《细胞骨架-万鹏》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞骨架-万鹏（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、细胞为什么能维持一定的形态？,“人”有一定的形态是由于有骨骼系统作为支架。,细胞质：微管微丝中等纤维 细胞核：核骨架,第九章 细 胞 骨 架,上皮细胞（红色：微丝；绿色：微管）,细胞骨架(cytoskeleton):是指真核细胞中由微管、微丝和中等纤维等蛋白质成分构成的一个复合的网架系统。,作用：维持细胞一定的形状网络各游离的细胞器与细胞的运动有关,细胞骨架的发现过程最初人们认为细胞质中无有形结构，但许多生命现象，如细胞运动、细胞形状的维持等，难以得到解释。1928年，人们提出了细胞骨架的原始概念。1954年，在电镜下首次看到了细胞中的微管，但在此时，电镜制片还只能用锇酸或高锰酸钾在低温条件下
2、来固定，在这样的条件下细胞骨架常发生聚集现象，因而被破坏。1963年，采用戊二醛常温固定后，才广泛的地观察到种类细胞骨架的存在，并正式命名为一种细胞器。,第一节 微 管 一、微管的形态结构和化学组成,1.形态结构： 1、微管的形态结构：微管是细胞中由蛋白质组成的外形笔直、中空且有一定刚性和弹性的管状结构。,微管蛋白,微管蛋白(tubulin)：由和两个亚单位组成,以异二聚体(heterodimer)的形式存在 。,图示 微管蛋白组成微管,2. 化学组成,微管蛋白：占80%,微管结合蛋白：占20%,碱性的微管蛋白 结构域（与微管结合） 酸性的突出结构域 （ 与质膜、中间纤维 和其它细胞组 分 结
3、合）,3.微管在细胞中存在的类型,单管:13根原纤维包绕而成(胞质微管); 二联管:纤毛和鞭毛的微管 三联管:中心粒微管纤毛和鞭毛的基体,二.微管的组装和解聚,1.微管组织中心MTOC）:活细胞内微管组装时总是以某部位为中心开始聚集，这个中心称为微管组织中心,包括中心体、基体和着丝粒等。,常见微管组织中心,间期细胞MTOC： 中心体 (动态微管)分裂细胞MTOC：有丝分裂 纺锤体极(动态微管)鞭毛纤毛MTOC：基体 (永久性结构),2.微管的组装和解聚,1.组装,3.微管的极性,一是组装的方向性, 二是生长速度的快慢 正端生长得快, 负端则慢, 同样, 如果微管去组装也是正端快负端慢,4.踏车
4、,微管的总长度不变，但结合上的二聚体从(+)端不断向(-)端推移, 最后到达负端。 踏车现象实际上是一种动态稳定现象。,5.微管的动态不稳定性,决定微管正端是GTP帽还是GDP帽, 受两种因素影响, 一是结合GTP的游离微管蛋白二聚体的浓度, 二是GTP帽中GTP水解的速度。,影响微管稳定性的某些条件,影响微管稳定性的药物,秋水仙素 (图中红色所示）与二聚体结合而抑制微管的聚合。 紫杉酚能和微管紧密结合防止微管蛋白亚基的解聚。由于新的微管蛋白仍可加上去结果微管只增长不缩短。,为行使正常的微管功能，微管出于动态的装配和解聚状态是重要的。,影响微管装配的因素,微管蛋白的浓度 温度：37。C促进组装
5、 Ca2+：低则促进组装, 高则趋向解聚 压力： 高则趋向解聚 药物： 如秋水仙素、长春花碱等能使微管解聚，紫杉酚能促进微管的组装并稳定已组装的微管。,三、微管的功能:1.构成细胞的支架,深绿：微管 浅兰：内质网 黄色：高尔基体,上图：高尔基抗体染色 下图：微管抗体染色,上图：内质网抗体染色 下图：微管抗体染色,2.物质的快速运输与细胞器的转运,微管参与细胞器位移与微管马达蛋白（motor protein）有关 微管马达蛋白：驱动蛋白（kinesin)：正向转运 动力蛋白(dynein) 反向转运,3. 构成纤毛、鞭毛和中心粒的主要骨架， 参与细胞运动,纤毛与鞭毛的结构：（1）纤毛本体：细胞表
6、面突出部分，结构图示92+2（2）基体：质膜下圆筒结构，来源于中心粒，结构图示 93+0 （3）纤毛小根：有横纹，具固定和收缩功能,纤毛本体横切面,结构组成： （1）二联体: A、B微管； （2）内外臂: 动力蛋白构成（实为ATP酶） （3）中央微管和鞘 连接蛋白：二联体微管的连桥及中央微管的横桥之中。,动物和低等植物细胞中成对出现的细胞器中心粒,电镜结构：一对 圆柱状小体，彼此相互垂直排列； 结构图示：9*3+0 功能： （1）组织形成鞭毛和纤毛 （2）参与细胞有丝分裂 （3）中心粒上的ATP酶为细胞运动和染色体移动提供能量,4. 参与染色体的运动，调节细胞分裂,微管组装引起染色体移动,第二
7、节 微丝（Microfilament）,一、微丝的形态与组成,小肠上皮细胞纵切图,小肠上皮细胞横切图 （微绒毛的中轴是由微丝构成）,图示,1、微丝的结构：微丝(microfilament)是由肌动蛋白亚单位组成的实心螺旋状纤维，直径约-nm 。,肌动蛋白单位,Actin 中央有ATP结合位点，actin聚合时，ATP被水解成ADP，actin解聚时，ADP 又磷酸化成ATP,微丝是由双股肌动蛋白丝以右手螺旋排列成的纤维，肌动蛋白单体间以同样的方式结合，肌动蛋白单体都有极性，因此，微丝也有极性,2、微丝的分子组成：,肌动蛋白(actin)分子：球形，直径为2-3nm，有三类单体，即、，有极性。单
8、体存在于肌细胞中；和单体存在于非肌 细胞中。,肌动蛋白结合蛋白分子（微丝结合蛋白） 多以简单的方式与肌动蛋白结合，形成不同功能。在非肌细胞中它们与肌动蛋白的结合方式不清。在肌细胞中则形成有规律的结合，如：肌球蛋白(myosin)、原肌球蛋白(tropornyosin)、肌钙蛋白与肌动蛋白丝的结合。,如：肌球蛋白常聚合为两极纤维,肌球蛋白在肌细胞中含量丰富，规则排列，在 非肌细胞中含量少，且无序排列。是微丝动力 蛋白。,肌细胞中的肌球蛋白有规律性的排列形成粗肌丝,原肌球蛋白和肌钙蛋白在横纹肌细肌丝中与肌动蛋白的结合,示,肌肉收缩的滑动模型,Z线(Z disk)是纤维网状结构,3.微丝的组装,G-
9、actin 在正极端装配，负极去装配，叫踏车。,4.影响微丝组装的因素,组装：鬼笔环肽、肌动蛋白单体的浓度（临界浓度） 解聚：细胞松弛素B,二、微丝的功能：1.参与肌肉收缩 2.支撑功能（微绒毛形态的维持）,3.微丝与细胞运动,变形虫的胞质运动 胞吞、胞吐作用等。 微丝参与细胞分裂,微 管 微 丝 形态结构 中空管状纤维 实心细纤维 化学组成 微管蛋白二聚体 肌动蛋白 组装 二聚体 原纤维 G-肌动蛋白 微管 F-肌动蛋白功能 支架、细胞器运动、 支架、 细胞运物质运输 动、肌肉收缩、细胞分裂,微管与微丝的比较,三.中 等 纤 维.,1.结构：实心，纤维状 中等纤维蛋白分子结构的共同特点是拥有
10、一个约个氨基组成的螺旋杆状区，杆状区两端分别是非螺旋的头部（氨基端）和尾部（羧基端）,2.中等纤维的类型 角蛋白：为表皮细胞特有，形成头发、指甲等坚韧结构。 结蛋白：存在于肌肉细胞中，主要功能是使肌纤维连在一起。 胶质原纤维酸性蛋白：存在于星形神经胶质细胞和许旺细胞。起支撑作用。 波形纤维蛋白：存在于间充质细胞及中胚层来源的细胞中。 神经纤丝蛋白：提供弹性使神经纤维易于伸展和防止断裂。,3.组装,4.中等纤维的功能 （1）信息传递的功能 (2)骨架功能 （3）增强细胞抗机械压力的能力,小结 细胞骨架的分布,微管主要分布在核周围, 并呈放射状向胞质四周扩散。 微丝主要分布在细胞质膜的内侧。 中间纤维则分布在整个细胞中,本课小结：,细胞骨架的概念、细胞骨架的功能 微丝、微管的形态结构特点及化学组成 微丝、微管的功能 微丝、微管的主要作用药物 中心粒的结构、组成和功能 纤毛和鞭毛结构的特点,
