細胞骨架講學

1、細胞骨架講學上皮細胞（紅色：微絲；綠色：微管）細胞骨架(cytoskeleton):是指真核細胞中由微管、微絲和中等纖維等蛋白質成分構成的一個復合的網(wǎng)架系統(tǒng)。作用： 維持細胞一定的形狀 網(wǎng)絡各游離的細胞器 與細胞的運動有關 細胞骨架的發(fā)現(xiàn)過程 最初人們認為細胞質中無有形結構，但許多生命現(xiàn)象，如細胞運動、細胞形狀的維持等，難以得到解釋。 1928年，人們提出了細胞骨架的原始概念。 1954年，在電鏡下首次看到了細胞中的微管，但在此時，電鏡制片還只能用鋨酸或高錳酸鉀在低溫條件下來固定，在這樣的條件下細胞骨架常發(fā)生聚集現(xiàn)象，因而被破壞。 1963年，采用戊二醛常溫固定后，才廣泛的地觀察到種類細胞骨架

2、的存在，并正式命名為一種細胞器。第一節(jié) 微 管一、微管的形態(tài)結構和化學組成1.形態(tài)結構：1、微管的形態(tài)結構：微管是細胞中由蛋白質組成的外形筆直、中空且有一定剛性和彈性的管狀結構。10-15nm20-30 nm+ 二聚體+ 多聚體 原纖維 13條原纖維 微管亞單位亞單位GDP結合位點GTP結合位點微管蛋白微管蛋白(tubulin)：由和兩個亞單位組成,以異二聚體(heterodimer)的形式存在 。圖示 微管蛋白組成微管2. 化學組成微管蛋白：占80%微管結合蛋白：占20%堿性的微管蛋白結構域（與微管結合） 酸性的突出結構域（ 與質膜、中間纖維 和其它細胞組 分 結合）3.微管在細胞中存在的類

3、型單管:13根原纖維包繞而成(胞質微管);二聯(lián)管:纖毛和鞭毛的微管三聯(lián)管:中心粒微管 纖毛和鞭毛的基體二.微管的組裝和解聚1.微管組織中心MTOC）:活細胞內微管組裝時總是以某部位為中心開始聚集，這個中心稱為微管組織中心,包括中心體、基體和著絲粒等。常見微管組織中心間期細胞MTOC： 中心體 (動態(tài)微管)分裂細胞MTOC：有絲分裂 紡錘體極(動態(tài)微管) 鞭毛纖毛MTOC：基體 (永久性結構)2.微管的組裝和解聚1.組裝3.微管的極性 一是組裝的方向性, 二是生長速度的快慢 正端生長得快, 負端則慢, 同樣, 如果微管去組裝也是正端快負端慢 4.踏車微管的總長度不變，但結合上的二聚體從(+)端不

4、斷向(-)端推移, 最后到達負端。踏車現(xiàn)象實際上是一種動態(tài)穩(wěn)定現(xiàn)象。5.微管的動態(tài)不穩(wěn)定性決定微管正端是GTP帽還是GDP帽, 受兩種因素影響, 一是結合GTP的游離微管蛋白二聚體的濃度, 二是GTP帽中GTP水解的速度。影響微管穩(wěn)定性的某些條件 影響微管穩(wěn)定性的藥物 秋水仙素 (圖中紅色所示）與二聚體結合而抑制微管的聚合。紫杉酚能和微管緊密結合防止微管蛋白亞基的解聚。由于新的微管蛋白仍可加上去結果微管只增長不縮短。為行使正常的微管功能，微管出于動態(tài)的裝配和解聚狀態(tài)是重要的。影響微管裝配的因素微管蛋白的濃度溫度：37。C促進組裝Ca2+：低則促進組裝, 高則趨向解聚壓力： 高則趨向解聚藥物：

5、如秋水仙素、長春花堿等能使微管解聚，紫杉酚能促進微管的組裝并穩(wěn)定已組裝的微管。三、微管的功能:1.構成細胞的支架深綠：微管淺蘭：內質網(wǎng)黃色：高爾基體上圖：高爾基抗體染色下圖：微管抗體染色上圖：內質網(wǎng)抗體染色下圖：微管抗體染色2.物質的快速運輸與細胞器的轉運微管參與細胞器位移與微管馬達蛋白（motor protein）有關微管馬達蛋白：驅動蛋白（kinesin)：正向轉運動力蛋白(dynein) 反向轉運3. 構成纖毛、鞭毛和中心粒的主要骨架，參與細胞運動纖毛與鞭毛的結構： （1）纖毛本體：細胞表面突出部分，結構圖示92+2 （2）基體：質膜下圓筒結構，來源于中心粒，結構圖示 93+0（3）纖毛

6、小根：有橫紋，具固定和收縮功能纖毛本體橫切面結構組成：（1）二聯(lián)體: A、B微管；（2）內外臂: 動力蛋白構成（實為ATP酶）（3）中央微管和鞘連接蛋白：二聯(lián)體微管的連橋及中央微管的橫橋之中。動物和低等植物細胞中成對出現(xiàn)的細胞器中心粒電鏡結構：一對 圓柱狀小體，彼此相互垂直排列；結構圖示：9*3+0功能：（1）組織形成鞭毛和纖毛（2）參與細胞有絲分裂 （3）中心粒上的ATP酶為細胞運動和染色體移動提供能量4. 參與染色體的運動，調節(jié)細胞分裂去組裝組裝微管組裝引起染色體移動第二節(jié) 微絲（Microfilament）一、微絲的形態(tài)與組成小腸上皮細胞縱切圖小腸上皮細胞橫切圖（微絨毛的中軸是由微絲構成

7、）圖示 1、微絲的結構：微絲(microfilament)是由肌動蛋白亞單位組成的實心螺旋狀纖維，直徑約-nm 。 肌動蛋白單位Actin 中央有ATP結合位點，actin聚合時，ATP被水解成ADP，actin解聚時，ADP 又磷酸化成ATP微絲是由雙股肌動蛋白絲以右手螺旋排列成的纖維，肌動蛋白單體間以同樣的方式結合，肌動蛋白單體都有極性，因此，微絲也有極性2、微絲的分子組成：肌動蛋白(actin)分子：球形，直徑為2-3nm，有三類單體，即、，有極性。 單體存在于肌細胞中；和單體存在于非肌 細胞中。肌動蛋白結合蛋白分子（微絲結合蛋白）多以簡單的方式與肌動蛋白結合，形成不同功能。在非肌細胞中

8、它們與肌動蛋白的結合方式不清。在肌細胞中則形成有規(guī)律的結合，如：肌球蛋白(myosin)、原肌球蛋白(tropornyosin)、肌鈣蛋白與肌動蛋白絲的結合。如：肌球蛋白常聚合為兩極纖維肌球蛋白在肌細胞中含量豐富，規(guī)則排列，在非肌細胞中含量少，且無序排列。是微絲動力蛋白。肌細胞中的肌球蛋白有規(guī)律性的排列形成粗肌絲原肌球蛋白和肌鈣蛋白在橫紋肌細肌絲中與肌動蛋白的結合示肌肉收縮的滑動模型Z線(Z disk)是纖維網(wǎng)狀結構 3.微絲的組裝G-actin 在正極端裝配，負極去裝配，叫踏車。4.影響微絲組裝的因素 組裝：鬼筆環(huán)肽、肌動蛋白單體的濃度（臨界濃度）解聚：細胞松弛素B 二、微絲的功能：1.參與

9、肌肉收縮2.支撐功能（微絨毛形態(tài)的維持）3.微絲與細胞運動變形蟲的胞質運動胞吞、胞吐作用等。微絲參與細胞分裂 微 管 微 絲 形態(tài)結構 中空管狀纖維 實心細纖維 化學組成 微管蛋白二聚體 肌動蛋白 組裝 二聚體 原纖維 G-肌動蛋白 微管 F-肌動蛋白功能 支架、細胞器運動、 支架、 細胞運 物質運輸 動、肌肉收縮、 細胞分裂 微管與微絲的比較三.中 等 纖 維.1.結構：實心，纖維狀中等纖維蛋白分子結構的共同特點是擁有一個約個氨基組成的螺旋桿狀區(qū)，桿狀區(qū)兩端分別是非螺旋的頭部（氨基端）和尾部（羧基端）2.中等纖維的類型角蛋白：為表皮細胞特有，形成頭發(fā)、指甲等堅韌結構。結蛋白：存在于肌肉細胞中，主要功能是使肌纖維連在一起。膠質原纖維酸性蛋白：存在于星形神經(jīng)膠質細胞和許旺細胞。起支撐作用。波形纖維蛋白：存在于間充質細胞及中胚層來源的細胞中。神經(jīng)纖絲蛋白：提供彈性使神經(jīng)纖維易于伸展和防止斷裂。多肽分子（對超螺旋）二聚體四聚體原纖維二根原絲四根中等纖維3.組裝4.中等纖維的功能（1）信息傳遞的功能(2)骨架功能（3）增強細胞