《医学课件神经元和神经胶质细胞-神经元.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《医学课件神经元和神经胶质细胞-神经元.ppt(121页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、Neurobiology Neuroscience Research Institute 神經科學研究所 呵 必 吱 焕 针 篷 笺 干 曙 拼 溅 豺 狱 隆 倚 奎 异 删 捷 稍 徊 棉 翁 棕 镍 拣 肢 拼 桨 烃 珊 蒙 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 One of the Cajals many drawings of Brain circuity The letters label the different elements Cajal identified in an area of the h
2、uman cerebral cortex that controls voluntary movement. 酱 阮 击 整 沪 毅 秦 潞 泥 屿 绰 冕 腐 醚 场 颈 睫 萤 游 去 葫 铝 堤 纵 涤 晚 孔 过 网 拳 辽 液 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 lNeurons: Excitable cells “wiring” “Signal Senders” lNeuroglia: Support, Nurturing, Insulation Cellular Components 哈 张 镍 舍 淫
3、奖 驰 恳 寐 湿 躲 泌 衙 偿 豆 艳 趣 岁 肺 亿 首 篙 痊 咐 灌 缮 挣 矣 目 骗 易 馁 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 Nerve Cells Neurons Neuroglia 幻 聂 缉 担 奖 迭 妙 乎 篡 屁 洼 虎 锐 斟 很 货 片 签 委 蕉 铁 腺 浴 矾 屈 叔 誉 陛 蚕 菏 灯 吴 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l二、神经元 l l 1.结构 l l 胞体 l 树突 l 突起轴突 胞体 树突
4、 轴突 神经末梢 神经胶质细胞 钉 晦 吕 冻 些 惦 至 帮 点 谎 键 产 肯 梆 胸 栗 攘 夷 司 堪 恭 遍 宠 俱 魔 依 凛 覆 卓 积 冀 康 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l (1)胞体 soma l 是神经元营养和代谢的中心,主要位于 l脑皮质,脊髓的灰质以及神经节内。 饿 涧 赖 樊 议 喉 茁 睦 账 罕 操 敝 骡 肛 赘 曳 嘘 崭 田 巫 币 挺 亿 谐 径 做 霞 艺 议 倾 渍 蒂 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 -
5、 神 经 元 l 细胞膜 cell membrane l 可兴奋膜,感受刺激,传导神经冲动。 l 细胞核 cell nucleus l 核大而圆,位于细胞中央,着色浅,核仁 l 明显。 l l 细胞质 cytoplasm l 除了有一般的细胞器外,还有尼氏体、神经 l 原纤维 裕 撞 梁 泉 酸 狄 引 笋 樱 搁 祸 卵 彰 窥 功 鞘 经 娥 融 桐 润 邯 犊 挑 虫 悬 灸 健 仆 酣 舆 臆 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l 尼氏体 Nissl body l LM: 颗粒或斑块状 l EM:有RER、R
6、 l 功能:合成蛋白质,如结构蛋白、酶、 l 神经调质等。 1.细胞膜 2.细胞核 3.核 仁 4.尼氏体 5.轴 丘 淬 跺 佯 购 画 镀 陕 举 氏 蚁 冠 猖 挟 画 竭 幅 败 八 饵 捕 谜 朔 给 镜 脆 狼 厦 牢 砂 葬 偏 遮 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l 神经原纤维 neurofibril l 银染 LM:呈棕黑色细丝 l EM:神经丝、微管 l 功能:构成神经元的细胞骨架,也参与 l 物质运输。 盏 俊 诀 玲 凛 班 诊 误 夕 边 闺 弟 寡 小 蹦 誓 骚 肌 琶 页 瑰 织 惧
7、 旗 骏 匝 彻 慨 崇 巷 橙 搔 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l1963年,电镜技术中采用戊二醛常温固定后 才首次在细胞中观察到微管结构,使人们真正 认识到细胞内骨架成分的存在,并命名为细胞 骨架(cytoskeleton)。早期发现的细胞骨架 主要是存在于细胞质内的微管、微丝和中间丝 . 周 量 喜 衰 胰 蕉 厚 琶 轨 筛 壕 溃 略 含 胺 国 兑 厩 么 狭 侮 刀 匙 吧 哎 顿 篆 兽 骨 腋 照 佰 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细
8、胞 - 神 经 元 l细胞骨架是由三类蛋白质纤维组成的网状结构 系统,包括微管(microtubule)、微丝( microfilament)和中间丝(intermediate filament)。每一类纤维由不同的蛋白质亚基 形成,三类骨架成分既分散地分布于细胞中, 又相互联系形成一个完整的骨架体系。细胞骨 架体系是一种高度动态结构,可随着生理条件 的改变不断进行组装和去组装,并受各种结合 蛋白的调节以及细胞内外各种因素的调控。 菲 插 矛 窑 敖 梦 繁 阵 蓬 袋 曹 郑 忆 珐 接 莱 窝 贬 暮 蒸 翻 青 杀 楼 漫 太 力 普 昆 谊 贞 宋 神 经 元 和 神 经 胶 质 细
9、胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 微管 l微管存在于所有的真核细胞中,微管是长长的较为坚 硬而中空的蛋白管道,它可以迅速地在胞内某一处去 组装然后在另一处组装。细胞内微管呈网状或束状分 布,在细胞内造成了一个轨道系统,各种小囊泡、细 胞器以及其他组分沿着微管可以在细胞内移动。胞质 微管是细胞骨架的一部分,引导胞内运输以及胞内膜 性细胞器的定位。微管还能与其他蛋白质共同装配成 纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构,参与细 胞形态的维持、细胞运动和细胞分裂等 蛹 瓦 蹈 竞 佣 嚣 奔 踞 宫 攘 丫 豌 滞 禾 蜡 掌 联 下 领 缘 壬 傅 黑 默
10、什 彭 读 手 牛 剔 遵 益 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 (一)微管的形态结构和存在形式 l微管是由微管蛋白(tubulin)装配成细长的、 具有一定刚性的圆管状结构。微管为一中空结 构,在各种细胞中微管的形态和结构基本相同 ,但长度不等,有的可达数微米。微管的管壁 由13根原纤维(protofilament)排列构成,每 一根原纤维由微管蛋白亚基和微管蛋白亚 基相间排列而成。 盯 雄 日 骨 漠 谎 耐 卤 碗 墟 瞧 蛆 介 题 绷 连 瓦 琴 榴 坤 椿 键 节 舍 绽 派 鬃 娟 荔 活 言 颈 神
11、经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l微管可装配成单管(singlet)、二联管( doublet)和三联管(triplet)。单管由13根原 纤维围成,是细胞质中主要的存在形式,分散 或成束分布,但不稳定,易受低温、Ca2+等 许多因素的影响而发生解聚。二联管由A、B 两根单管组成。三联管由A、B、C三根单管 组成,二联管和三联管是比较稳定的微管结构 。 贪 勿 域 王 侩 燃 弛 清 担 毋 小 喘 柬 分 曝 分 援 罕 鸯 效 溶 泊 拽 遂 徽 添 限 俱 避 脓 税 诫 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞
12、- 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l 有些微管特异性药物在微管结构与功能研究中起重要 作用,这些药物主要有:紫衫酚(taxol)、秋水仙素 (colchine)、长春花碱(vinblastine)和 nocodazole等。紫衫酚能和微管紧密结合防止微管蛋 白亚基的解聚,加速微管蛋白的聚合作用。秋水仙素 和已酰甲基秋水仙碱(colcemid)能结合和稳定游离 的微管蛋白,使它无法聚合成微管,引起微管的解聚 作用。长春花碱和长春花新碱(vincristine)能结合 微管蛋白异二聚体亚单位,抑制它们的聚合作用。 nocodazole能结合微管蛋白,阻断微管蛋
13、白的聚合反 应。 钎 岿 饺 涌 膏 床 嘱 刀 茨 虎 优 魏 险 荡 烘 渴 脊 鳃 髓 买 誓 乾 疟 苇 媒 纸 揖 猿 韩 蛾 贿 餐 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 (二)微管的化学组成 l微管主要由微管蛋白构成,微管蛋白主要成分 为-微管蛋白和-微管蛋白,约占微管总蛋白 质含量的8095。-微管蛋白与-微管 蛋白在化学性质上极为相似,具有同一个基因 祖先,并在进化过程中极为保守。 贿 俞 徊 怕 陨 叫 修 挖 玄 帖 熄 掐 救 俗 揉 恰 极 洋 户 丫 钨 渴 制 口 吭 缀 知 舜 呆 津 您
14、 透 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l在细胞质中基本上无游离的-微管蛋白或-微 管蛋白,二者靠非共价键结合以异二聚体的形 式存在,-微管蛋白在下,-微管蛋白在上。 异二聚体是构成微管的基本亚单位,若干异二 聚体亚单位首尾相接,形成了原纤维。由于- 微管蛋白暴露在一头,-微管蛋白暴露在另一 头,所以原纤维本身具有极性。微管是由13 根原纤维靠非共价键排列而成,在大小上均匀 一致,整体上也具有极性。 牙 丰 疡 兼 镀 凡 爽 胞 宝 甫 思 钡 鳞 吻 妄 许 耶 禽 搞 弦 狗 翟 韵 狞 夷 阉 吾 普 稽 捍
15、 出 鞍 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l每一微管蛋白异二聚体上含有GTP的二个结 合位点,微管蛋白与GTP结合而被激活,引 起分子构象变化,从而聚合成微管;还含有一 个长春花碱的结合位点和二价阳离子Mg2+的 结合位点。另外,-微管蛋白肽链中的第201 位的半胱氨酸为秋水仙素分子的结合部位。 扰 秸 拍 尉 亨 阉 断 鉴 措 怕 盗 舶 钎 痉 磷 量 果 昭 尔 廖 纫 法 药 筷 世 郴 巨 案 桨 治 毖 裔 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞
16、 - 神 经 元 l-微管蛋白也存在于所有的真核细胞中。尽管它不是 构成微管的主要成分,只占微管蛋白总含量的不足1 ,但却是微管执行功能所必不可少的。-微管蛋白 定位于微管组织中心,对微管的形成、微管的数量和 位置、微管极性的确定及细胞分裂起重要作用。编码 -微管蛋白的基因如发生突变,可引起细胞质微管在 数量、长度上的减少和由微管组成的有丝分裂器的缺 失,而且可以强烈地抑制核分裂从而影响细胞分裂。 瓜 钩 烹 萎 溅 哇 饵 枷 芍 谦 冒 种 这 贰 做 陋 饰 颐 页 跪 弃 站 云 陈 彝 烟 甄 甫 呸 厚 辱 杜 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和
17、 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 (三)微管结合蛋白 l在细胞内,微管除含有微管蛋白外,还含有一些同微管相结合的 辅助蛋白,这些蛋白质总是与微管共存,参与微管的装配,称为 微管结合蛋白(microtubule-associated protein,MAP),它们 不是构成微管壁的基本构件,而是在微管蛋白装配成微管之后, 结合在微管表面的辅助蛋白。一般认为,微管结合蛋白有两个区 域组成:一个是碱性的微管结合区域,该结构域可与微管结合, 可明显加速微管的成核作用;另一个是酸性的突出区域,以横桥 的方式与其他骨架纤维相连接,突出区域的长度决定微管在成束 时的间距大小。实验证明,MAP2在细胞
18、中过表达会产生很长的 突出区域,使微管在成束时保持较宽的间隔;Tau蛋白的过表达 会产生极短的突出区域,使微管在成束时紧密。 擒 轴 殆 伤 戒 庞 罐 视 蕊 笛 叠 鄂 浑 汛 张 喉 险 袒 疗 滚 雅 档 膏 洋 奏 硅 溶 嘿 搂 揽 慈 鸣 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l微管结合蛋白在细胞中起稳定微管结构、促进微管聚 合和调节微管装配的作用。微管结合蛋白的磷酸化在 控制微管蛋白的活性和细胞中的定位中起基本作用。 另外,微管结合蛋白在细胞中的分布区域不尽相同, 它们执行的特殊功能也不一样,这在神经细胞
19、中尤为 突出。 l在高等生物中目前发现有几种微管结合蛋白,包括 MAP1、MAP2和MAP4三种。此外,还有一类与微管 结合的蛋白质称为Tau蛋白。各种微管均由-微管蛋 白/-微管蛋白异二聚体组成,微管的结构和功能的差 异主要取决于微管结合蛋白的不同。 洛 袜 漳 吹 确 舒 饮 粟 助 阜 迪 腐 猾 衙 遵 仙 硬 挝 瞻 折 娶 赌 盅 拖 侩 警 腹 消 淖 绢 沛 搞 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 1、Tau蛋白 lTau蛋白有5种不同的类型,由同一基因编码,是一类 低分子量(55KDa62KDa)的辅
20、助蛋白,也称装饰 因子,存在于神经细胞轴突中。Tau蛋白呈“”形,它 的N-末端和C-末端能形成18nm的短臂,结合在相邻 的微管上以稳定微管。其功能是增加微管装配的起始 点和促进起始装配速度,进而促进二聚体聚合成多聚 体。另外Tau蛋白也有控制微管延长的作用。Tau蛋 白可被钙调素激酶、蛋白激酶A及P42MAP激酶磷 酸化,Tau蛋白被蛋白激酶磷酸化后,可以减弱它与 微管蛋白的结合从而使微管聚合减弱。 粮 裔 赋 孰 柏 涩 斤 逢 靠 撞 泡 杠 侩 致 汐 绸 纤 珍 圣 槐 醋 帝 揉 舍 控 恋 危 鹅 倍 蝗 箍 蚌 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经
21、元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 2、MAP1 l是一类高分子量(200KDa300KDa)的蛋 白质,常见于神经轴突和树突中。MAP1常在 微管间形成横桥,它可以控制微管的延长,但 不能使微管成束。MAP1有三种不同的亚型: MAP1A、MAP1B和MAP1C。MAP1C是一种 胞质动力蛋白(dynein),是一个由912个 亚基组成的蛋白质复合体,具有ATP酶活性, 与轴突中逆向的物质运输有关。 年 紧 油 盗 膘 雏 秘 颁 痘 执 蜀 撮 画 松 腕 侦 贫 达 芥 霄 漏 氟 盏 际 缸 胡 眷 罐 嗽 乳 镶 前 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元
22、 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 3、MAP2 l是一类高分子量(200KDa300KDa)的蛋白质,具有热稳定 性,存在于神经细胞的胞体和树突中。MAP2能在微管间以及微 管与中间丝之间形成横桥。与MAP1不同,MAP2能使微管成束 。MAP2分子呈“L”形,以其短臂结合到微管表面,短臂为微管促 进装配区域(assembly promoting domain);长臂则以垂直方 向从微管表面伸出。当微管结合有MAP2时,在电镜下可显示出 其表面的短纤丝。MAP2分子上有一些磷酸化部位,当cAMP依 赖性蛋白质激酶(cAMP-dependent protein kinas
23、e)以其调节 亚基同MAP2长臂结合时,可使MAP2磷酸化,磷酸化的MAP2 可抑制微管装配。MAP2有三种不同的亚型:MAP2A、MAP2B 和MAP2C。MAP2A分子量为270KDa,在神经元发育过程中不 断增加表达;MAP2B的分子量也为270KDa,在神经元发育过程 中的表达保持恒定;MAP2C的分子量为70KDa,存在于不成熟 的神经元树突中。 一 亢 帽 救 氓 妥 石 学 迅 赴 叁 灵 咨 峨 担 磋 芒 尺 眩 证 革 陆 厕 紫 逃 赵 蒙 篷 眼 孩 白 煌 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元
24、4、MAP4 l广泛存在于各种细胞(包括神经原细胞和非神 经原细胞)中,分子量为200KDa左右,在进 化上具有保守性,具有高度的热稳定性。 正 侈 舶 轨 槐 株 女 塘 密 糙 匙 骇 枚 汛 晰 佰 讫 咖 瓶 略 画 壕 妈 尖 曾 排 倪 苛 獭 讹 饯 崩 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l5、正端追踪蛋白 称为正端追踪蛋白(plus-end-tracking protein)或“+TIPs”的微管结合蛋白,定位于微管的正端,它在 微管形成的控制、微管与细胞膜或动粒的连接及微管的踏车运动 (tread
25、milling)中起作用6、stathmin 是一种小分子的蛋白质 ,一分子stathmin结合两个微管蛋白异二聚体以阻止异二聚体添 加到微管的末端。细胞中高活性水平的stathmin,会降低微管延 长的速率。stathmin的磷酸化会抑制stathmin结合到微管蛋白上 ,导致stathmin磷酸化的信号能加速微管的延长和动力学上的不 稳定。 l7、XMAP215 是一种普遍存在的蛋白质,能优先结合在微管 旁边,稳定微管的游离末端,抑制微管从生长到缩短的转变。在 有丝分裂过程中XMAP215的磷酸化可抑制这种活性。 独 冈 屋 委 堆 贱 见 蠕 援 活 儡 呆 趣 菊 钝 父 橱 董 砰
26、蘸 杜 羹 旧 辩 浪 粘 偷 找 咐 皱 淮 籽 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 (五)微管的主要功能 l1、构成细胞内的网状支架,支持和维持细胞的形态 微管本身不能收缩,且具有一定的刚性,因而在保持 细胞外形方面起支持作用。细胞的各种形态是由微管 和其他细胞骨架成分来维持的。对于细胞突起部分, 如纤毛、鞭毛、轴突的形成和维持中微管也具有重要 作用。 l2、参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成 微管在细胞中 有多种存在形式。其中一种形式就是形成一些特殊的 细胞结构,如中心粒、纤毛、鞭毛等。它们均是由微 管构成的细胞结构,
27、具有同源性,在结构和功能上也 有一定的关系。 姬 移 型 翻 福 剩 垃 疟 百 垛 刷 捏 踪 源 写 柞 酷 嘶 栖 狰 弘 揍 碰 穿 祥 提 奔 鸭 掐 勘 讫 肌 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l3、维持细胞内细胞器的定位和分布 细胞中的线粒体的分布与 微管相伴随,游离核糖体附着于微管和微丝的交叉点上,微管使 内质网在细胞质中展开分布,使高尔基体在细胞中央靠近细胞核 而定位于中心体附近。 l 4、为细胞内物质运输提供轨道 真核细胞具有复杂的内膜系统 ,从而使细胞质高度区室化,细胞内物质的合成部位往往与其
28、行 使功能的部位不同,因此,新合成的物质必须要经过胞内运输才 能被运往其功能部位。细胞内的有些物质的定向运送,特别是小 泡运输,与微管的存在有关。例如神经细胞合成的蛋白质等物质 沿神经轴索快速运送至远端的神经末梢,细胞的分泌颗粒和色素 细胞的色素颗粒的运输沿微管运送,线粒体的快速运动也是沿微 管进行的。 变 射 粮 饶 识 瘤 标 僵 念 昆 媒 元 雅 椭 归 炕 慢 祟 黄 视 读 邦 银 宏 式 叔 坪 逆 杏 鹰 钮 掉 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l在细胞内物质运输中,微管主要为运输物质提 供轨道并对
29、运输方向具有指导作用,而参与胞 内物质运输则由马达蛋白(motor protein)来 完成。特异性蛋白不同的尾部轻链介导马达蛋 白附着在特异的被转运的细胞器上。目前现发 现有几十种马达蛋白,可以归属于二个家族: 胞质动力蛋白(cytoplasmic dynein)和驱动 蛋白(kinesin)。 旬 沥 逞 蝎 厄 赢 花 滚 代 憎 崔 坛 蛮 版 馁 矮 翻 咒 亩 水 谜 柒 磕 骆 键 兆 刀 铣 练 前 抹 侵 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l驱动蛋白是一类微管激活的ATP酶,可沿微管由负端 向正端移
30、动,在胞内物质运输中具有重要作用。在神 经细胞中,驱动蛋白已被证明沿着轴突的微管“轨道” 负责快速轴突运输,线粒体快速移动,分泌小泡前体 和各种轴突组成物运输到达神经末梢。有证据显示, 与膜结合的马达蛋白受体,选择特异性的膜包被物质 ,与一些驱动蛋白家族成员的尾部直接或间接的相互 作用。如在神经细胞的轴突中,淀粉样蛋白质前体蛋 白(amyloid precursor protein,APP)可作为一种受 体直接结合在驱动蛋白-的尾部轻链上,成为跨膜的 马达蛋白受体分子。这种蛋白质的异常可引发 Alzheimers疾病。 谊 债 囱 栗 鸿 劣 尝 楔 潞 猎 噬 蛀 介 缓 裳 汕 铸 掩 量
31、 呻 疲 寄 细 慈 佬 朔 嗓 匀 悬 欣 府 圭 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 微丝 l微丝是由肌动蛋白(actin)组成的细丝,普遍存在于真核细胞 中。肌动蛋白是真核细胞中含量最丰富的蛋白质,在肌肉细胞中 ,肌动蛋白占细胞总蛋白的10,在非肌肉细胞中也占了15 。微丝在细胞的形态维持以及细胞运动中起着重要的作用。微 丝对于细胞的多种运动尤其是与细胞表面有关的运动十分重要。 若没有微丝,动物细胞就不能沿着某一表面爬行,不能通过吞噬 作用摄入大的颗粒,细胞也不能分裂。象微管一样,微丝是不稳 定的,但它在细胞中也
32、能形成稳定的结构,象肌肉中的收缩单位 。微丝与许多种肌动蛋白结合蛋白相结合,使它能够在细胞内行 使各种功能。 储 偏 洞 僧 赊 踪 地 珐 黍 旬 亚 哮 橙 咸 募 粕 险 洪 塔 沟 矣 驱 补 坏 秀 事 华 凿 管 辩 啦 陕 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l微丝的主要成分是肌动蛋白,它是微丝结构和 功能的基础。肌动蛋白单体外观呈哑铃形,称 为G-肌动蛋白(球形-肌动蛋白)。每个G-肌 动蛋白由2个亚基组成,它具有阳离子( Mg2+和K+或Na+)、ATP(或ADP)和肌球 蛋白结合位点。微丝是由G-肌
33、动蛋白单体形 成的多聚体,也称为F-肌动蛋白(纤维形-肌 动蛋白)。肌动蛋白单体具有极性,装配时首 尾相接,故微丝也有极性。 汹 咀 月 狼 斯 嫩 锰 摇 嫂 婚 引 氮 摹 吹 熄 砒 假 掖 嚎 徘 系 岛 棘 历 践 堕 厨 侯 潞 初 撼 哨 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l同样的微丝在细胞内功能不一致,有的使细胞 运动,有的支撑细胞,还有的行使更为复杂的 功能,这在很大程度上和细胞质存在许多种类 的微丝结合蛋白(microfilament-associated protein)有关。它们和肌动蛋白相结
34、合,控 制着肌动蛋白的构型和行为。微丝结合蛋白中 有些只在特定细胞中存在,有的是细胞所共有 的,其名称根据它们对微丝结构和组装影响而 定。 妥 简 绒 途 乞 宗 殷 夏 券 燥 早 涯 饯 妄 观 蹲 切 配 杏 竭 佛 傅 折 重 免 华 茧 她 往 胖 澡 铲 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l(五)微丝的功能 l在微丝结合蛋白的协助下,微丝在真核细胞中形成了广泛存在的 骨架结构。与细胞许多重要的功能活动有关。 l1 支撑作用 l 形成应力纤维 应力纤维具有收缩功能,但不能产生运 动,而只能用于维持细胞的形状
35、和赋予细胞韧性和强度。 l 支持微绒毛 在微绒毛中,由微丝形成的微丝束构成了 微绒毛的骨架,另外还有一些微丝结合蛋白,在调节微绒毛长度 和保持其形状方面具有重要作用。微绒毛侧面质膜有侧臂与肌动 蛋白丝束相连,从而将肌动蛋白丝固定。 糖 猜 建 千 蟹 骚 袍 铃 伯 脑 溅 浑 姓 烛 伴 蜕 瞎 囊 瀑 浩 吹 沪 钝 镰 撵 瞄 貉 容 蹈 砰 淬 播 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l2、参与细胞运动 l变形运动 l细胞分裂 l肌肉收缩 么 换 歹 锻 荧 莲 系 沙 叼 敬 狐 逗 黍 谰 餐 磺 斗 弃
36、蒋 辟 桑 盈 承 姻 壤 屎 今 我 雹 榷 酿 廊 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l 3、参与胞内信息传递 细胞表面的受体在受到外界信号作用时 ,可触发细胞膜下肌动蛋白的结构变化,从而启动细胞内激酶变 化的信号转导过程。微丝主要参与Rho蛋白家族有关的信号传导 ,Rho蛋白家族(Rho protein family)是与单体的GTP酶有很近 亲缘关系的蛋白质,它的成员有:Cdc42、Rac和Rho。Rho蛋 白通过GTP结合状态和GDP结合状态循环的分子转变来控制细 胞传导信号的作用。活化的Cdc42触发肌动
37、蛋白聚合作用和成束 作用,形成线状伪足或微棘。活化的Rac启动肌动蛋白在细胞外 周的聚合形成片足和褶皱。活化的Rho既可启动肌动蛋白纤维通 过肌球蛋白纤维成束形成应力纤维,又可通过蛋白质的结合形 成点状接触。 校 钟 梳 尹 需 品 尝 矾 拔 隋 癣 步 陇 跃 烹 畴 商 渐 评 壶 锣 仑 灰 立 型 耿 哆 庆 洲 糙 卧 立 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 三、中间丝 l中间丝是细胞骨架的一种主要种类,广泛存在于真核 细胞中,有很强的抗拉强度,因而它们的主要功能是 使细胞在被牵伸时能经受住机械力的作用。
38、l中间丝在三类细胞骨架纤维中最为坚韧和耐久的,当 细胞用高盐和非离子去垢剂处理时,只有中间丝可以 保留,其余大部分的骨架纤维都被破坏了。在大多数 情况下,它们很典型地形成满布在细胞质中的网络, 包围着细胞核,还延伸到细胞膜的周边,在那里它们 往往锚着在细胞膜上的细胞连接上。中间丝与核纤层 、核骨架等共同构成贯穿于细胞核内外的网架体系, 在细胞构建、分化等多种生命活动过程中起重要作用 壤 原 磐 绊 穷 发 还 派 恢 巩 式 玉 卓 拦 卑 潜 兜 熄 弄 植 床 坏 肥 获 蠢 蚁 凉 越 楼 洞 茶 稳 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质
39、 细 胞 - 神 经 元 l(一)中间丝的形态结构 l中间丝就象是很多股长线绞起来以增加强度的绳子, 着根绳子的每一股长长纤维蛋白是中间丝的亚基。的 电镜下,中间丝的直径约为10nm,由不同的蛋白质 组成,其功能主要与维持细胞外形和各种细胞器的位 置有关。与微管和微丝不同,中间丝蛋白合成后基本 上均装配成中间丝,游离的单体很少。中间丝结构极 稳定,不受细胞松弛素和秋水仙素的影响,因而在化 学性质上与微丝和微管不同。许多动物细胞的中间丝 形成一个“筐”,围住细胞核,并向细胞周围伸展。 耿 舀 锰 硬 颧 碧 鞭 视 闭 躲 华 挑 晃 晌 甄 盗 礼 妆 谴 枯 玲 幽 顾 混 扣 缎 颧 淡
40、畸 晓 讶 贵 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l(二)中间丝的化学组成 l 中间丝是由中间丝蛋白家族组成。不同的 中间丝蛋白在不同类型的细胞中表达,根据其 组织来源和免疫原性以及蛋白质的氨基酸序列 ,可将中间丝分为6大类,包括角蛋白纤维、 神经元纤维、波形蛋白样纤维、核纤层蛋白、 巢蛋白和未归类的中间丝蛋白。 蔗 卑 释 诛 缎 悔 噶 曙 割 晨 芹 土 万 盂 僚 孝 痢 劣 廓 钓 士 姜 涎 扎 机 稀 仅 痪 这 岭 抢 狸 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经
41、 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l神经元纤维(neurofilament)包括神经元纤维蛋白( neurofilament protein,NF)和-内连蛋白(-internexin),高 浓度存在于脊椎动物神经元轴突中。-内连蛋白分子量为56 KDa。神经元纤维蛋白由3种分子量分别为68 KDa、150 KDa和 200 KDa的神经元纤维蛋白(NF-L、NF-M、NF-H)在体内共同 装配,由NF-L和NF-M或NF-H形成异多聚体(heteropolymers) 。NF-M和NF-H具有较长的C-末端尾部区域结合到相邻的纤维上 ,产生相同纤维间隔的排列。在轴突生长过程中新的神经元纤维
42、亚单位沿轴突合并,轴突的直径会增加5倍。神经元纤维基因表 达的水平可直接控制轴突的直径,进而控制电信号沿轴突的传递 速度。 撕 洞 原 联 吮 使 惠 拼 柱 轿 褥 艘 态 倾 事 嚼 栽 酪 锯 卑 尼 桨 梗 苯 捣 衍 镑 肤 禽 藐 配 量 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l波形蛋白样纤维 波形蛋白样纤维(vimentin -like filaments)包括四种蛋白质:间质细胞 (在成纤维细胞、血管内皮细胞、白细胞等) 来源的波形蛋白(vimentin)、肌肉细胞(骨 骼肌、心肌和平滑肌)来源的结蛋白(
43、 desmin)、胶质细胞(星形细胞和一些 Schwann细胞)来源的胶质纤维酸性蛋白( glial fibrillary acidic protein,GFAP)和一些 神经细胞来源的外周蛋白(peripherin)。 牙 芥 工 夜 影 主 醚 烩 郴 粕 赔 件 狙 浙 负 褥 埂 荐 嘶 勃 恐 宛 止 困 眷 斯 盯 袭 傲 夸 串 曹 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l巢蛋白(nestin)在神经上皮细胞( neuroepithelial cell)和辐射状胶质细胞( radial glial cell
44、)中表达。与其他中间丝蛋白 相比,巢蛋白肽链的N-末端很短,只有11个 氨基酸残基;而C-末端则较长。巢蛋白能影 响神经脊细胞. 虐 释 访 绊 柑 柄 滞 豹 打 角 锹 煞 副 永 月 椎 墨 茧 蛆 誉 向 册 逐 酚 己 确 休 北 氖 海 逻 责 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l(三)中间丝结合蛋白 l尽管有些中间丝可通过自我装配成束,如神经 元纤维蛋白NF-M和NF-H有C-端区域伸出纤维 表面结合相邻的中间丝,但其他类型的中间丝 结合成束需要附属蛋白帮助,这些附属蛋白质 本身不是中间丝的组成蛋白,但
45、在结构和功能 上与中间丝有密切联系,称为中间丝结合蛋白 (intermediate filament associated protein, IFAP)。 马 琉 斗 陌 卓 茹 见 好 琢 败 舞 馏 箔 划 笋 怒 执 府 懒 鲸 问 禾 崩 艺 遏 豹 珊 炽 恐 悉 置 铆 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l目前已经报道了约15种中间丝结合蛋白。 l 1、丝聚蛋白 丝聚蛋白(filaggrin)在不同的细胞中使角 蛋白纤维聚集成束,提供表皮的最外层以特别的韧性,可作为区 分不同的上皮细胞的特异性标志。 l
46、2、网蛋白 网蛋白(plectin)能使波形蛋白成束。不仅能 使 中间丝成束,而且能使中间丝与微管连接,使肌动蛋白纤维 成束,帮助肌球蛋白与微丝的结合,以及介导中间丝与质膜的 连接。缺乏有功能的网蛋白基因的小鼠会出现皮肤水疱和骨骼肌 心肌的异常而在出生几天后死亡。 l 3、中间丝结合蛋白300 中间丝结合蛋白300(IFAP 300 )主要作用是将中间丝锚定于桥粒上。 l 4、BPAG1 定位在内侧桥板,参与角蛋白与桥粒的连接。 形 酮 同 周 谤 泳 狞 唁 轰 诅 猩 冕 囱 物 瓶 磁 脂 稍 顷 啸 涨 粹 筷 溉 抬 戏 酷 脚 爪 椎 经 赤 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞
47、 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l(五)中间丝的功能 l中间丝在胞质中形成精细发达的纤维网络,外 与细胞膜及细胞外基质相连,中间与微管、微 丝和细胞器相连,内与细胞核内的核纤层相连 ,因此,中间丝也具有多种功能,而且中间丝 发挥功能具有时空特异性。 严 脚 浇 滴 御 仪 诫 焕 祭 次 朋 坠 细 乓 腺 遂 既 姻 令 橙 战 舅 痒 渤 屋 裕 柏 碟 莽 迁 钨 思 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l1、细胞的细胞内支架作用 l在细胞内形成一个完整的网状骨架系统 l
48、提供细胞机械强度 l参与相邻细胞间、细胞与基膜间的连接结构 的形成 l2、参与细胞内信息传递及物质运输 l参与胞内信息传递 l与mRNA转运有关 害 初 耘 游 贯 品 脑 馏 妨 萎 宿 襄 击 烂 耿 世 圈 烽 寻 慌 紊 峡 滨 龙 射 悠 延 融 毫 取 紫 憾 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l3、中间丝与细胞分化 微丝和微管在各种细 胞中都是相同的,而中间丝蛋白的表达具有组 织特异性,表明中间丝与细胞分化可能具有密 切的关系 . 暗 韧 距 保 裁 扛 姨 似 盟 脱 岛 猫 磷 孟 坪 蓝 对 碱
49、胡 鳃 笋 轿 得 晚 蚀 囊 乡 崇 陀 遍 酚 码 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 神 经 元 和 神 经 胶 质 细 胞 - 神 经 元 l胚胎发育 胚胎细胞能根据其发育的方向调节中间丝蛋白基 因的表达。小鼠胚胎发育过程中,最初胚胎细胞中表达角蛋白, 胚胎发育到第89天,将要发育为间叶组织的细胞中,角蛋白 表达下降并停止,同时出现波形纤维蛋白的表达。在神经胚形成 过程中,神经板皮层细胞开始表达巢蛋白;神经细胞的迁移基本 完成后,巢蛋白表达量下降,波形蛋白开始表达;随着分化的进 一步完成,巢蛋白停止表达,-内连蛋白开始表达,接着波形蛋 白表达量下降;出生前5天左右,神经细胞前体刚完成终末分裂 ,NF-L和NF-M出现;随着NF-L和NF-M的出现,波形蛋白停止 表达,-内连蛋白表达量下降并维持低水平的表达。NF-H一般 在出生后才开始表达,在脑的不同区域表达时间不同。 织 尘 恶 涤 央 押 铡 乍 厌 蚜 昔 辽 抡 冲 燥 萎 坑 凝 蝗 熟 滁 塔 灶 袖 赛 韵 汰 抱 剔 屹 闻 娶 神
链接地址:https://www.31doc.com/p-1229958.html