细胞生物学第9章 细胞骨架课件.ppt

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1、第9章细胞骨架（cytoskeletonsystem)微管、微丝、中间纤维和微梁网格由蛋白形成的纤维网状结构是细胞各种活动的结构基础细胞骨架使细胞活动具有组织性和方向性细胞骨架三个鲜明的特点：弥散性整体性变动性第一节微管（microtubule)系统微管是纤毛、鞭毛、纺锤体和中心体等的组成成分。一、微管的化学组成（一）微管蛋白（tubulin）α和β两种球状亚单位α、β微管蛋白异二聚体是微管的基本单位结合位点：鸟嘌呤核苷酸（GTP）二价阳离子（Mg2+、Ca2+)药物(秋水仙素、长春花碱）微管工具药：秋水仙素长春花碱可特异性抑制微管聚合（二）微管结合蛋白（Mi

2、crotubule-associatedprotein，MAPs）1.MAP-1、MAP-2附在微管壁外侧2.动力(达因)蛋白（dynein）具ATPase活性将化学能转换为机械能3.微管修饰蛋白(tau蛋白,τ蛋白)存在于神经轴突中加速微管组装连接各微管成为微管束二、微管的结构形态外形笔直，坚硬中空直管状结构外径24nm，内径15nm长短不一13条原纤维围成一圈。α和β两种微管蛋白交替排列(αβ–αβ–αβ–….)。原纤维亚单位间位移，斜向（10-20o）盘旋围成圆筒状。三、微管的分类（一)单管（singlet）13根原纤维（二）二联管（doublet）23根

3、原纤维（三）三联管（triplet）33根原纤维四、微管分子的组装两种情况：体外装配与体内装配（一）微管蛋白的体外装配反应液必须具备下列条件：1.足够的微管蛋白浓度(α和β)2.三磷酸鸟苷和适量的Mg2+存在3.去除反应液中的Ca2+4.温度保持37℃5.最适pH值6.9装配聚合的五个步骤：1.环状多聚体2.片状多聚体3.侧面加合为13条原纤维宽4.弯曲合拢为空心圆柱体5.短微管延长或短微管连接（二）微管蛋白的体内装配还须具备下列条件：1.微管组织中心(MTOC)2.MAPs,τ蛋白因子五、微管的生物学功能（一）维持细胞形态如：细胞的伪足神经细胞的轴突双凹形的红

4、细胞血小板的外形阿米巴运动(巨噬细胞)（二）形态建成运动如：胚胎发育中细胞迁移精细胞的变态成形（三）细胞分裂的极性有丝分裂时染色体移向两极（四）物质的循环与运输作为”轨道”进行运输。分泌颗粒、营养物质、色素颗粒、病毒颗粒、线粒体等。运输的动力来自马达蛋白：驱动蛋白:向微管(+)极的正向运输胞质动力蛋白:向微管(–)极的逆向运输(五)细胞和细胞器运动鞭毛,纤毛的摆动驱使细胞运动六、纤毛(cilium)和鞭毛(flagellum)的结构与运动细胞基质向细胞表面突起的，能收缩的细胞附件。基本结构:杆部和基体（一）纤毛、鞭毛的杆部中央微管(centralsinglet

5、)9对二联管（“9+2”或“9×2+2”结构图式）架桥(bridge)中央鞘(centralsheath)辐条（radialspoke)辐条头(spokehead)内臂(innerarm)外臂(outerarm)达因蛋白(dynein)管间连接丝（Nexin蛋白)轴索(axoneme)（二）鞭毛、纤毛的基体(basalbody)鞭毛、纤毛是由基体产生的（三）鞭毛和纤毛的运动机制“微管滑动假说”（slidingmicrotubulehypothesis)二联管的滑动原理二联管A管上的动力蛋白臂是二联管滑动的关键结构。动力蛋白臂水解ATP，推动二联管的滑动。动力蛋白

6、臂随ATP水解而发生的角度变化，将化学能转变为机械能。七、中心粒（centriole)动物和低等植物细胞中成对出现的细胞器①永久性的细胞功能结构：鞭毛、纤毛、中心粒②临时性的细胞功能结构：纺锤体③分散的微管蛋白的形式第二节微丝一、微丝（microfilament，MF)的形态实心纤维结构，直径5-6nm肌细胞内微丝稳定非肌细胞内微丝分稳定和不稳定两种电镜下的微丝二微丝的化学组成1.肌动蛋白微丝的基本成分球形肌动蛋白（G-actin）纤维状肌动蛋白（F-actin）肌动蛋白分子上结合位点：①肌球蛋白②ATP（或ADP）③阳离子（K+、Na+、Mg2+或Ca2+）2

7、.微丝(肌动蛋白)结合蛋白超过40种：肌球蛋白隔绝蛋白封端蛋白截断蛋白，等三微丝的组装1.体外组装过程①G-actin聚合为较短寡聚体②3-4个单体为装配核心③G-actin附着到寡聚体核心两端（F-actin生长）成为螺旋纤维.成核期延长期稳定期（1）成核期（nucleationphase)F-actin向两个相反的方向延长，有“+”端和“－”端，也有踏车现象。2.影响组装的因素①肌动蛋白浓度②ATP③K+、Na+、Mg2+利于组装④pH﹥7易于组装⑤Ca2+不利于组装工具药：细胞松弛素B（抑制聚合）细胞松弛素D（抑制聚合）鬼笔环肽（促进聚合）四、微丝的功能在

8、肌细胞和非肌细胞中的作用