細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)課件

細(xì)胞(xìbāo)骨架

與細(xì)胞(xìbāo)的運(yùn)動(dòng)第一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第一節(jié)微管第二節(jié)微絲第三節(jié)中間(zhōngjiān)纖維第四節(jié)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第五節(jié)細(xì)胞骨架與疾病第三頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第一節(jié)微管一、微管蛋白(dànbái)與微管的結(jié)構(gòu)組成分子：α、β-微管蛋白異二聚體γ微管蛋白存在形式：單管：由13根原纖維組成二聯(lián)管：A管13根原纖維、B管10根原纖維分布于纖毛桿部、鞭毛桿部三聯(lián)管：A管13根原纖維、B管和C管10根分布于中心粒、纖毛和鞭毛基體第四頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)α、β-異二聚體αβαααβββααβββαβααβ3根原纖維(xiānwéi)αβααβββααβααβββααβ1根原纖維(xiānwéi)第五頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管(wēiɡuǎn)結(jié)構(gòu)第六頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第七頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)

纖毛(xiānmáo)

桿部——

二聯(lián)管

基部——

三聯(lián)管

第八頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)三聯(lián)管第九頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)二、微管(wēiɡuǎn)結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)堿性微管結(jié)合域酸性突出(tūchū)區(qū)域種類MAP-1、MAP-2、tauMAP-4第十頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)三、微管(wēiɡuǎn)的裝配與動(dòng)力學(xué)微管裝配(zhuāngpèi)過程分3個(gè)時(shí)期：成核期：核心形成，α、β微管蛋白聚合成短的寡聚體，形成13根原纖維，合攏成一段微管。聚合期：微管延長，新的二聚體增加到微管正端，微管延長。穩(wěn)定期：微管長度穩(wěn)定，游離微管蛋白濃度達(dá)到臨界濃度，組裝與去組裝速度相等。第十一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（一）微管裝配的起始(qǐshǐ)點(diǎn)是微管組織中心微管組織中心：位點(diǎn)：中心體、纖毛的基體作用：協(xié)助微管裝配過程(guòchéng)的成核

γ微管蛋白環(huán)形復(fù)合體：形態(tài)：含有10~13個(gè)γ微管蛋白的環(huán)形結(jié)構(gòu)，與微管直徑相同作用：刺激微管核心形成第十二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管蛋白在中心(zhōngxīn)體上的聚合第十三頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（二）微管(wēiɡuǎn)的體外裝配條件：微管蛋白的濃度(nóngdù)、GTP的存在GTP帽：GTP-微管蛋白亞基

存在位點(diǎn)：微管兩端

功能：防止微管解聚

作用過程：微管生長速度快時(shí)，為GTP帽微管生長速度慢時(shí)，為GDP帽正端：具有GTP帽，添加速度大于GTP水解負(fù)端：具有GDP帽，添加速度小于GTP水解第十四頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微管(wēiɡuǎn)組裝——踏車運(yùn)動(dòng)第十五頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（三）微管(wēiɡuǎn)的體內(nèi)裝配核心：γ微管(wēiɡuǎn)蛋白γ微管蛋白帽：穩(wěn)定在負(fù)端第十六頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（四）很多因素(yīnsù)影響微管組裝和解聚促進(jìn)組裝：紫杉醇抑制組裝：秋水(qiūshuǐ)仙素、秋水(qiūshuǐ)仙胺、長春花堿、長春新堿第十七頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)四、微管(wēiɡuǎn)的功能（一）微管構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持(zhīchí)和維持細(xì)胞的形態(tài)（二）微管參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成（三）微管參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸（四）微管維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定位和分布（五）微管參與染色體的運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂（六）微管參與細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)第十八頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)以細(xì)胞核（黃）為中心呈輻射排列(páiliè)的微管（紅）（一）微管構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持(zhīchí)和維持細(xì)胞的形態(tài)第十九頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第二十頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（二）微管參與(cānyù)中心粒、纖毛和鞭毛的形成中心(zhōngxīn)體結(jié)構(gòu)模型第二十一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)鞭毛(biānmáo)軸絲結(jié)構(gòu)第二十二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)纖毛(xiānmáo)運(yùn)動(dòng)第二十三頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（三）微管(wēiɡuǎn)參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)诙捻?，共七十頁。?xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)動(dòng)

力

蛋

白Dynein

+

→-第二十五頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)驅(qū)

動(dòng)

蛋

白Kinesin

-

→+第二十六頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第二十七頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第二十八頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（四）微管(wēiɡuǎn)維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定位和分布

（五）微管參與染色體的運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂（六）微管參與細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)第二十九頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第二節(jié)微絲一、肌動(dòng)蛋白與微絲的結(jié)構(gòu)肌動(dòng)蛋白單體(dāntǐ)：G-肌動(dòng)蛋白，啞鈴形亞基：陽離子、ATP結(jié)合位點(diǎn)肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)

特性：極性，正端、負(fù)端第三十頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲：

構(gòu)成(gòuchéng)：G-肌動(dòng)蛋白單體形成雙股螺旋鏈多聚體

直徑：5~8nm

極性：

正端——生長快負(fù)端——生長慢第三十一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)二、微絲結(jié)合(jiéhé)蛋白及其功能非肌細(xì)胞單體隔離蛋白、交聯(lián)蛋白、末端阻斷蛋白、纖維切割(qiēgē)蛋白、肌動(dòng)蛋白纖維解聚蛋白、膜結(jié)合蛋白肌細(xì)胞肌球蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白第三十二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)發(fā)光(fāɡuānɡ)的肌動(dòng)蛋白微絲第三十三頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第三十四頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第三十五頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)培養(yǎng)的上皮細(xì)胞中的應(yīng)力(yìnglì)纖維

微絲（紅）；微管（綠）第三十六頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)三、微絲的裝配(zhuāngpèi)機(jī)制（一）微絲的組裝過程分為成核、聚合和穩(wěn)定三個(gè)階段(jiēduàn)成核期：形成穩(wěn)定的三聚體，核心形成聚合期：G-肌動(dòng)蛋白在核心兩端聚合穩(wěn)定期：組裝速度與去組裝速度相等第三十七頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)微絲的裝配(zhuāngpèi)機(jī)制第三十八頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（二）微絲的組裝可用踏車(tàchē)模型和

非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)模型來解釋踏車模型

正端：G-肌動(dòng)蛋白單體增加(zēngjiā)而延長

負(fù)端：單體解離而縮短

總長度：肌動(dòng)蛋白絲的凈長度不變第三十九頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌動(dòng)蛋白的踏車(tàchē)行為第四十頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)非穩(wěn)態(tài)動(dòng)力模型

ATP：是調(diào)節(jié)微絲組裝(zǔzhuānɡ)的主要因素

ATP-肌動(dòng)蛋白：對纖維狀肌動(dòng)蛋白末端親和力高，使微絲延長。

ADP-肌動(dòng)蛋白：對纖維狀肌動(dòng)蛋白末端親和力低，使微絲縮短。

第四十一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第四十二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（三）影響(yǐngxiǎng)微絲組裝和去組裝的因素促進(jìn)(cùjìn)組裝：Mg2+、高濃度的Na+、K+促進(jìn)解聚：ATP、Ca2+、低濃度的Na+、K+第四十三頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)四、微絲的功能(gōngnéng)（一）構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持(wéichí)細(xì)胞的形態(tài)（二）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（三）參與細(xì)胞分裂（四）參與肌肉收縮（五）參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸（六）參與細(xì)胞內(nèi)信號傳遞第四十四頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（一）構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持(wéichí)細(xì)胞的形態(tài)第四十五頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)維持細(xì)胞(xìbāo)形態(tài)第四十六頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（二）參與細(xì)胞(xìbāo)運(yùn)動(dòng)

中性(zhōngxìng)粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞1

巨噬細(xì)胞2第四十七頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（三）參與(cānyù)細(xì)胞分裂第四十八頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第四十九頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（四）參與肌肉(jīròu)收縮肌肉收縮的基本單位：肌節(jié)肌節(jié)的主要(zhǔyào)成分：肌原纖維肌原纖維的組成：粗肌絲、細(xì)肌絲粗肌絲的組成：肌球蛋白細(xì)肌絲的組成：肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白、肌鈣蛋白第五十頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌節(jié)模式圖第五十一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌球蛋白結(jié)構(gòu)(jiégòu)模式圖（上）粗肌絲（下）第五十二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)細(xì)肌絲的組成(zǔchénɡ)第五十三頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌肉(jīròu)收縮圖解第五十四頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)肌肉(jīròu)收縮第五十五頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第三節(jié)中間(zhōngjiān)纖維一、中間纖維的結(jié)構(gòu)和類型（一）中間纖維是絲狀蛋白多聚體直徑：10nm單體：蛋白質(zhì)纖維分子，長絲狀結(jié)構(gòu)：

中間區(qū)：一個(gè)(yīɡè)α螺旋（高度保守）

兩側(cè)：球形的N端和C端（高度可變）第五十六頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間(zhōngjiān)纖維結(jié)構(gòu)模式圖第五十七頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)（二）中間纖維蛋白(xiānwéidànbái)的類型和分布較為

復(fù)雜Ⅰ型：酸性角蛋白Ⅱ型：中性/堿性角蛋白Ⅲ型：波形蛋白(dànbái)、結(jié)蛋白(dànbái)、外周蛋白(dànbái)等Ⅳ型：神經(jīng)絲蛋白Ⅴ型：核纖層蛋白Ⅵ型：巢蛋白第五十八頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)二、中間(zhōngjiān)纖維的裝配和調(diào)節(jié)單體：氨基頭部、羧基尾部、中間桿狀區(qū)域超螺旋二聚體：2個(gè)單體螺旋桿之間形成卷曲四聚體：2個(gè)超螺旋二聚體反向平行相連是中間纖維組裝的基礎(chǔ)亞單位(dānwèi)多個(gè)四聚體排列組裝在一起8個(gè)四聚體裝配成中間纖維特性：無極性第五十九頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)中間(zhōngjiān)纖維的組裝第六十頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)三、中間纖維(xiānwéi)的功能（一）在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)（二）為細(xì)胞提供機(jī)械強(qiáng)度支持（三）參與細(xì)胞連接（四）參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸（五）維持細(xì)胞核膜穩(wěn)定(wěndìng)（六）參與細(xì)胞分化第六十一頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)第四節(jié)細(xì)胞(xìbāo)的運(yùn)動(dòng)一、微管與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)(yùndòng)二、微絲與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)三、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)制第六十二頁，共七十頁。細(xì)胞骨架與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)一、微管與細(xì)胞(xìbāo)運(yùn)動(dòng)第六十三頁，