包括細(xì)胞質(zhì)骨架微管微絲和中間纖維

細(xì)胞(xìbāo)骨架與細(xì)胞(xìbāo)的運(yùn)動(dòng)

Cytoskeletonand

Cellmovement第一頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt細(xì)胞骨架是廣泛存在于真核細(xì)胞中的蛋白(dànbái)纖維網(wǎng)架系統(tǒng)。包括細(xì)胞質(zhì)骨架(微管、微絲和中間纖維)、細(xì)胞核骨架(核基質(zhì)、核纖層和核孔復(fù)合物)。廣義的細(xì)胞骨架：包括細(xì)胞質(zhì)骨架、細(xì)胞核骨架、細(xì)胞膜骨架和細(xì)胞外基質(zhì)。揭示細(xì)胞骨架體系在細(xì)胞結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)中的重要意義。細(xì)胞(xìbāo)骨架與細(xì)胞(xìbāo)的運(yùn)動(dòng)第二頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt第三頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt細(xì)胞骨架對(duì)于維持細(xì)胞的形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性，以及在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞和細(xì)胞分化等方面起重要作用。作為支架,為維持細(xì)胞的形態(tài)提供支持結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu),為細(xì)胞內(nèi)的各種細(xì)胞器提供附著位點(diǎn)。參與細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸。參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)促進(jìn)(cùjìn)mRNA翻譯成多肽參與細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)第四頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt細(xì)胞骨架的多功能性依賴于三類蛋白質(zhì)纖維：微管、微絲、中間纖維。每一種纖維由各自的蛋白質(zhì)亞單位形成，三類骨架成分既分散地存在于細(xì)胞中，又相互聯(lián)系形成一個(gè)完整的骨架體系(tǐxì)。組成：微管microtubule20-30nm微絲microfilament5-6nm，肌動(dòng)蛋白纖維actinfilament中間纖維intermediatefilament7-11nm第五頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選pptMicrobubulesMicrofilamemtsIntermediatefilaments細(xì)胞(xìbāo)骨架體系是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，可隨著生理?xiàng)l件的改變不斷進(jìn)行組裝和去組裝，并受各種結(jié)合蛋白的調(diào)節(jié)以及細(xì)胞(xìbāo)內(nèi)外各種因素的調(diào)控。第六頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt一、微管--細(xì)胞質(zhì)骨架系統(tǒng)的主要成分微管是存在于真核細(xì)胞中由微管蛋白組裝成的長(zhǎng)管狀細(xì)胞器，于1963年首次在動(dòng)物和植物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)并命名。1.微管直徑為24～26nm，呈中空?qǐng)A柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑為14nm。2.微管管壁(ɡuǎnbì)由13條原纖維絲平行排列而成，每條原纖維由α微管蛋白和β微管蛋白形成的異二聚體長(zhǎng)鏈組成。3.微管主要分布在核周，呈放射狀分布。4.微管的基本單位是微管蛋白，以異二聚體形式存在。第七頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt第八頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt細(xì)胞內(nèi)微管呈網(wǎng)狀和束狀分布,控制膜性細(xì)胞器的定位及胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸，并能與其他蛋白共同組裝(zǔzhuānɡ)成紡錘體、中心體、纖毛、鞭毛等結(jié)構(gòu)，參與細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞分裂等。第九頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微管(wēiɡuǎn)的基本結(jié)構(gòu)單位構(gòu)件—微管蛋白(tubulin)微管是以微管蛋白異源二聚體為基本構(gòu)件構(gòu)成的微管蛋白是球形分子,有兩種類型:α微管蛋白(α-tubulin)和β微管蛋白(β-tubulin),這兩種微管蛋白具有相似的三維結(jié)構(gòu),能夠緊密(jǐnmì)地結(jié)合成二聚體,作為微管組裝的亞基。

第十頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微管(wēiɡuǎn)的類型單管：大部分細(xì)胞質(zhì)微管(wēiɡuǎn)是單管微管(wēiɡuǎn),它在低溫、Ca2+

和秋水仙素作用下容易解聚,屬于不穩(wěn)定微管。二聯(lián)管：常見于特化的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。二聯(lián)管構(gòu)成(gòuchéng)纖毛和鞭毛桿狀部分,是運(yùn)動(dòng)類型的微管,它對(duì)低溫、Ca2+和秋水仙素都比較穩(wěn)定。三聯(lián)管：見于中心粒和基體，對(duì)于低溫、Ca2+和秋水仙素的作用是穩(wěn)定的。第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微管(wēiɡuǎn)結(jié)合蛋白微管中除含有微管蛋白外，還有一些結(jié)合在微管表面的輔助蛋白，稱為微管結(jié)合蛋白（microtubule-associatedprotein,MAP）。參與微管的裝配，將微管在胞質(zhì)溶膠中進(jìn)行交聯(lián)；維持微管的穩(wěn)定及與其他細(xì)胞器間的連接(liánjiē)；作為微管動(dòng)力蛋白參與沿微管轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡和顆粒物質(zhì)。第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選pptMAPs的結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域,一個(gè)是堿性的微管蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域,另一個(gè)是酸性的外伸的結(jié)構(gòu)域。在電子顯微鏡下觀察(guānchá),外伸的結(jié)構(gòu)域像是從微管壁上伸出的纖維臂。從微管上伸出的臂能與膜、中間纖維及其它微管結(jié)合。第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微管(wēiɡuǎn)的組裝與去組裝除了特化細(xì)胞的微管外，大多數(shù)細(xì)胞質(zhì)微管都是不穩(wěn)定的，能夠很快地組裝(assembly)和去組裝(disassembly)，從而(cóngér)改變微管的結(jié)構(gòu)與分布。低溫、提高Ca2+濃度、用某些化學(xué)試劑(如秋水仙素)處理活細(xì)胞都會(huì)破壞細(xì)胞質(zhì)微管的動(dòng)態(tài)變化，這些化學(xué)試劑與微管蛋白亞基或同微管多聚體結(jié)合，阻止微管的組裝或去組裝。微管的裝配過(guò)程：延遲期（成核期）、聚合期（延長(zhǎng)期）、穩(wěn)定期第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微管組裝的起始點(diǎn)∶微管組織中心

(microtubuleorganizingcenters,MTOC)存在于細(xì)胞質(zhì)中決定微管在生理狀態(tài)或?qū)嶒?yàn)處理解聚后重新組裝的結(jié)構(gòu)叫微管組織中心。MTOC的主要作用是幫助大多數(shù)細(xì)胞質(zhì)微管組裝過(guò)程中的成核反應(yīng)，微管從MTOC開始生長(zhǎng)(shēngzhǎng)，這是細(xì)胞質(zhì)微管組裝的一個(gè)獨(dú)特的性質(zhì)，即細(xì)胞質(zhì)微管的組裝受統(tǒng)一的功能位點(diǎn)控制。MTOC包括中心體、動(dòng)粒、纖毛和鞭毛的基體等。第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選pptMTOCs不僅為微管提供了生長(zhǎng)的起點(diǎn)，而且還決定了微管的方向性?？拷麺TOCs的一端由于生長(zhǎng)慢而稱之為負(fù)端(minusend),遠(yuǎn)離MTOCs一端的微管生長(zhǎng)速度快,被稱為正端(plusend),所以(+)端指向(zhǐxiànɡ)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，常?？拷?xì)胞質(zhì)膜。陰影部分(bùfen)是MTOCs.,包含一對(duì)中心粒和一個(gè)中心體。圖中標(biāo)出了生長(zhǎng)中微管的正端,靠近MTOCs部分是微管的負(fù)端。

第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt中心體(centrosome)是動(dòng)物細(xì)胞中決定微管形成的一種細(xì)胞器,包括中心粒和中心粒周圍基質(zhì)(pericentriolarmatrix)。在細(xì)胞間期,位于細(xì)胞核的附近,在有絲分裂期,位于紡錘體的兩極。中心粒(centrioles)是中心體的主要結(jié)構(gòu),成對(duì)存在,即一個(gè)中心體含有(hányǒu)一對(duì)中心粒，且互相垂直形成"L"形排列。圓柱的壁由9組間距均勻的三聯(lián)管組成第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt每個(gè)中心粒都是由9個(gè)三聯(lián)管組成,外面(wàimiàn)還有中心粒周圍基質(zhì)。微管從中心粒上開始形成間期：組織胞質(zhì)微管形成(xíngchéng)分裂期：組織形成紡錘體微管組織(zǔzhī)中心（MTOC）第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt基體(jītǐ)：是纖毛和鞭毛的微管組織中心

基體與中心粒具同源性，結(jié)構(gòu)、功能可以互換第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt影響微管(wēiɡuǎn)組裝與解聚的因素GTP濃度、微管(wēiɡuǎn)蛋白臨界濃度、最適pH、Ca2+

濃度、溫度、藥物作用等秋水仙素和長(zhǎng)春堿：微管蛋白異二聚體上有秋水仙素和長(zhǎng)春堿結(jié)合的位點(diǎn)，與微管蛋白異二聚體結(jié)合之后，使微管蛋白異二聚體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而阻止了微管的聚合，抑制了中期紡錘絲的形成，使細(xì)胞不能進(jìn)入分裂(fēnliè)后期而獲得大量中期染色體。紫杉醇：只結(jié)合于聚合的微管上，使微管在細(xì)胞內(nèi)大量積累，影響細(xì)胞的正常分裂。第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微管參與(cānyù)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸通過(guò)馬達(dá)蛋白(motorprotein)細(xì)胞內(nèi)有一類蛋白質(zhì)能夠用ATP供能,產(chǎn)生推動(dòng)力，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)沿細(xì)胞骨架運(yùn)輸，這種蛋白分子稱為馬達(dá)蛋白。第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt至今所發(fā)現(xiàn)的馬達(dá)蛋白可分為三個(gè)不同的家族∶肌球蛋白(myosins)家族、驅(qū)動(dòng)蛋白(kinesins)家族、動(dòng)力蛋白(dyneins)家族。其中驅(qū)動(dòng)蛋白和動(dòng)力蛋白是以微管作為運(yùn)行的軌道，而肌球蛋白則是以肌動(dòng)蛋白纖維(xiānwéi)作為運(yùn)行的軌道。尚未發(fā)現(xiàn)以中間纖維(xiānwéi)為運(yùn)行軌道的馬達(dá)蛋白。第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt二、微絲微絲（microfilament,MF）是普遍存在于真核細(xì)胞中由肌動(dòng)蛋白（actin）組成的骨架纖維。微絲的結(jié)構(gòu)單位:肌動(dòng)蛋白目前已發(fā)現(xiàn)3種肌動(dòng)蛋白異構(gòu)體：αβγ，人有6種基因型α肌動(dòng)蛋白：橫紋肌型，心肌型，血管平滑肌型β肌動(dòng)蛋白：細(xì)胞質(zhì)型，存在(cúnzài)于非肌肉細(xì)胞質(zhì)中γ肌動(dòng)蛋白：細(xì)胞質(zhì)型，腸平滑肌型

第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt肌動(dòng)蛋白的兩種存在方式肌動(dòng)蛋白以兩種形式存在,即單體和多聚體。單體的肌動(dòng)蛋白是由一條多肽鏈構(gòu)成的球形分子,又稱球狀肌動(dòng)蛋白(globularactin,G-actin),肌動(dòng)蛋白的多聚體形成肌動(dòng)蛋白絲,稱為纖維狀肌動(dòng)蛋白(fibrosactin,F-actin)。在電子顯微鏡下,F-肌動(dòng)蛋白呈雙股螺旋狀,直徑為8nm,螺旋(luóxuán)間的距離為37nm。第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt單體(dāntǐ)G-肌動(dòng)蛋白和纖維狀F-肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu)

第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微絲的組裝過(guò)程三個(gè)基本過(guò)程：成核期：G-肌動(dòng)蛋白慢慢地聚合形成短的、不穩(wěn)定的寡聚體，該過(guò)程較慢。延長(zhǎng)期（生長(zhǎng)期）：G-肌動(dòng)蛋白單體快速地從短纖維的兩端添加上去。平衡期：之所以稱為(chēnɡwéi)平衡期，是因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)期，G-肌動(dòng)蛋白同F(xiàn)-肌動(dòng)蛋白纖維末端上的亞基進(jìn)行交換，但不改變F-肌動(dòng)蛋白纖維的量。第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt影響微絲組裝的因素G-肌動(dòng)蛋白濃度、Mg2+濃度、K+濃度、ATP等細(xì)胞松馳素B：切斷微絲并結(jié)合于微絲的末端，阻止新的單體加入(jiārù)，抑制其組裝過(guò)程。常用于研究微絲的功能。鬼筆環(huán)肽：它同聚合的微絲結(jié)合后,抑制了微絲的解體,因而破壞了微絲的聚合和解聚的動(dòng)態(tài)平衡。用熒光標(biāo)記的鬼筆環(huán)肽對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色可以在熒光顯微鏡下觀察微絲在細(xì)胞中的分布。第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微絲結(jié)合蛋白(actin-bindingproteins)

純化的肌動(dòng)蛋白在體外能夠聚合形成肌動(dòng)蛋白纖維(xiānwéi)，但是這種纖維(xiānwéi)不具有相互作用的能力，電鏡下呈雜亂無(wú)章的堆積狀態(tài)，也不能行使某種功能,原因是缺少微絲結(jié)合蛋白。第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt單體隔離蛋白(dànbái)交聯(lián)蛋白末端阻斷蛋白纖維切割蛋白膜結(jié)合蛋白肌動(dòng)蛋白纖維去聚合蛋白第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt微絲的功能構(gòu)成細(xì)胞(xìbāo)的支架，維持細(xì)胞(xìbāo)的形態(tài)細(xì)胞皮層：指細(xì)胞膜下由微絲和微絲結(jié)合蛋白相互作用形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為細(xì)胞提供了強(qiáng)度和韌性，維持細(xì)胞的形態(tài)。應(yīng)力纖維：細(xì)胞中由大量平行的微絲束構(gòu)成的纖維狀結(jié)構(gòu)。第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt參與細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)變形運(yùn)動(dòng)、胞質(zhì)環(huán)流、細(xì)胞的內(nèi)吞和外吐、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸?shù)葏⑴c細(xì)胞質(zhì)的分裂胞質(zhì)分裂通過(guò)收縮環(huán)來(lái)完成，由大量平行排列的微絲組成，動(dòng)力：肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的相對(duì)滑動(dòng)(huádòng)；微絲的解聚參與受精作用參與肌肉收縮

第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt三、中間纖維中間纖維是細(xì)胞的第三種骨架成分，由于這種纖維的平均直徑介于微管和微絲之間,故稱為(chēnɡwéi)中間纖維。由于其直徑約為10nm,故又稱10nm纖維。微管與微絲都是由球形蛋白裝配起來(lái)的，而中間纖維則是由長(zhǎng)的、桿狀的蛋白裝配的。中間纖維是一種堅(jiān)韌的、耐久的蛋白質(zhì)纖維。它相對(duì)較為穩(wěn)定,既不受細(xì)胞松弛素影響也不受秋水仙素的影響。第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt角蛋白結(jié)蛋白波形(bōxínɡ)纖維蛋白膠質(zhì)纖維酸性蛋白神經(jīng)纖絲蛋白第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt中間纖維蛋白結(jié)構(gòu)頭部區(qū)—氨基端尾部區(qū)—羧基端桿狀區(qū)—310aa中心區(qū)（螺旋區(qū)）形成聚合體的關(guān)鍵部位非螺旋區(qū)，高度可變第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。精選ppt中間(zhōngjiān)纖維的組裝

*兩個(gè)單體形成雙股超螺旋—二聚體*兩個(gè)二聚體反向平行形成四聚體—原纖絲*兩個(gè)四聚體交錯(cuò)排列—原纖維*四個(gè)原纖維互相纏繞—