膜系统和细胞器
膜系统和细胞器是膜结合的区室，将真核细胞细分为专门的化学环境。通过将不同的酶组和离子条件封闭在选择性渗透的脂质双层膜后，内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体和过氧化物酶体等细胞器允许不兼容的生化过程在同一个细胞内同时进行。
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Definition
细胞器是离散的亚细胞结构，其中大多数由一层或两层脂质双层膜包围，它们将真核细胞内的特定代谢和合成功能区室化。
Scope
本领域旨在向学习者介绍真核细胞的主要膜结合细胞器以及连接它们的内膜运输。它将内质网、高尔基体及其运输、线粒体、溶酶体和内体降解系统以及过氧化物酶体和中心体的专题条目归类。它将这些视为细胞生物学和组织学的结构和功能单位，而非临床病症。
Sub-topics
Core questions
- 膜区室化如何使单个细胞同时进行不兼容的化学反应？
- 物质如何通过囊泡和膜接触途径在细胞器之间选择性移动？
- 单膜内膜细胞器与双膜线粒体有何区别？
- 细胞器在细胞分裂时如何构建、维持和遗传？
Key concepts
- 脂质双层膜和选择性渗透性
- 代谢区室化
- 内膜系统
- 囊泡运输和膜转运
- 单膜与双膜细胞器
- 细胞器生物发生和遗传
- 膜接触位点
Mechanisms
每个细胞器都由一层或多层脂质双层膜界定，其组成和嵌入的蛋白质决定了它的特性以及哪些物质可以穿过它。内膜系统——内质网、高尔基体、内体和溶酶体——通过出芽和融合的运输囊泡中携带的膜的持续流动而连接，从而使脂质和蛋白质在区室之间定向移动，同时每个区室都保持其特征环境。线粒体由两层膜包围，与过氧化物酶体一样，其生物发生具有部分自主性。细胞器膜不同的脂质组成是它们独特行为以及分泌和降解途径中货物分选的基础。
Clinical relevance
细胞器的结构和功能是细胞生理学的基础，许多遗传性和获得性疾病被理解为细胞器功能障碍——例如溶酶体贮积症、线粒体疾病和过氧化物酶体生物发生障碍。本领域描述了这些疾病所扰乱的正常细胞生物学；它是理解机制的参考材料，而不是诊断或治疗的基础。
History
细胞器的系统研究始于20世纪中叶细胞分级分离和电子显微镜的引入。阿尔伯特·克劳德、克里斯蒂安·德·迪夫和乔治·帕拉德（他们共同获得了1974年诺贝尔奖）确立了亚细胞分级分离和超微结构成像作为揭示膜结合区室及其功能的工具，包括德·迪夫对溶酶体和过氧化物酶体的发现。
Key figures
- Christian de Duve
- George Palade
- Albert Claude
- James Rothman
- Günther Blobel
Related topics
Seminal works
- rothman1994
- vanmeer2008
Frequently asked questions
- 单膜细胞器和双膜细胞器有什么区别？
- 大多数内膜细胞器（内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体）由一层双层膜包围，而线粒体由两层膜包围，这反映了它们独特的起源和生物发生。
- 细胞为什么需要细胞器？
- 区室化使得单个细胞能够通过将特定的酶和条件限制在选择性渗透膜后，同时进行化学上不兼容的反应。