Cell Biology（细胞生物学）

引用

Pollard, T. D., Earnshaw, W. C., Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, G. (2016). Cell Biology (3rd ed.). Elsevier.

章节概要

第三版共四十六章，分为十个部分。Elsevier 称它涵盖细胞功能的关键原理，并用这些原理解释分子缺陷如何导致细胞功能失调和人类疾病；书中对分子过程采取“机制式”的讲法，文字简练，插图丰富，并涉及一些细胞生理学内容。下面的概要沿用出版社目录中的部分结构和确切章名。

第1部分，第1–2章：Introduction to Cell Biology（细胞生物学导论）

“Introduction to Cells”（细胞导论）和“Evolution of Life on Earth”（地球上生命的演化）在引入任何分子细节之前，先把细胞放进演化的框架中。

第2部分，第3–6章：Chemical and Physical Background（化学与物理背景）

“Molecules: Structures and Dynamics”（分子：结构与动力学）、“Biophysical Principles”（生物物理原理）、“Macromolecular Assembly”（大分子组装）和“Research Strategies”（研究策略）。这一部分汇集了全书其余部分所预设的化学、物理和方法内容。书中设有生物物理一章和组装一章，反映了作者所强调的机制取向。

第3部分，第7–9章：Chromatin, Chromosomes, and the Cell Nucleus（染色质、染色体与细胞核）

“Chromosome Organization”（染色体的组织）、“DNA Packaging in Chromatin and Chromosomes”（染色质与染色体中的 DNA 包装）和“Nuclear Structure and Dynamics”（细胞核的结构与动态）。

第4部分，第10–12章：Central Dogma: From Gene to Protein（中心法则：从基因到蛋白质）

“Gene Expression”（基因表达）、“Eukaryotic RNA Processing”（真核生物 RNA 加工）和“Protein Synthesis and Folding”（蛋白质合成与折叠）。

第5部分，第13–17章：Membrane Structure and Function（膜的结构与功能）

先是“Membrane Structure and Dynamics”（膜的结构与动态），随后三章按转运机制划分：“Membrane Pumps”（膜泵）、“Membrane Carriers”（膜载体）和“Membrane Channels”（膜通道），最后是“Membrane Physiology”（膜生理学），出版社提到的生理学内容就在这里。

第6部分，第18–23章：Cellular Organelles and Membrane Trafficking（细胞器与膜运输）

“Posttranslational Targeting of Proteins”（蛋白质的翻译后靶向）；“Mitochondria, Chloroplasts, Peroxisomes”（线粒体、叶绿体、过氧化物酶体）；“Endoplasmic Reticulum”（内质网）；“Secretory Membrane System and Golgi Apparatus”（分泌膜系统与高尔基体）；“Endocytosis and the Endosomal Membrane”（内吞作用与内体膜）；以及“Processing and Degradation of Cellular Components”（细胞组分的加工与降解）。

第7部分，第24–27章：Signaling Mechanisms（信号机制）

“Plasma Membrane Receptors”（质膜受体）、“Protein Hardware for Signaling”（信号传导的蛋白质硬件）、“Second Messengers”（第二信使）和“Integration of Signals”（信号的整合）。从章名看，内容由表面的受体推进到蛋白质组件，再到多种信号的组合。

第8部分，第28–32章：Cellular Adhesion and the Extracellular Matrix（细胞黏附与细胞外基质）

“Cells of the Extracellular Matrix and Immune System”（细胞外基质与免疫系统的细胞）、“Extracellular Matrix Molecules”（细胞外基质分子）、“Cellular Adhesion”（细胞黏附）、“Intercellular Junctions”（细胞间连接）和“Connective Tissues”（结缔组织）。

第9部分，第33–39章：Cytoskeleton and Cellular Motility（细胞骨架与细胞运动）

分别讲“Actin and Actin-Binding Proteins”（肌动蛋白及其结合蛋白）、“Microtubules and Centrosomes”（微管与中心体）和“Intermediate Filaments”（中间丝），然后是“Motor Proteins”（马达蛋白）、“Intracellular Motility”（胞内运动）、“Cellular Motility”（细胞运动）和“Muscles”（肌肉）。据出版社的作者介绍，Pollard 本人的研究方向是肌动蛋白丝和肌球蛋白马达，因此这一部分最接近第一作者的专长。

第10部分，第40–46章：Cell Cycle（细胞周期）

“Introduction to the Cell Cycle”（细胞周期导论）、“G1 Phase and Regulation of Cell Proliferation”（G1 期与细胞增殖的调控）、“S Phase and DNA Replication”（S 期与 DNA 复制）、“G2 Phase and Control of Entry into Mitosis”（G2 期与进入有丝分裂的控制）、“Mitosis and Cytokinesis”（有丝分裂与胞质分裂）、“Meiosis”（减数分裂）和“Programmed Cell Death”（程序性细胞死亡）。

核心概念

第1–2部分

• 细胞的演化背景：第2章的主题。
• 生物物理原理与大分子组装：分子机制的物理基础，见第4章和第5章。

第3–6部分

• 染色体的组织与染色质包装：第7–8章。
• 基因表达、RNA 加工与蛋白质折叠：中心法则各章，第10–12章。
• 泵、载体与通道：第14–16章中的膜转运类别。
• 膜运输：靶向、分泌、内吞与降解，第18–23章。

第7–10部分

• 信号整合：受体、蛋白质硬件与第二信使如何结合，第24–27章。
• 细胞黏附与细胞外基质：第29–31章。
• 细胞骨架纤维与马达蛋白：第33–36章。
• 细胞周期调控与程序性细胞死亡：第40–46章。

评析

优点

• 按机制组织。 各部分的顺序从化学和物理出发，经过基因、膜、细胞器、信号、黏附、细胞骨架，直到细胞周期，按机器的功能归类章节。膜转运被分为泵、载体和通道，是按机制来处理转运蛋白的。
• 作者具备专门的深度。 按 Elsevier 的介绍，四位作者的研究领域（肌动蛋白与肌球蛋白的运动、染色体动态、活细胞成像和分子可视化）直接涉及书中好几个部分。
• 与医学和生理学相关。 出版社称本书与研究和临床实践相关，并把细胞生物学与病理生理学联系起来；出版社还列出细胞生理学内容，体现在“Membrane Physiology”一章中。
• 重视视觉表达。 作者之一是医学插画师，出版社也强调插图；习惯通过图示学习的学生会觉得有用。

局限

• 篇幅与密度。 四十六章使本书既是教材又是参考书；一学期的课程必须从中取舍。
• 关于深度的依据仅限于目录和出版社介绍。 出版社页面没有给出章节层面的细节、习题信息或明确的先修要求，因此无法在此确认前置信息中所说的原子结构插图和定量测量。

在课程中的定位

本课程中的其他细胞生物学书籍涵盖不同层次。Allen 与 Cowling 的 The Cell: A Very Short Introduction 是简短的非技术性概览；Essential Cell Biology 为第一门课程而写；Hardin 与 Lodolce 的 Becker's World of the Cell 是以扎实生物化学为基础、附有数据分析题的一学期本科教材；Karp 的 Cell and Molecular Biology 围绕确立各主题的实验来组织内容；Alberts 等人的 Molecular Biology of the Cell 则是全面的参考书。

Pollard 等人的书与后两者同属详尽论述，相比 Karp 以实验为主线的做法，更偏重物理与机制，生物物理、组装和运动各章即是例证。它最好在 Essential Cell Biology 或 Becker's World of the Cell 这样的第一门课程之后使用；对马达、膜或细胞周期感兴趣的读者，也可以把它作为与 Molecular Biology of the Cell 并列的第二本详尽教材。

如何使用本书

本书适合已修完细胞或分子生物学第一门课程和生物化学入门课的高年级本科生与研究生（与前置信息一致），也适合医学和生物医学专业中想了解临床课题背后机制的读者。

实用的阅读安排：

• 核心： 第2部分（作为背景）、第3–4部分以及第5–6部分，建立分子与膜的基础。
• 按兴趣选读： 第7部分讲信号，第9部分讲细胞骨架与运动，第10部分讲细胞周期；各部分基本自成一体，可按课程需要的顺序阅读。
• 备查： 第8部分（黏附与细胞外基质）和导论各章可在需要时查阅。
• 搭配： 先用篇幅较短的教材建立整体印象，再把本书当作查找某一主题背后机制的地方。