细胞生物学：第10章细胞骨架1.ppt

第九章 细胞骨架(Cytoskeleton) 细胞骨架的组成和分布 ◆微管主要分布在核周围,并呈放射状向胞质四周扩散； ◆肌动蛋白纤维主要分布在细胞质膜的内侧和细胞核膜的内侧； ◆中间纤维则分布在整个细胞中。  ●微丝(microfilament, MF) ●微 管（microtubules） ●中间纤维（intermediate filament,IF) 第一节、微丝(microfilament, MF) 又称肌动蛋白纤维(actin filament), 是指真核 细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维。 （二）非肌肉细胞内微丝及其结合蛋白形成的特殊结构及其功能 1、细胞皮层 功能：◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆细胞变形运动 ◆胞质环流 2、应力纤维 功能：通过粘着斑与细胞外基质相连，参与细胞形态发 生、分化及组织构建等 3、细胞伪足与细胞迁移 功能：细胞迁移 4、微绒毛 功能：扩大小肠上皮细胞吸收营养物的面积 5、胞质分裂环 功能：参与胞质分裂 培养的上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色） 应力纤维结构模型应力纤维结构模型 (由myosin II、原肌球蛋白、filamin和α-actinin 构成） 二、肌肉细胞内与微丝结合的肌球蛋白及其功能 肌球蛋白 肌肉收缩 （二）肌细胞的收缩 肌纤维的结构 肌肉收缩的基本过程 2、由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程 ·动作电位的产生 ·Ca2+的释放 ·原肌球蛋白位移 ·肌动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动 ·Ca2+的回收 第二节、微管（ Microtubule） 一 微管的结构和类型 形态 ◆ 微管是中空的管状结构 ◆ 外径为24nm ◆内径为14nm ◆微管壁厚约5 nm ◆微管的长度变化不定 微管的结构 ◆微管是由微管蛋白异源二聚体为 基本构件,螺旋盘绕形成的 ◆在每根微管中二聚体头尾相接, 形 成细长的原纤维(protofilament) ◆13条原纤维纵向排列组成微管的壁 微管蛋白(tubulin) ◆微管蛋白类型： ◆α和β微管蛋白形成长度为8nm的异源二聚体 ◆每一个微管蛋白二聚体有两个GTP结合位点 ●α亚基GTP结合位点 ●β亚基GTP结合点是可交换位点。 ◆γ-微管蛋白的功能是帮助αβ微管的聚合。 （三）微管的装配 （Assembly of microtubules） ◆原纤维装配 ◆片状结构的形成 ◆微管的形成 ◆GTP帽(GTP Cap) 影响微管装配的因素 ◆造成微管不稳定性的因素很多，包括GTP、压力、温度(最适温度37℃)、pH(最适pH=6.9)、微管蛋白临界浓度(critical concentration)。 微管的动力学 微管装配的动力学现象 ◆踏车现象(treadmilling) 又称轮回现象, 是微管组装后处于动态平衡的一种现象。 ◆动态不稳定性(dynamic instability) 微管随反应体系中游离αβ二聚体的浓度变化而发生的生长状态和缩短状态的转变。 （四）微管特异性药物 ◆秋水仙素(colchicine) 阻断微管蛋 白组装成微管，可破坏纺锤体结构。 ◆紫杉醇(taxol)能促进微管的装配, 并使已形成的微管稳定。 三、微管组织中心(MTOC) 微管组织中心的定义：在活细胞内，能够起始微管的成核作用并使之延伸的细胞结构 动物细胞的MTOC:中心体 鞭毛和纤毛的MTOC:基体 (五) 微管的功能 ◆支架作用 ◆细胞器的定位 ◆细胞内物质的运输 ◆鞭毛(flagella)运动和纤毛(cilia)运动 ◆纺锤体与染色体运动 驱动蛋白介导的物质沿微管转运 组成纤毛和鞭毛的轴丝(axoneme) ◆轴丝的微管结构:9+2 ●外围:质膜包裹 ●外周:9组双联管,A管与B管 ●中央:中央鞘包裹一对微管 ◆双联管的结构特点 ●A管:完全微管、内外动力臂、 放射辐条 ●B管:不完全微管 第三节、中间纤维（intermediate filament,IF)（中间丝） １0nm纤维,因其直径介于肌粗丝和细丝之间, 故被命名为中间纤维。IF几乎分布于所有动物细胞，往往形成一个网络结构，特别是在需要承受机械压力的细胞中含量相当丰富。如上皮细胞中。除了胞质中，在内核膜下的核纤层也属于IF。 ●中间纤维的装配 ●中间纤维的成分与分布 ●中间纤维的功能 中间纤维的成分与分布 IF成分比MF,MT复杂，具有组织