细胞生物学-16细胞骨架

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1、细胞骨架黄辰生物医学基础研究中心遗传学与分子生物学系029-82657723细胞生物学—细胞骨架细胞骨架(cytoskeleton)细胞骨架是细胞内蛋白质组成的一个复合网络系统，包括微管、微丝、中间纤维。细胞骨架为真核细胞所特有，其功能主要表现为：决定细胞的形状，赋予其强度、支撑作用，并在细胞运动、膜泡运输、细胞分裂、信号转导中起重要作用。细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架微管（microtubule）1.形态：中空圆筒状，外径25nm，内径15nm，大多数微管壁由13条原纤维包围而成。细胞生物学—细胞骨架2·微管的化学组成微管蛋白：tubuli

2、nαtubulinβ微管结合蛋白：微管相关蛋白MAPs微管聚合蛋白TauMAP的主要功能是：①促进微管聚集成束；②增加微管稳定性或强度；③促进微管组装。包括I型和II型两大类：I型对热敏感，如MAP1a、MAP1b，主要存在于神经细胞。II型热稳定性高，包括MAP2a、b、c，MAP4和tau蛋白。其中MAP2只存在于神经细胞,，MAP2a的含量减少影响树突的生长。细胞生物学—细胞骨架3.微管组织中心微管组织中心（microtubuleorganizingcenter，MTOCs）是微管进行组装的区域，着丝粒、成膜体、中心体、基体均具有微管组织中心的功

3、能。所有微管组织中心都具有γ微管球蛋白，这种球蛋白的含量很低，可聚合成环状复合体，像模板一样参与微管蛋白的核化，帮助α和β球蛋白聚合为微管纤维。细胞生物学—细胞骨架MTsassemblefrommicrotubule-organizingcenters(MTOCs)(1)Interphase:CentrosomeDynamicinstability(2)Dividingcell:MitoticspindleDynamicinstability(3)Ciliatedcell:BasalbodyStability细胞生物学—细胞骨架4.微管的类型：单管、二

4、联管（A、B）、三联管（A、B、C），中心粒、中心体、纤毛、鞭毛SingletDoubleTripletABABCInciliaandflagellaIncentriolesandbasalbodies细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架Basalbodystructure细胞生物学—细胞骨架5.微管的组装影响微管组装的因素：温度、Ca++浓度、pH、压力等，秋水仙素可抑制微管聚合。秋水仙素(colchicine)结合的微管蛋白可加合到微管上，但阻止其他微管蛋白单体继续添加，从而破坏纺锤体结构，长春花碱具有类

5、似的功能。紫杉酚(taxol)，能促进微管的装配,并使已形成的微管稳定。但这种稳定性会破坏微管的正常功能。以上药物均可以阻止细胞分裂，可用于癌症的治疗。细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架6.微管的功能支架作用细胞内运输微管起细胞内物质运输的路轨作用，与微管结合而起运输作用的马达蛋白有两大类：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dyenin，两者均需ATP提供能量。细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架形成纺锤体纺锤体是一种微管构成的动态结构，其作用是在分裂细胞中牵引染色体到达分裂极。纤毛与鞭毛的运动纤毛与鞭毛是相似的两种细胞外长物，前者较短，约5-

6、10um；后者较长，约150um，两者直径相似，均为0.15-0.3um。细胞生物学—细胞骨架微丝（microfilament）1.形态：微丝是一种由蛋白纤维组成的实心纤维丝直径5—7nm。普遍存在于真核细胞中，特别在有运动功能的细胞中。细胞生物学—细胞骨架2.化学组成肌动蛋白（actin）：球形单体G-肌动蛋白由两个亚基组成。纤维状多聚体F-肌动蛋白。细胞生物学—细胞骨架肌动蛋白结合蛋白，有40多种，最重要的是肌球蛋白（myosin）。细胞中大多数运动如肌肉收缩等都靠肌动蛋白和肌球蛋白相互作用完成。细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架肌肉由肌原纤

7、维组成，肌原纤维由粗肌丝和细肌丝组成，粗肌丝的主要成分是肌球蛋白，而细肌丝的主要成分是肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白。细胞生物学—细胞骨架细胞生物学—细胞骨架3.微丝的组装G-肌动蛋白——F-肌动蛋白在适宜的温度，存在ATP、K+、Mg2+离子的条件下，肌动蛋白单体可自组装为纤维。ATP-actin（结合ATP的肌动蛋白)对微丝纤维末端的亲和力高，ADP-actin对纤维末端的亲和力低，容易脱落。当溶液中ATP-actin浓度高时，微丝快速生长，在微丝纤维的两端形成ATP-actin“帽子”，这样的微丝有较高的稳定性。伴随着ATP水解，微丝结合的ATP

8、就变成了ADP，当ADP-actin暴露出来后，微丝就开始去组装而变短。细胞松弛素B可抑制组装