类或同一细胞,常见于癌变细胞。如:大肠癌细胞可自分泌产生胃泌素,介导调节c-myc、c-fos和ras
p21等癌基因表达,从而促进癌细胞的增殖
I. 信息分子有哪些
信息分子有内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等,信息分子是指生物体内的某些化学分子,既非营养物,又非能源物质和结构物质,而且也不是酶,它们主要是用来在细胞间和细胞内传递信息,如激素、神经递质和淋巴因子等统称为信息分子,它们的惟一功能是同细胞受体结合,传递细胞信息。
激素是由内分泌细胞(如肾上腺、睾丸、卵巢、胰腺、甲状腺、甲状旁腺和垂体)合成的化学信号分子,一种内分泌细胞基本上只分泌一种激素,参与细胞通讯的激素有三种类型:蛋白与肽类激素、类固醇激素、氨基酸衍生物激素。
神经递质是由神经末梢释放出来的小分子物质,是神经元与靶细胞之间的化学信使。由于神经递质是神经细胞分泌的,所以这种信号又称为神经信号。
局部化学介质又称为旁分泌信号,指由细胞分泌的信息分子通过扩散而作用于邻近的靶细胞,调节细胞的生理功能。体内的局部化学介质包括组胺、花生四烯酸(AA)、生长因子等。
J. 信号分子的类型
人体中有几百种不同的信号分子,按照其分泌腺体或细胞种类,运载体以及作用的靶细胞位置。 种类分泌细胞运载体作用的靶细胞位置激
素 旁分泌激素(局部介质)
(如组织胺、生长因子等) 旁分泌细胞细胞间液在众多相邻细胞间、非常有限范围内发生作用 内分泌激素
(如甲状腺激素、胰岛素等) 内分泌腺细胞血液远距离的靶细胞神经激素
(如抗利尿激素、催产素等) 下丘脑的神经分泌细胞 血液远距离的靶细胞神经递质
(如乙酰胆碱、C-氨基丁酸等) 神经细胞突触间隙胞间液 直接作用在相邻的神经元或其他特殊的想邻细胞(如肌细胞) “第一信使”和“第二信使”一般将细胞外信号分子称为“第一信使”,激素、神经递质等是由细胞合成和释放的,通过扩散或体液运送,是人体信息传递的“第一信使”。“第一信使”与受体作用后在细胞内最早产生的信号物质称为“第二信使”。目前公认的“第二信使”有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3)、等,功能是启动和协助细胞内信号的逐级放大。
亲水性和亲脂性信号分子
根据信号分子的溶解性可分为亲水性和亲脂性两类。亲水性信号分子的主要代表是神经递质、含氮类激素(除甲状腺激素)、局部介质等,它们不能穿过靶细胞膜,只能通过与细胞表面受体结合,再经信号转换机制,在细胞内产生“第二信使”(如cAMP)或激活膜受体的激酶活性(如蛋白激酶),跨膜传递信息,以启动一系列反应而产生特定的生物学效应。
亲脂性信号分子要穿过细胞质膜作用于细胞质或细胞核中的受体,与胞内受体结合形成激素-受体复合物,成为转录促进因子,作用于特异的基因调控序列,启动基因的转录和表达,主要代表是类固醇激素、甲状腺激素等 。