细胞生物学微管微丝.ppt
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1、A fluorescently stained image of cultured epithelial cells showing the nucleus (yellow) and microtubules (red),二微 管(Microtubules),微管是直径为2426nm的中空圆柱体。外径平均为24nm, 内径为15nm。微管的长度变化不定,微管壁大约厚5nm,微管通常是直的,呈网状和束状分布, 并能与其他蛋白共同组装成纺锤体、基粒、中心粒、纤毛、鞭毛、轴突、神经管等结构。,微管结构与组成,,微管蛋白二聚体是微管装配的基本单位。,单管:由13根原纤维组成,是细胞质中常见的形式,其结
2、构不稳定,易受环境因素而降解。 二联管:由A,B两根单管组成,主要分布于纤毛、鞭毛内。 三联管:由A,B,C三根单管组成,主要分布于中心粒及鞭毛和纤毛的基体中。,微管在细胞中的三种存在形式,在同一根微管的13条原纤维中, 所有二聚体的取向都是相同的, 所以微管的两端是不等价的, 这就是微管的极性。极性的另一层涵义是两端的组装速度是不同的, 正端生长得快, 负端则慢, 同样, 如果微管去组装也是正端快负端慢.,微管的极性,首先,-微管蛋白形成二聚体, 平行于长轴重复排列形成原纤维,进一步经过侧面增加二聚体而扩展为螺旋带, 当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。然后在端部不断添加二聚体
3、使微管延长。,微管装配过程,微管的聚合与解聚,除了特化细胞的微管外,大多数细胞质微管都是不稳定的,能够很快地聚合和解聚。,影响微管稳定的因素,造成微管不稳定性的因素很多,包括压力、温度(最适温度37)、pH(最适pH=6.9)、微管蛋白临界浓度.,即微管的总长度不变,但结合上的二聚体从(+)端不断向(-)端推移, 最后到达负端。踏车现象实际上是微管组装后处于动态平衡现象。,踏车现象(treadmilling),三、微管组织中心 microtubule organizing center, MTOCs,微管在生理状态或实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。微管组装的起始点,位于细胞核的
4、附近,在细胞有丝分裂时位于细胞的两级。,The centrosome is the major MTOC of animal cells,MTOCs为微管提供了生长的起点,靠近MTOCs的一端由于生长慢而称之为负端, 远离MTOCs一端的微管生长速度快, 称为正端。,中心体上生成微管的示意图,动物细胞中的微管组织中心是中心体,包括两个中心粒和中心粒旁物质,基体:纤毛和鞭毛的微管组织中心,只含有一个中心粒。,其他类型的微管组织中心,其它类型的细胞具有不同类型的MTOCs,如真菌的细胞有初级MTOCs,称为纺锤极体。 植物细胞既没有中心体,又没有中心粒,所以植物细胞的MOTC是细胞核外被表面的成膜
5、体。,MAP分子至少包含一个结合微管的结构域和一个向外突出的结构域。突出部位伸到微管外与其它细胞组分(如微管束、中间纤维、质膜)结合。 主要功能:促进微管组装。增加微管稳定性。促进微管聚集成束。,微管结合蛋白(microtubule-associaded protein MAP),影响微管组装的特异性药物,秋水仙素(colchicine),微管不能收缩,有一定的强度,是支撑和维持细胞形状的主要物质。,四、微管的主要功能,1 、支持和维持细胞的形态,2、细胞内运输,作为胞内物质运输的路轨。,涉及两大类马达蛋白:驱动蛋白kinesin,动力蛋白dyenin,均需ATP供能。,驱动蛋白Kinesin
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