高中生物《細(xì)胞凋亡》課件2（18張PPT）（中圖版必修1）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 細(xì)胞凋亡 主要內(nèi)容 1 定義2 細(xì)胞凋亡過(guò)程與調(diào)控3 細(xì)胞凋亡發(fā)生機(jī)制4 細(xì)胞凋亡與疾病 一 定義 體內(nèi)外因素觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)預(yù)存的死亡程序引起的細(xì)胞死亡過(guò)程 細(xì)胞凋亡的生理意義 1 確保正常生長(zhǎng) 發(fā)育 胚胎發(fā)育過(guò)程中 指 趾 間組織通過(guò)細(xì)胞凋亡形成指 趾 間隙 2 維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定 受損 突變 衰老的細(xì)胞以及針對(duì)自身抗原的細(xì)胞 癌前病變細(xì)胞等大多通過(guò)細(xì)胞凋亡清除 3 防御功能 被病毒感染的細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞凋亡 DNA降解 阻止病毒復(fù)制 二 細(xì)胞凋亡過(guò)程與調(diào)控 一 細(xì)胞凋亡過(guò)程 1 凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 凋亡基因的激活 細(xì)胞凋亡的執(zhí)行 凋亡細(xì)胞的清除 細(xì)胞內(nèi)外因素通過(guò)受體 第二信使 cAMP 神經(jīng)酰胺 進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 啟動(dòng)凋亡基因 合成或激活執(zhí)行凋亡所需的酶和相關(guān)物質(zhì) 核酸內(nèi)切酶 凋亡蛋白酶 細(xì)胞解體 凋亡細(xì)胞被鄰近的吞噬細(xì)胞清除 細(xì)胞凋亡過(guò)程 凋亡誘導(dǎo)因素 cAMPCa 神經(jīng)酰胺 死亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 凋亡相關(guān)基因激活 巨噬細(xì)胞吞噬分解凋亡細(xì)胞 2 凋亡細(xì)胞的主要變化 形態(tài)學(xué) 1 表面微絨毛消失 脫離周?chē)?xì)胞 2 胞漿脫水 體積縮小 固縮 3 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張與胞膜融合形成膜表面芽狀突起 出芽 4 核固縮成團(tuán) 染色質(zhì)集中分布在核膜的邊緣呈新月性 馬蹄形 稱染色質(zhì)邊集 5 胞膜內(nèi)陷分割包裹胞漿形成泡狀小體 稱凋亡小體 細(xì)胞凋亡的特征之一 凋亡小體形成后迅速被吞噬細(xì)胞清除 沒(méi)有細(xì)胞內(nèi)容物外漏 不伴有炎癥反應(yīng) 生化學(xué)的變化 1 DNA片斷化 核小體 200個(gè)核苷酸 之間的連接區(qū)受核酸內(nèi)切酶作用斷裂 形成片斷 在瓊脂糖凝膠電泳中呈現(xiàn)特征性的 梯狀 條帶 這是判斷凋亡的客觀指標(biāo)之一 2 核酸內(nèi)切酶的激活 該酶以無(wú)活性的形式存在于細(xì)胞核內(nèi) 凋亡基因啟動(dòng)后 通過(guò)細(xì)胞內(nèi)Ca2 Mg2 激活 和Zn2 抑制 激活依賴二價(jià)金屬離子的核酸內(nèi)切酶 激活核酸內(nèi)切酶 在某些細(xì)胞內(nèi)也存在非依賴二價(jià)金屬離子的核酸內(nèi)切酶 3 凋亡蛋白酶的激活 凋亡蛋白酶是一組對(duì)低物天冬氨酸部位有特異水解作用的蛋白水解酶 其活性中心富含半胱氨酸的蛋白酶 目前發(fā)現(xiàn)凋亡蛋白酶有13個(gè)成員 其主要作用是 水解細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 滅活細(xì)胞凋亡抑制物 水解凋亡過(guò)程中的相關(guān)活性蛋白 使其獲得或喪失生物學(xué)活性 如凋亡蛋白 3酶原在凋亡蛋白 9的作用下轉(zhuǎn)變成具有活性的凋亡蛋白酶 3 細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的比較 凋亡細(xì)胞的電鏡觀察 凋亡與壞死的比較 凋亡細(xì)胞DNA鏈斷裂示意圖 三 細(xì)胞凋亡的調(diào)控 一 細(xì)胞凋亡相關(guān)因素 1 誘導(dǎo)性因素 啟動(dòng)預(yù)定程序的因素 1 激素和生長(zhǎng)因子失衡 激素和生長(zhǎng)因子是細(xì)胞正常生長(zhǎng)必不可少的因素 兩者失衡可啟動(dòng)凋亡 如應(yīng)激時(shí)糖皮質(zhì)激素增加可啟動(dòng)淋巴細(xì)胞凋亡 2 理化因素 放射線 高溫 強(qiáng)酸 強(qiáng)堿 乙醇 抗癌藥 氧自由基等 3 免疫性因素 免疫細(xì)胞分泌的免疫分子引起免疫細(xì)胞 靶細(xì)胞凋亡 4 微生物 細(xì)菌 病毒等 如HIV 人類(lèi)免疫缺陷病毒 可誘導(dǎo)CD4 細(xì)胞凋亡 導(dǎo)致免疫功能低下 2 抑制性因素 實(shí)驗(yàn)證明抑制細(xì)胞凋亡的因素有 細(xì)胞因子 白細(xì)胞介素 2 神經(jīng)生長(zhǎng)因子 ACTH 睪丸酮 雌激素 Zn2 苯巴比妥 EB病毒等 二 細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì)胞凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)包括誘導(dǎo)因素 細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞凋亡信號(hào) 轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 啟動(dòng)凋亡基因 核DNA片斷化 蛋白質(zhì)降解 細(xì)胞凋亡 在整個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中有以下特點(diǎn) 1 多樣性 不同種類(lèi)的細(xì)胞有不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng) 2 偶聯(lián)性 死亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)與細(xì)胞增殖分化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)有交叉 偶聯(lián) 同一信號(hào)在不同條件下可引起凋亡 也可引起增殖 3 同一性 不同的凋亡誘因可通過(guò)同一途徑觸發(fā)凋亡 阻斷某一環(huán)節(jié)可阻止多種誘因引起的凋亡 4 多途性 同一誘因可通過(guò)多途徑觸發(fā)凋亡 阻斷多個(gè)環(huán)節(jié)才能阻斷某一誘因引起的凋亡 三 凋亡相關(guān)基因 促進(jìn)凋亡和抑制凋亡的兩類(lèi)基因的協(xié)調(diào)確保細(xì)胞生死有序 相關(guān)基因有3類(lèi) 1 抑制凋亡基因 以Bcl 2為代表 是B淋巴細(xì)胞瘤 白血病 2 基因的縮寫(xiě)形式 Bcl 2蛋白由229個(gè)氨基酸組成 廣泛存在于多種細(xì)胞 造血 上皮 淋巴 神經(jīng)及多種瘤細(xì)胞的細(xì)胞器上 線粒體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 胞膜 核膜等 腫瘤細(xì)胞Bcl 2的高表達(dá)提示對(duì)凋亡誘因有耐受性 病人預(yù)后不良 Bcl 2通過(guò)抗氧化 抑制線粒體釋放促凋亡蛋白 抑制促凋亡調(diào)節(jié)蛋白的作用 抑制凋亡蛋白酶的激活 維持鈣穩(wěn)態(tài)等發(fā)揮抗凋亡作用 2 促凋亡基因 以Fas為例 Fas是一種細(xì)胞表面受體 跨膜蛋白質(zhì) 其伸向胞漿部分有一段與TNF NGF受體高度同源 存在于多種組織細(xì)胞中 因此Fas可以同F(xiàn)as抗原或某種生長(zhǎng)因子結(jié)合 通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)誘發(fā)凋亡或阻斷生長(zhǎng)因子的作用 細(xì)胞凋亡 P53蛋白是一種DNA結(jié)合蛋白 在細(xì)胞增殖周期中發(fā)揮檢查點(diǎn)作用 當(dāng)發(fā)現(xiàn)DNA有缺陷時(shí) 阻止細(xì)胞進(jìn)一步分化或修復(fù)DNA 當(dāng)DNA修復(fù)失敗后 啟動(dòng)凋亡 使發(fā)育有誤的細(xì)胞消滅于萌芽之中 所以P53有 分子警察 的美譽(yù) 3 雙向調(diào)控基因 C myc是一種癌基因 具有雙向作用 何去何從取決于細(xì)胞接收的信息及所處環(huán)境 如C myc表達(dá)后有足夠生長(zhǎng)因子的作用 細(xì)胞增殖 反之 細(xì)胞凋亡 四 凋亡的發(fā)生機(jī)制 一 氧化損傷 氧自由基引起細(xì)胞多種成分的損傷 加速凋亡相關(guān)基因的表達(dá) 引起細(xì)胞凋亡 二 鈣穩(wěn)態(tài)失衡 細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度增加 激活多種與細(xì)胞凋亡有關(guān)酶的活性 如Ca2 Mg2 可激活凋亡蛋白酶 三 線粒體損傷 凋亡過(guò)程中線粒體結(jié)構(gòu)基本正常 但是能量代謝障礙 細(xì)胞膜通透性增加 釋放多種細(xì)胞凋亡啟動(dòng)因子 凋亡蛋白激活因子 凋亡誘導(dǎo)因子等 激活凋亡蛋白酶引起細(xì)胞凋亡 五 細(xì)胞凋亡與疾病 凋亡是維持細(xì)胞群體數(shù)量的重要手段 凋亡不足 過(guò)度均可引起疾病 一 凋亡不足 腫瘤的發(fā)生 自身免疫性疾病與此有關(guān) 二 凋亡過(guò)度 缺血 再灌注損傷 心力衰竭的發(fā)生中都發(fā)現(xiàn)有細(xì)胞凋亡 HIV病毒感染引起細(xì)胞凋亡 發(fā)生免疫缺陷病 三 凋亡不足與過(guò)度并存 動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生有內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡過(guò)度 其防止血脂沉積的作用減弱 血管平滑肌細(xì)胞凋亡不足 細(xì)胞死亡與增殖同存 但增殖多致血管壁增厚 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全