10第十章细胞骨架-PPT课件.ppt
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1、第一节 细胞质骨架,微丝(microfilament,MF) 微管(microtubules ,MT) 中间纤维(intermediate filament,IF),第二节 细胞核骨架,核基质(nuclear matrix) 染色体骨架 核纤层(nuclear lamina ),一、微 丝(microfilament,MF),又称肌动蛋白纤维(actin filament),是真核细胞 中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维 成分 装配 微丝特异性药物 微丝结合蛋白 微丝的功能 肌肉收缩(muscle contraction),成 分,肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,
2、外观呈哑铃状,这种actin又叫G-actin G-actin形成的微丝又称为F-actin,装 配,MF是由G-actin单体形成的多聚体,肌动蛋白单体具有极性 装配时呈头尾相接,故微丝具有极性,即正极与负极之别 体外实验表明,MF正极与负极都能生长,生长快的一端为 正极,慢的一端为负极;去装配时,负极比正极快。由于 G-actin在正极端装配,负极去装配,表现出踏车行为 体内装配时,MF呈现出动态不稳定性,主要取决于F-actin 结合的ATP水解速度与游离的G-actin单体浓度之间的关系 MF动态变化与细胞生理功能变化相适应:体内的微丝结构 有永久性和暂时性的结构,微丝特异性药物,细胞
3、松弛素(cytochalasins):可以切断微丝,并结 合在微丝正极阻止肌动蛋白聚合,导致微丝解聚 鬼笔环肽(philloidin):与微丝侧面结合,防止MF 解聚 影响微丝动态性装配的药物对细胞都有毒害,说明 微丝功能发挥依赖微丝与肌动蛋白单体库间的动态 平衡。动态平衡受单体浓度和微丝结合蛋白的影响,微丝结合蛋白,整个骨架系统结构和功能在很大程度上受到 不同细胞骨架结合蛋白的调节 actin单体结合蛋白 这些小分子蛋白与actin单体结合,阻止其添加到 微丝末端,当细胞需要单体时才释放,主要用于 actin装配的调节,如profilin等 微丝结合蛋白 微丝结合蛋白将微丝组织成以下三种主要
4、形式, MF同向平行排列:如微绒毛和丝状伪足 MF反向平行排列:如应力纤维和收缩环 MF相互交错排列:如皮层细胞中微丝,微 丝 的 功 能,维持细胞形态 细胞运动 微绒毛(microvillus) 应力纤维(stress fiber) 参与胞质分裂 肌肉收缩,成纤维细胞爬行与微丝装配和解聚相关,细 胞 运 动,小肠上皮细胞的指状突起,增加小肠上皮细胞表面积,以利于营养的快速吸收,微 绒 毛(microvillus),应 力 纤 维(stress fiber) 分布:广泛存在于真核细胞 成分:肌动蛋白、肌球蛋白、原肌球蛋白和-辅肌动蛋白 作用:介导细胞间或细胞与基质表面的粘着。细胞贴壁与粘 着斑
5、的形成相关,在形成粘着斑的质膜下,微丝紧密 平行排列成束,形成应力纤维束,具有收缩功能,收缩环由大量反向平行排列的微丝组成,收缩机制是肌动蛋白和肌球蛋白间的相对滑动,肌 肉 收 缩(muscle contraction),肌肉可看作一种富含细胞骨架的高效 能量转换器,直接将化学能转变为机械能 肌肉收缩的滑动模型 由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程,由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程, 动作电位的传导 Ca2+的释放 肌动与肌球蛋白丝相对滑动 Ca2+的回收,二、微 管(microtubules,MT),微管的组成与结构 装配 微管特异性药物 微管组织中心(MTOC) 微管结合蛋白(MAP) 微管的
6、功能,微管的组成与结构,微管可装配成单管 二联管(纤毛和鞭毛) 三联管(中心体和基体),装 配,装配方式 所有微管都有确定的极性 微管装配是一个动态不稳定过程,和微管蛋白形成 二聚体, 二聚体先平行于长轴重复排列成原纤维,经侧面增加二聚体而扩展为片层,当扩展加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管, 微管装配动态不稳定性是指微管装配生长与 快速去装配的一个交替变换过程 动力学不稳定性产生的原因 微管两端具有GTP帽,微管将继续组装,无 GTP帽则解聚,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 紫杉酚(taxol)能促进微管的装配,并使 已形成的
7、微管更加稳定 微管动力学不稳定性是其功能发挥的基础,微管组织中心(MTOC),概念 常见的微管组织中心 中心体(centrosome) 基体(basal body),解聚后的微管重新装配的发生处称为微管组织中心(microtubule organizing center,MTOC),常见的微管组织中心,间期细胞MTOC:中心体(动态微管) 分裂期细胞MTOC:纺锤体两极(动态微管) 鞭毛纤毛中MTOC:基体(永久性结构),中 心 体(centrosome), 中心体(centrosome)结构 中心体复制周期 微管蛋白:位于中心体周围基质中,环形 结构,结构稳定,为微管蛋白二聚体提供 装配的起
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