《细胞骨架与细胞的运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞骨架与细胞的运动课件（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、医学细胞生物学（配套教材）,第七章 细胞骨架与细胞的运动,Cytoskeleton and Cell Movement,学习目的与要求,掌握细胞骨架的概念及基本组成成分。 掌握微管、微丝、中间纤维的结构、组成、装配及其功能。 熟悉微管、微丝、中间纤维的形态及影响其组装的因素。,第七章 细胞骨架与细胞的运动,Cytoskeleton and Cell Movement,细胞骨架（cytoskeleton）：是指真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系，对于细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质的运输、染色体的分离和细胞分裂等均起重要作用。细胞骨架的多功能性依赖于三类蛋白质纤维：微管、微丝和中间纤维。,Cyt
2、oskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,第一节 微管,一、微管的结构 二、微管结合蛋白 三、微管的装配与动力学 四、微管的功能,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,微管的组成：由微管蛋白和微管结合蛋白组成。 微管的形状：为中空的管状结构。 基本功能：细胞器的定位和物质运输。 微管组成的细胞器：纤毛、鞭毛、基体、中心体、 纺缍体等。,微管（Microtubule, MT）概述,Cytoskeleton a
3、nd Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,一、微管的结构,1.微管的组成 主要为微管蛋白（tubulin）。 微管蛋白分为三种：-管蛋白、-管蛋白和-管蛋白。 -管蛋白和-管蛋白组成异二聚体。异二聚体是构成微管的基本亚单位。 -管蛋白位于微管组织中心，对微管的形成、微管的数量和位置、微管极性的确定及细胞分裂起重要作用。,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,2.微管的形状 中空小管，内径约为15nm，壁厚约5nm。,Cytoskeleton and Cell Movement,一、微管的结构,第七章 细胞骨架与细胞的运
4、动,3.微管的分子结构,13根原纤维,Cytoskeleton and Cell Movement,一、微管的结构,第七章 细胞骨架与细胞的运动,4.微管的动态性 微管以异二聚体为单位，可自由组装和拆卸。 5.微管的极性 微管具有极性，正端（plus end）生长速度快，负端（minus end）生长速度慢，也就是说微管蛋白在正端的添加速度高于负端。,Cytoskeleton and Cell Movement,一、微管的结构,第七章 细胞骨架与细胞的运动,在细胞中有三种存在形式：单管、二联管和三联管。 单管：由13根原纤维组成，是细胞质中常见的形式，其结构不稳定，易受环境因素影响而降解。 二
5、联管：由A，B两个单管组成，A管有13根原纤维，B管有10根原纤维，与A管共用3根原纤维，主要分布于纤毛和鞭毛内。,6.微管的存在形式,Cytoskeleton and Cell Movement,一、微管的结构,第七章 细胞骨架与细胞的运动,在细胞中有三种存在形式：单管、二联管和三联管。 三联管：由A，B，C三个单管组成，A管有13根原纤维，B、C各有10根原纤维，主要分布于中心粒、鞭毛和纤毛的基体中。,6.微管的存在形式,Cytoskeleton and Cell Movement,一、微管的结构,第七章 细胞骨架与细胞的运动,微管三种类型横断面示意图,Cytoskeleton and C
6、ell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,二、微管结合蛋白,1.微管结合蛋白 （microtubule-associaded protein ，MAP）： 与微管结合的辅助蛋白，并与微管共存，参与微管的装配。,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,2.微管结合蛋白主要包括：,Cytoskeleton and Cell Movement,二、微管结合蛋白,第七章 细胞骨架与细胞的运动,三、微管的装配与动力学,除了特化细胞的微管外，大多数微管都是不稳定的，能够很快地组装或去组装。,Cytoskeleton and Cell Mov
7、ement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,三、微管的装配与动力学,微管的组装可分三个过程：,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,1. 微管组织中心(microtubule organizing center, MTOC) 微管形成的核心位点，微管的组装由此开始。常见的微管组织中心为中心体和纤毛的基体。 帮助细胞质中的微管在装配过程中成核，接着微管从微管组织中心开始生长。,(一) 微管装配的起始点是微管组织中心,Cytoskeleton and Cell Movement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,2.-管蛋白
8、蛋白一般形成-管蛋白环形复合体，它可刺激微管核心形成，并包裹微管蛋白的负端防止微管蛋白的掺入。,(一) 微管装配的起始点是微管组织中心,Cytoskeleton and Cell Movement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,3.中心体(centrosome) 中心体的结构 中心体位于细胞核的附近，在细胞有丝分裂时位于细胞的两极，中心体包括两个中心粒和中心粒旁物质。它是细胞内重要的微管组织中心。,周围基质, 中心体的功能 是细胞中决定微管形成的一种细胞器，它与细胞的有丝分裂关系密，主要参与纺缍体的形成。,Cytoskeleton and Cell Movement,三
9、、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,3.中心体(centrosome),周围基质,中心体结构模式图,Cytoskeleton and Cell Movement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,微管蛋白在中心体上的聚合,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,在适当的情况下，微管可以在体外组装。 微管组装的动态调节有两个理论模型，即微管踏车模型(treadmilling model)和非稳态动力学模型(dynamic instability model)。 微管组装以非稳态动力学模型为主，其中微管蛋白浓度
10、和GTP是重要的调节微管组装的物质。 管蛋白浓度高 微管聚合 管蛋白浓度低、GTP水解 微管解聚,(二) 微管的体外装配,Cytoskeleton and Cell Movement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,(二) 微管的体外装配,Cytoskeleton and Cell Movement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,微管在细胞中的组装主要是在-管蛋白环形复 合体，它位于微管组织中心，是集结异二聚体的核 心，微管从此生长和延长。它与微管的负端结合， 而使负端稳定。,(三) 微管的体内装配,Cytoskeleton and Cell Mo
11、vement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,GTP浓度、温度、压力、 pH值、离子浓度、微管蛋白临界浓度、药物等。,(四) 影响微管装配的因素,秋水仙素、长春新碱抑制微管装配。 紫杉醇能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。,药物因素,常见影响因素,Cytoskeleton and Cell Movement,三、微管的装配与动力学,第七章 细胞骨架与细胞的运动,四、微管的功能,微管具有一定的强度，能够抗压和抗弯曲，给细胞提供机械支持力，是支撑和维持细胞形状的主要物质。,(一) 支持和维持细胞的形态,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章
12、细胞骨架与细胞的运动,在电镜下可见中心粒由9组三联微管组成，中央无微管（9+0）。 在细胞间期，中心体组织形成胞质微管，在细胞分裂期，参与纺锤体的形成。,(二) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,1.中心粒和中心粒旁物质构成中心体,Cytoskeleton and Cell Movement,四、微管的功能,第七章 细胞骨架与细胞的运动,(二) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,1.中心粒和中心粒旁物质构成中心体,中心粒模式图和电镜照片,Cytoskeleton and Cell Movement,四、微管的功能,第七章 细胞骨架与细胞的运动,2.纤毛与鞭毛 细胞表面的运动器官，二者结构基本相同，在电
13、镜下都可见9+2的结构，中央为一组二联微管称为中央微管，周围有9组二联微管。,Cytoskeleton and Cell Movement,(二) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,四、微管的功能,第七章 细胞骨架与细胞的运动,2.纤毛与鞭毛,A. 纤毛横切电镜照片 B. 纤毛结构示意图 纤毛的结构,Cytoskeleton and Cell Movement,(二) 参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成,四、微管的功能,第七章 细胞骨架与细胞的运动,细胞内的细胞器移动和胞质中的物质转运都和微管有着密切的关系，具体功能由马达蛋白来完成。 马达蛋白是指介导细胞内物质沿细胞骨架运输的蛋白。 主要分三大类： 动
14、力蛋白(cytoplasmic dynein) 驱动蛋白(kinesin) 肌球蛋白(myosin),(三) 参与细胞内物质运输,将物质沿微管运输,将物质沿微丝运输,Cytoskeleton and Cell Movement,四、微管的功能,第七章 细胞骨架与细胞的运动,1. 微管驱动蛋白,结构： 具有ATP酶活性，水解ATP产生能量 与微管结合 尾部与被转运组分结合,运输方式：沿微管由负端向正端移动,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,驱动蛋白,2. 微管动力蛋白,结构： 具有ATP酶活性，水解ATP产生能量 与微管结合 尾部与被转运
15、组分结合,两个球形头部,运输方式：沿微管由正端向负端移动,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,沿微管运输的马达蛋白,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,(四) 维持细胞内细胞器的定位和分布,微管及其相关的马达蛋白在真核细胞内的膜性细胞器的定位上起着重要作用。,线粒体的分布与微管相伴随； 游离核糖体附着于微管和微丝的交叉点上； 内质网沿微管在细胞质中展开分布； 高尔基体沿微管向核区牵拉，定位于细
16、胞中央。,Cytoskeleton and Cell Movement,四、微管的功能,第七章 细胞骨架与细胞的运动,细胞器依靠微管在细胞内定位,（A）一个细胞中典型的微管（绿色）、内质网（蓝色）和高尔基体（黄色）的分布方式。 细胞核为褐色，中心体为浅绿色。 （B）细胞经内质网抗体染色（上图）和微管抗体染色（下图）。马达蛋白沿着微管将内质 网向外牵拉。 （C）细胞经高尔基抗体染色（上图）和微管抗体染色（下图）。马达蛋白将高尔基体向内 侧移动到邻近中心体的位置。,Cytoskeleton and Cell Movement,第七章 细胞骨架与细胞的运动,(五) 参与染色体的运动，调节细胞分裂,微管是构成有丝分裂器的主要成分，可介导染色体的运动，从而调节细胞分裂。,Cytoskeleton and Cell Movement,四、微管的功能,第七
