细胞骨架课件

第八章第八章 细胞骨架细胞骨架Cytoskeleton第一节第一节 微管微管第二节第二节 微丝微丝第三节第三节 中等纤维中等纤维第四节第四节 微管组成的细胞器微管组成的细胞器 细胞骨架细胞骨架（cytoskeleton）：是由位于细胞质的蛋白质纤维组成的网架是由位于细胞质的蛋白质纤维组成的网架系统。包括微管、中等纤维、微丝。系统。包括微管、中等纤维、微丝。细细 胞胞 骨骨 架架 模模 式式 图图微管微丝中等纤维线粒体核糖体内质网 微管(黄色荧光）电镜下示细胞骨架电镜下示细胞骨架微丝（红色荧光）一、微管的结构与化学组成一、微管的结构与化学组成 （一）形态结构（一）形态结构 中空圆柱状，横断中空圆柱状，横断面由面由1313根原纤维围绕而根原纤维围绕而成，原纤维由微管蛋白成，原纤维由微管蛋白构成构成。第一节第一节 微微 管管（microtubule)15nm24-26nm5-9nm12345678910111213微管横断面类型：单管、二联管、三联管类型：单管、二联管、三联管12345678910111213单管单管 AB二联管二联管 ABC三联管三联管（二）化学成分（二）化学成分微管的化学成分：微管的化学成分：微管蛋白微管蛋白微微 管管 蛋蛋 白白 种类：种类：、微管蛋白微管蛋白微管横断面12345678910111213 微管蛋白微管蛋白异二聚体聚合首位相连原纤维（13）微管 二、微管的组装二、微管的组装 微管蛋白：参与微管组装的初始区域，即微管核心复合物。三、微管结合蛋白三、微管结合蛋白(microtubule-associated protein,MAP）参与微管的组成，调节微管的特异性，将微管与参与微管的组成，调节微管的特异性，将微管与有关细胞器相连。有关细胞器相连。微管结合蛋白组成：微管结合蛋白组成：1.1.碱性的微管结合结构域。碱性的微管结合结构域。2.2.酸性的突出结构域。酸性的突出结构域。微管结合蛋白作用：微管结合蛋白作用：1.1.抵抗解聚、稳定微管、在体外加速微管蛋白聚合。抵抗解聚、稳定微管、在体外加速微管蛋白聚合。2.2.调节微管与其他细胞成分的相互关系。调节微管与其他细胞成分的相互关系。四、微管的功能四、微管的功能1.1.维持细胞形态维持细胞形态2.2.参与细胞内物质运输参与细胞内物质运输3.3.维持细胞器的空间定位分布维持细胞器的空间定位分布4.4.构成纺锤体构成纺锤体5.5.作为中心粒、鞭毛和纤毛基本结构成分作为中心粒、鞭毛和纤毛基本结构成分五、微管与医学五、微管与医学1.1.微管的减少是肿瘤细胞的一个重要特征。微管的减少是肿瘤细胞的一个重要特征。2.2.被病毒感染的细胞内微管增多。被病毒感染的细胞内微管增多。3.3.微管遗传性疾病微管遗传性疾病:早老性痴呆病。早老性痴呆病。微丝是由肌动蛋白组成的实心纤维细丝；直径约微丝是由肌动蛋白组成的实心纤维细丝；直径约6 67nm 7nm，比微管细，更具有弹性，比微管细，更具有弹性，细胞中的微丝可成束、细胞中的微丝可成束、成网或纤维状，是可变的结构。成网或纤维状，是可变的结构。第二节第二节 微微 丝丝(microfilament)13 （一）形态结构（一）形态结构 微丝是一种纤维状结构，直径微丝是一种纤维状结构，直径7nm7nm，长短不，长短不定。可分散存在，也可聚集成束或交联成网。定。可分散存在，也可聚集成束或交联成网。（二）化学成分（二）化学成分 基本成分是肌动蛋白基本成分是肌动蛋白。微丝纤维结构模型 一、微丝的结构与化学组成一、微丝的结构与化学组成 二、微丝结合蛋白二、微丝结合蛋白不同的微丝结合蛋白可与微丝结合，影响微不同的微丝结合蛋白可与微丝结合，影响微丝的形态和功能、组装和去组装，还能控制微丝丝的形态和功能、组装和去组装，还能控制微丝与微管或其他细胞器的连接。与微管或其他细胞器的连接。肌动蛋白 G-肌动蛋白（球状肌动蛋白）F-肌动蛋白(纤维状肌动蛋白)多聚体单体三、微丝的组装三、微丝的组装微丝的组装及微丝踏车现象微丝的组装及微丝踏车现象肌动蛋白的踏车行为 细肌丝的组成1.核化蛋白2.单体隐蔽蛋白3.封端蛋白（end-blockingprotein）4.单体聚合蛋白5.微丝解聚蛋白6.交联蛋白7.纤维切断蛋白8.膜结合蛋白四、微丝的功能四、微丝的功能1.1.构成细胞的支架构成细胞的支架2.2.参与细胞的运动参与细胞的运动3.3.参与细胞分裂参与细胞分裂4.4.参与肌肉收缩参与肌肉收缩5.5.参与细胞内物质运输参与细胞内物质运输6.6.参与受精作用参与受精作用肌肉收缩图解影响微丝聚合与解聚的特异性药物影响微丝聚合与解聚的特异性药物细胞松弛素细胞松弛素B B：特异性的破坏微丝组装。：特异性的破坏微丝组装。鬼笔环肽鬼笔环肽：促进微丝聚合，稳定微丝所形成的纤维。：促进微丝聚合，稳定微丝所形成的纤维。IF IF结构稳定：结构稳定：既不受秋水仙素也不受细胞松弛既不受秋水仙素也不受细胞松弛B B素素影响，并且也没有极性。影响，并且也没有极性。微管微丝中等纤维 中等纤维中等纤维（intermediate filament,IF）：）：直径介与微管与微丝之间的纤维，直径介与微管与微丝之间的纤维，直径为直径为8nm10nm。第三节第三节 中等纤维中等纤维 分布：分布：细胞内主要在细胞核周围；相邻的上皮细细胞内主要在细胞核周围；相邻的上皮细胞之间的桥粒处；神经细胞轴突内。胞之间的桥粒处；神经细胞轴突内。一、中等纤维的类型一、中等纤维的类型类型：类型：根据中等纤维氨基酸序列的相似性，分根据中等纤维氨基酸序列的相似性，分为为6 6种类型。种类型。二二、中等纤维的基本结构、中等纤维的基本结构 中等纤维蛋白受控于一个多基因家族，具有高度中等纤维蛋白受控于一个多基因家族，具有高度同源性。同源性。中等纤维蛋白共同结构域-螺旋杆状区：非螺旋区头部（N-端）尾部（C-端）L1连接区L12连接区L2连接区8-14816-17杆状杆状 区区头部（N-端）尾部（C-端）N-端C-端1A-螺旋1B-螺旋2A-螺旋2B-螺旋351019121310个aa(I-IV型和VI型IF）或356个aa(V型IF)中等纤维分子结构模型三三、中等纤维的组装、中等纤维的组装单体单体二聚体二聚体超螺旋超螺旋COOH单体单体NH2COOHCOOH二聚体二聚体NH2NH2COOHCOOHNH2NH2四聚体四聚体NH2NH2COOHCOOH四聚体四聚体原丝原丝八聚体八聚体八聚体八聚体原纤维原纤维 中等纤维中等纤维中等纤维中等纤维原丝原丝中等纤维装配的特点：中等纤维装配的特点：1.1.相邻螺旋中的相邻螺旋中的-螺旋式螺旋式是反向平行排列，两是反向平行排列，两端对称，故中等纤维无极性。端对称，故中等纤维无极性。2.2.中等纤维遵循半分子长度交错的原则进行组中等纤维遵循半分子长度交错的原则进行组装。装。3.3.中等纤维的体外组装既不需要其它蛋白质参中等纤维的体外组装既不需要其它蛋白质参与，也不需要核苷酸的或结合蛋白的辅助。与，也不需要核苷酸的或结合蛋白的辅助。4.4.4.4.中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白绝中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白绝中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白绝中等纤维在体内组装时，中等纤维蛋白绝大部分已装配成中等纤维，而微管或微丝组装时大部分已装配成中等纤维，而微管或微丝组装时大部分已装配成中等纤维，而微管或微丝组装时大部分已装配成中等纤维，而微管或微丝组装时只有只有只有只有30%30%30%30%的蛋白分子处于组装状态。的蛋白分子处于组装状态。的蛋白分子处于组装状态。的蛋白分子处于组装状态。5.5.5.5.中等纤维蛋白即可形成同种聚合体，也可中等纤维蛋白即可形成同种聚合体，也可中等纤维蛋白即可形成同种聚合体，也可中等纤维蛋白即可形成同种聚合体，也可形成异聚合体。形成异聚合体。形成异聚合体。形成异聚合体。6.6.6.6.中等纤维头尾区起着稳定中等纤维核连接中等纤维头尾区起着稳定中等纤维核连接中等纤维头尾区起着稳定中等纤维核连接中等纤维头尾区起着稳定中等纤维核连接其他结构的作用。其他结构的作用。其他结构的作用。其他结构的作用。中等纤维结合蛋白中等纤维结合蛋白（intermediate filament-associated protein,IFAP）有一些蛋白虽不是中等纤维蛋白，但在结构和功能有一些蛋白虽不是中等纤维蛋白，但在结构和功能与中等纤维蛋白有密切关系，将这类蛋白称为中等纤维与中等纤维蛋白有密切关系，将这类蛋白称为中等纤维结合蛋白。结合蛋白。四、中等纤维的功能四、中等纤维的功能 1.1.维持细胞器的空间定位维持细胞器的空间定位 2.2.增强细胞的机械强度增强细胞的机械强度 3.3.参与桥粒与半桥粒的形成参与桥粒与半桥粒的形成 4.4.与细胞的分化有关与细胞的分化有关 五、中等纤维与医学五、中等纤维与医学 1.1.中等纤维与肿瘤的鉴别诊断中等纤维与肿瘤的鉴别诊断 2.2.中等纤维与某些先天性畸形的诊断中等纤维与某些先天性畸形的诊断一、中心粒一、中心粒中心体中心粒旁基质中心粒光镜：中心体光镜：中心体细胞核第四节第四节 微管组成的细胞器微管组成的细胞器微管构成的纺锤体 （一）中心粒形态结构（一）中心粒形态结构 中中心心粒粒由由微微管管组组成成，成成对对互互相相垂垂直直的的圆圆柱柱小小体体。圆圆柱柱小小体体的的横横切切面面由由九九组组微微管管环环绕绕而而成成，每每组组微微管管又又由由A A、B B、C C三三联联管管斜斜行行排排列列,形形成成了了风风车车状状。其其化化学学成成分是微管蛋白和鸟苷酸。分是微管蛋白和鸟苷酸。中心粒中心粒形态结构的电镜照片中心粒形态结构的电镜照片中心粒 （二）中心粒的功能（二）中心粒的功能 1.1.组织形成鞭毛和纤毛并参与细胞的有丝分裂，组织形成鞭毛和纤毛并参与细胞的有丝分裂，参与微管蛋白的合成、微管的聚合；参与微管蛋白的合成、微管的聚合；2.2.其上存在其上存在ATPATP酶与细胞能量代谢有关酶与细胞能量代谢有关,为细胞运为细胞运动和染色体移动提供能量动和染色体移动提供能量 。37写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItSAnHonorToWalkWithYouAllTheWay讲师：XXXXXXXX年XX月XX日