细胞生物学细胞骨架

细胞生物学细胞生物学与遗传学教研室1/98姓名:张娟讲课章节:第

9章细胞骨架第10章细胞核联络方式:南U字楼6号楼3层333zhangjuan5308@163.com2/98第9章细胞骨架

（Cytoskeleton）细胞生物与遗传学教研室3/98微管、微丝、中间纤维和微梁网格由蛋白形成纤维网状结构细胞各种活动结构基础。包括细胞：形状支撑、吸收分泌、物质运输、信息传递、能量转换、免疫行为、细胞分裂、细胞器分布等细胞骨架使以上活动含有组织性和方向性。4/98细胞骨架三个鲜明特点：弥散性整体性变动性5/98广义细胞骨架概念包含4部分：细胞核骨架细胞质骨架细胞膜骨架细胞外基质6/98第一节微管

（microtubule）7/98一、微管化学组成

（一）微管蛋白（tubulin）

α、β两种球状亚单位

α、β微管蛋白异二聚体是微管基本单位

异二聚体

α微管蛋白

β微管蛋白

→微管（极性结构）→原丝8/989/98

结合位点：鸟嘌呤核苷酸（GTP）二价阳离子（Mg2+、Ca2+）药品（秋水仙碱、长春花碱）

微管工具药：秋水仙碱、长春花碱可特异性抑制微管聚合10/98（二）微管结合蛋白（microtubule-associateprotein,MAP）

1.MAP-1、MAP-2

附在微管壁外侧调整微管装配2.（达因）动力蛋白具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11/98外形笔直、坚硬中空直管状结构外径24nm

内径15nm长短不一13根原纤维围成一圈每根原纤维含α、β两种微管蛋白交替排列（αβ-αβ-αβ

‥‥‥）首尾相接。原纤维单位间位移，斜向（10-20°）盘旋。二、微管结构形态12/98三、微管分类（一）单管（singlet）13根原纤维（二）二联管（doublet）23根原纤维（三）三联管（triplet）33根原纤维13/98(一)微管组装过程四、微管组装双环状多聚体片状多聚体侧面加合为13条原纤维宽弯曲合拢为空心圆柱体短微管延长或短微管连接14/98踏车现象：在一定条件下，微管一端发生组装使微管延长，同时另一端发生去组装使微管缩短。15/98(二)微管组装条件微管蛋白浓度温度和PH离子环境影响微管组装药品16/98

（1）微管蛋白体外装配反应液必须具备以下条件：

①足够微管蛋白浓度（α和β）

②GTP和适量Mg2+存在

③去除反应液中Ca2+

④温度保持37℃，pH6.9

17/98（2）微管蛋白体内装配还须具备以下条件：

①微管组织中心（MTOC）微管进行组装区域，发源部位。如：中心体、鞭毛基体。18/98中心体：是动物细胞中决定微管形成一个细胞器19/98基体：是纤毛和鞭毛微管组织中心

20/98（2）微管蛋白体内装配还须具备以下条件：

①微管组织中心（MTOC）

②MAPs,τ蛋白因子21/98五、微管生物学功效（一）维持细胞形态如：细胞伪足神经细胞轴突双凹圆盘状红细胞血小板外形22/98（二）形态建成运动如：胚胎发育中细胞迁移精细胞变态成形23/98（三）细胞分裂极性有丝分裂时染色体移向两级24/98（四）物质循环与运输

微管作为一个“轨道”进行运输运输分泌颗粒、营养物质、色素颗粒、病毒颗粒、线粒体等消耗ATP25/98（五）细胞与细胞器运动

鞭毛、纤毛摆动驱使细胞运动26/98六、纤毛和鞭毛结构与运动

纤毛（cilium）和鞭毛（flagellum）是细胞基质向细胞表面突起、能收缩、丝状细胞附件。

基本结构：杆部和基体27/98（一）纤毛、鞭毛杆部28/98中央微管（centralsinglet）9对二联管架桥（bridge）中央鞘（sheath）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)29/98（二）纤毛、鞭毛基体

纤毛、鞭毛是由基体产生。呈“9+0”或“9×3+0”结构图式30/98（三）纤毛、鞭毛运动机制

“微管滑动假说”（slidingmicrotubulehypothesis）1.二联管滑动过程

分4步：接触、作功、分离、复原31/982.二联管间滑动转换成弯曲运动32/9833/98二联管间滑动转换成鞭毛波浪（螺旋）式运动和纤毛节律性摆动。弯曲运动是连接丝、辐条、中央鞘、中央单管等共同作用。34/98先天性精子不动症：是一个具ATP酶活性达因蛋白臂缺失或缺点造成男性不育。35/98

存在于动物和低等植物细胞中，成对出现细胞器。七、中心粒（centriole）36/98光镜下：中心体（centrosome）由中心粒和中心粒周围物质(pericentriolarmaterial)组成复合结构。电镜下：中心粒（双心体）相互垂直圆柱状小体，呈“9+0”或“9×3+0”结构图式。37/98中心粒周围物质：γ微管蛋白是微管生成真正诱导起点。38/98中心粒由微管蛋白库自体组装而成。①相互垂直排列②G1期后稍稍分开③S期复制为前中心粒④G2期子中心粒延长⑤前期两成熟中心粒分离⑥前期末，中心粒分开至细胞查对侧（细胞两极）39/9840/98染色体运动机制示意图41/98永久性细胞功效结构：鞭毛、纤毛、中心粒暂时性细胞功效结构：纺锤丝分散微管蛋白形式42/98第二节微丝

（microfilament

）43/98一、微丝（MF）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44/98Microfilament,MF45/98二、微丝化学组成

1、肌动蛋白组成微丝基本成份球形肌动蛋白（G-actin）纤维状肌动蛋白（F-actin）结合位点：肌球蛋白

ATP（或ADP）阳离子（K+.Na+.Mg2+或Ca2+）46/983种肌动蛋白：α.β和γα肌动蛋白：肌细胞

β.γ肌动蛋白：在非肌细胞

α.β.γ肌动蛋白：体外培养成纤维细胞47/98

2、微丝（肌动蛋白）结合蛋白

40各种：肌球蛋白隔绝蛋白封端蛋白截断蛋白等48/98各种微丝结合蛋白隔绝蛋白去聚合蛋白膜结合蛋白封端蛋白截断蛋白交联蛋白集束蛋白49/98三、微丝组装微丝是由两条球形肌动蛋白单体链呈右手螺旋盘绕形成纤维。50/981、组装过程G-actin聚合为较短寡聚体3-4个单体为装配关键G-actin附着到寡聚体关键两端（F-actin生长）成为螺旋纤维51/98F-actin向两个相反方向延长，有“+”级和“－”级。52/98Treadmilling+-53/982、影响组装原因肌动蛋白浓度ATPK+.Na+.Mg2+利于组装PH>7利于组装Ca2+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）54/98四、微丝功效1、在肌细胞中作用（肌肉收缩）横纹肌由肌细胞组成横纹肌收缩基本单位——肌原纤维(myofibrils)肌原纤维基本单位——肌节(sarcomere)55/98每一肌节含有细肌丝(thinmyofibrils)和粗肌丝(thickmyofibrils)细肌丝:

肌动蛋白原肌球蛋白(Tm)肌钙蛋白(Tn)粗肌丝：

肌球蛋白(myosin)56/98肌球蛋白组成两条重链四条轻链结构特点两个头部与肌动蛋白结合，水解ATP一个尾部装配成粗肌丝57/98肌原纤维TEM照片58/98肌肉收缩是粗肌丝与细肌丝相互滑动造成。59/98支撑作用细胞质流动变形运动胞质分裂胞吞胞吐作用信息传递2、在非肌细胞中作用60/9861/9862/9863/98第三节中间纤维

（intermediatefilament,IF

）64/98一、形态分布中空纤维结构直径10nm纤维网络65/98中间纤维66/98二、类型与化学组成1.角蛋白纤维（keratin）2.波形蛋白纤维（vimentin）3.结蛋白纤维（desmin）4.神经胶质纤维（neuroglialfilament）5.神经丝纤维（neurofilament）6.核纤层蛋白丝（lamin）67/98化学组成：中间纤维蛋白中间纤维结合蛋白（IFAPs）68/98中间纤维蛋白结构头部区—

氨基端尾部区—

羧基端杆状区—310aa中心区（螺旋区）形成聚合体关键部位非螺旋区，高度可变69/98

*四聚体是最小稳定单位*横截面是32个多肽分子

三、组装70/98单体

超螺旋（平行对齐）

原纤丝（反向平行）原纤维中间纤维71/98两种观点：

*两组双股螺旋各形成四聚体，两个四聚体组成一亚丝；四根亚丝盘绕围成一条中丝；

4→4×2→4×2×4=32条*八个四聚体围成一条中空管状中丝4→4×8=32条72/98中间纤维结构特点：

*32条多肽链围成空心管状纤维*两端对称

*

非极性*无特异性药品*无踏车现象73/98四、功效

*支持作用*核功效*物质运输*细胞分化*细胞连接74/98细胞骨架三种成份比较75/98第四节细胞骨架与医学1、肿瘤细胞2、神经退行性病3、临床应用76/98第9章要求：

1、掌握细胞骨架概念；

2、掌握微管、微丝组成和功效；

3、熟悉中间纤维组成和功效。77/98第十章细胞核（nucleus）细胞生物与遗传学教研室78/98最大最主要细胞器真核生物进化主要标志控制整个细胞生命活动细胞负载基因组，DNA复制、RNA转录中心79/98数量：

通常一个，哺乳动物红细胞(0)、肝细胞、心肌细胞(1-2)、破骨细胞、骨骼肌细胞(数百)。形状：大小：

核质比

间期：有细胞核分裂期：无细胞核80/98核被膜染色质核仁核基质81/98第1节核被膜(nuclearmembrane)一、核膜结构

不对称双层膜结构

(一)外核膜(outernuclearmembrane)

粗糙坚韧，表面有核糖体，与rER相连

82/98

(二)内核膜(innernuclearmembrane)

光滑平整，有与核纤层蛋白B结合位点83