(细胞生物学期末考试各章总结)第十章 细胞骨架-

要点

?细胞骨架概念

?微丝、微管、中间丝装配特点及其比较

?微管动力学不稳定性

?微丝、微管、中间丝功能

1、细胞骨架：细胞骨架(Cytoskeleton)是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体

系。包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。

2、微管：在真核细胞质中，由微管蛋白构成的，可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭

毛和纤毛的结构。

3、微丝：在真核细胞的细胞质中，由肌动蛋白和肌球蛋白构成的，可在细胞形态的支持及

细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。

4、中间纤维：存在于真核细胞质中的，由蛋白质构成的，其直径介于微管和微丝之间，在

支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。

5、踏车现象：（微管和微丝具有踏车现象，中间丝没有）

在一定条件下，细胞骨架在装配过程中，一端发生装配使微管或微丝延长，而另一

端发生去装配而使微管或微丝缩短，实际上是正极的装配速度快于负极的装配速

度，这种现象称为踏车现象。

6、：

微管聚合从特异性的核心形成位点开始，这些核心形成位点主要是中心体和纤毛的

基体，称为微管组织中心，微管在生理状态或实验解聚后重新装配的发生处称为微

管中心，其存在位置为间质的中心体。

7、微管结合蛋白：

在微管上，除微管蛋白外，还有与微管相结合的辅助蛋白，称微管结合蛋白，为微

管结构和功能的必要成分。主要有微管关联蛋白MAP和微管装饰蛋白（tau），它

们控制微管的延长，与微管的聚合和解聚的调节有关。

1、微丝的功能:

（1）构成细胞的支架，维持细胞的形态；

（2）作为肌纤维的组成成分，参与肌肉收缩；

（3）参与细胞分裂；

（4）参与细胞运动；

（5）参与细胞内物质运输；

（6）参与细胞内信号转导

2、微管的功能

（1）维持细胞的形态；

（2）构成纤毛、鞭毛和中心粒等细胞运动器官，参与细胞运动；

（3）维持细胞器的位置，参与细胞器的位移；

（4）参与细胞内物质运输；

（5）参与染色体的运动，调节细胞分裂；

（6）参与细胞内信号转导

3、中间纤维的功能

（1）中间纤维发挥功能具有时空特异性；

（2）中间纤维提供细胞的机械强度作用；

（3）中间纤维维持细胞和组织完整性的作用；

（4）中间纤维与DNA复制有关；

（5）中间纤维与细胞分化及细胞生存有关

4、中间纤维的组装过程：

a. 2 个α螺旋以相同的方向形成双股超螺旋二聚体；

b. 两个二聚体以相反的方向再组装成一个四聚体；

c. 四聚体首尾相连形成原纤维；

d. 8 根原纤维构成圆柱状的10nm 纤维。

5、微管的装配过程：所有微管都遵循同一原则，由相似的蛋白亚基装配而成。

a. α和β微管蛋白形成异二聚体。

b.异二聚体沿纵向聚合成原纤维。

c.在原纤维侧面增加二聚体而扩展成弯曲的片状结构。

d.片状结构扩展至13 根原纤维时，即合拢形成一段微管。

e.新的二聚体不断加到微管的端点使之延长，最终微管蛋白与微管达到平衡。

6、微丝的组装

○微管装配是一个动态不稳定过程

○α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚体,αβ二聚体先形成环状核心(ring),经过侧面增加二聚体而扩展为螺旋带,αβ二聚体平行于长轴重复排列形成原纤维

(protofilament)。当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。

体外微管装配条件：

在适宜的温度，存在ATP、K+、Mg2+离子的条件下，（达临界浓度以上）肌动蛋白

单体可自组装为纤维。

组装步骤：

1.成核：几个G-肌动蛋白开始聚合形成核心结构；

2.微丝生长：G-肌动蛋白从两端加到多聚体上，加到正端比加到负端速度快10倍

以上。（此为结构极性；功能极性即行使功能具有方向性）

3.处于平衡状态：微丝延长到一定时期，游离肌动蛋白单体浓度降低至临界浓度，

正端延长速度等于负端缩短速度，长度处于平衡状态（此过程---

踏车现象）

7、微管的动力学不稳定性

·微管装配的动力学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的现象

·动力学不稳定性产生的原因：微管两端具GTP帽(取决于微管蛋白浓度),微管将继续组装,反之,无GDP帽则解聚。

8、中间丝（IF）装配与微丝（MF）,微管（MT）装配相比，有以下几个特点：

○ IF装配的单体是纤维状蛋白(MF,MT的单体呈球形)；

○由于IF是由反向平行的α螺旋组成的，所以和微丝、微管不同的是:它没有极性

○ IF在体外装配时不依赖温度和蛋白质的浓度，不需要ATP或GTP，也不需要核苷酸或结合蛋白的辅助；

○在体内装配后，细胞中几不存在IF单体。即细胞内的中间纤维蛋白绝大部分组装成中间纤维，而不像微丝和微管那样存在蛋白库（仅约30%左右的处于装配状态），但IF的存在形式也可以受到细胞调节，如核纤层的装配与解聚；

○与微管和微丝不同，中间丝没有与之平衡的踏车行为；

○中间纤维的成分与分布IF成分比MF,MT复杂，具有组织特异性；

○IF在形态上相似，而化学组成有明显的差别；

9、微丝特异性药物：

a.细胞松弛素：切割微丝并结合在微丝末端阻抑肌动蛋白聚合，因而可以破坏微丝的三

维结构。

10、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,并使已形成的微管稳定。