细胞生物学第七章总结
(细胞生物学基础)第七章核糖体

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核糖体的结构
核糖体由大、小两个亚基组成,每个亚基都由RNA 和蛋白质构成。
大亚基含有28S、5S和5.8S三种RNA,而小亚基含有 18S RNA。
这些RNA与约60种不同蛋白质结合,形成稳定的复 合物。
核糖体的功能
核糖体是合成蛋白质的场所, 通过mRNA的翻译合成蛋白质 。
它具有起始、延长和终止三个 功能部位,分别对应于mRNA 上的起始密码子、终止密码子 以及多肽链的释放因子。
信号转导调控
核糖体可以感知细胞内的营养 和能量状态,通过信号转导途 径将信息传递给其他细胞器或 细胞核,进而调控细胞代谢和 生长。
核糖体与疾病的关系
核糖体与癌症
研究表明,核糖体的合成和功能异常可以影响肿瘤细胞的 增殖和分化,与癌症的发生和发展密切相关。
核糖体与神经退行性疾病
一些神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病等与核糖 体功能异常有关,这些疾病的发生和发展过程中会出现核 糖体蛋白的聚集和神经元死亡。
核糖体与感染性疾病
病毒和细菌等微生物感染细胞后,会利用细胞内的核糖体 合成自身的蛋白质,因此核糖体也是抗感染免疫的重要靶 点。
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核糖体的研究方法
核糖体的分离和纯化
分离
利用核糖体与其他细胞成分的密 度差异,通过离心技术将其从细 胞中分离出来。
纯化
通过一系列层析和电泳技术进一 步去除杂质,获得较为纯净的核 糖体样品。
核糖体的电镜观察
负染色
将核糖体样品置于负染色液中,使其 附着在载网上,然后进行电镜观察。
冷冻电镜
采用冷冻固定技术,将核糖体样品快 速冷冻并置于电镜下观察,以获得高 分辨率的图像。
核糖体的生物信息学分析
医学细胞生物学(7~12章复习大纲)

《医学细胞生物学》(7~12章复习大纲)第七章细胞膜与物质转运(全部都是重点!!!!!!)⏹分类:一)小分子和离子的穿膜运输,分简单扩散、离子通道扩散、易化扩散、离子泵、伴随运输。
二)大分子和颗粒物质的膜泡运输。
第一节穿膜运输⏹一、简单扩散(simple diffusion)⏹二、离子通道扩散⏹电位依赖性电压闸门通道配体门控离子通道(Ligand-gated channels ):机械闸门通道三、易化扩散⏹特点:1)与所结合的溶质有专一的结合部位,运输各种有机小分子。
2)细胞膜上特定载体蛋白的数量相对恒定,处于饱和状态时,运输速率最大。
⏹单运输将溶质从膜的一侧转运到膜的另一侧⏹被动运输:物质从浓度高的一侧到浓度低的一侧,不消耗能量⏹简单扩散、离子通道扩散、易化扩散⏹四、离子泵⏹(一)Na –K 泵主动运输⏹(二)Ca 2+泵主动运输(Ca2+ Pump)⏹五、伴随运输⏹共运输(symport):协同运输中,两种物质运输方向相同。
(小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖、氨基酸)⏹对运输(antiport):协同运输中,两种物质转运方向相反。
(Na -H 交换体在细胞分裂的时候通过转移H ,提高pH值)⏹特点:1)动物细胞协同运输的能量驱动通常来自Na +的电化学梯度。
2)Na+-K +泵间接驱动着协同运输。
第二节膜泡运输⏹一、胞吞作用⏹(一)吞噬作用(phagocytosis):吞噬细胞通过特异的表面受体识别摄入大的颗粒,形成吞噬泡(phagocytic vesicle)或吞噬体(phagosome)的过程。
⏹二)胞饮作用(pinocytosis) :指细胞摄取液体和溶质的过程。
由细胞膜包裹的液体内陷而形成的小泡,称为胞饮小泡或胞饮体(三)受体介导的胞吞作用特定大分子与聚集于细胞表面受体互补结合,形成受体大分子复合物,通过细胞膜凹陷,该区域形成有被小窝(coated pit),有被小窝从质膜上脱落成为有被小泡(coated vesicle),进入细胞内。
第七章知识点总结生物

第七章知识点总结生物本章介绍了生物学的一些基本概念和知识点,主要内容包括细胞、遗传、基因、进化和生态。
以下是对这些知识点的总结:1. 细胞细胞是生命的基本单位,所有生物都是由一个或多个细胞组成的。
细胞的结构包括细胞质、细胞膜、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体等。
细胞在生物体内承担着各种功能,如新陈代谢、分裂、增殖等。
2. 遗传遗传是指生物体内遗传物质的传递和变异。
遗传物质主要是DNA,它携带着生物体的遗传信息。
遗传的方式包括性状遗传和基因遗传,性状遗传是指父母亲的性状通过基因传递给后代,基因遗传是指DNA复制和分裂过程中的变异。
遗传是生物进化和多样性的基础。
3. 基因基因是决定生物性状的单位,它位于染色体上,由DNA组成。
基因通过编码蛋白质来控制生物的生长和发育。
基因的变异是生物多样性的重要原因,它使得生物在遗传变异中产生新的性状。
4. 进化进化是生物体在环境适应和种群变异的过程中产生新的物种和差异。
进化的机制包括自然选择、基因漂变、隔离和突变。
自然选择是指生物在环境中适应和生存的能力,适应性强的生物会在种群中占有优势地位。
基因漂变是指种群中基因频率的变异。
隔离是指种群分离成小的亚种或物种,突变是种群中个体基因发生变异。
5. 生态生态是生物体与环境之间的相互作用和依存关系。
生态系统由生物群落、生物种群和生物个体组成。
生态学主要研究生物之间的相互关系、种群分布和群体数量的动态变化等。
生物在环境中的适应、竞争和共生是生态系统的重要特征。
本章所涉及的生物知识点涵盖了细胞学、遗传学、进化论和生态学的基本内容。
这些知识对于理解生物的本质和生命的演化有着重要的意义。
在今后的学习和研究中,我们应该加深对这些知识点的理解和掌握,以便更好地理解生物的本质和生命的奥秘。
细胞生物学第七章线粒体与叶绿体知识点整理

细胞生物学第七章线粒体与叶绿体知识点整理线粒体和叶绿体是细胞中两个重要的细胞器。
它们在细胞代谢和能量转换中发挥着重要的作用。
以下是关于线粒体和叶绿体的一些重要知识点:线粒体:1.结构:线粒体是一个由两层膜包围的细胞器。
它包含一个外膜和一个内膜,内膜形成了许多内突起,称为线粒体内膜嵴。
2.能量转换:线粒体是细胞中的能量生产中心。
它通过细胞呼吸过程中的氧化磷酸化来产生能量,将食物分子中的化学能转化为细胞可以使用的三磷酸腺苷(ATP)。
3. 基因组:线粒体具有自己的基因组,称为线粒体DNA(mtDNA)。
它主要编码细胞呼吸过程中所需的蛋白质。
mtDNA由母亲遗传给子代,因此线粒体DNA有助于研究人类的遗传和进化。
4.线粒体疾病:线粒体功能障碍可以导致许多疾病,如线粒体脑肌病、线粒体糖尿病和阿尔茨海默病。
这些疾病通常会影响能量的产生和细胞的正常功能。
叶绿体:1.结构:叶绿体是植物和一些原生生物中的细胞器。
它也是由两层膜包围,并且内膜形成了一系列叫做叶绿体嵴的结构。
2.光合作用:叶绿体是光合作用的主要场所,其中光能转化为化学能以供细胞使用。
叶绿体中的叶绿素能够吸收太阳能,并将其转化为光合作用的产物,如葡萄糖。
3. 基因组:叶绿体也具有自己的基因组,称为叶绿体DNA(cpDNA)。
它主要编码参与光合作用和叶绿体功能的蛋白质。
4.叶绿体疾病:类似于线粒体疾病,叶绿体功能障碍也会导致一系列疾病,在植物中称为叶绿体遗传病。
这些疾病通常会导致叶绿体的正常结构和功能受损。
1.起源:线粒体起源于古代原核生物,而叶绿体起源于古代蓝藻细菌。
这些细菌进化成为现代细胞中的线粒体和叶绿体。
2.功能:线粒体主要参与能量转换,而叶绿体主要参与光合作用。
它们在细胞代谢中的角色不同,但都与能量生产和细胞功能密切相关。
3.基因组:线粒体和叶绿体都有自己的基因组,具有其中一种程度的自主复制和表达能力。
不过,线粒体基因组比较小,叶绿体基因组比较大。
细胞生物学 第七章 细胞内膜系统及蛋白质分选与泡膜运输

周围大小不等的囊泡——物质运输
高尔基体与细胞骨架关系密切; 高尔基的膜囊上存在微管的马达蛋白(
kinesin)和微丝的马达蛋白(myosin)。最近 还发现特异的血影蛋白(spectrin)网架 。它 们在维持高尔基体动态的空间结构以及复杂的 膜泡运输中起重要的作用。
❖ 残余小体(residual body),次级溶酶体未被消化 的残渣,又称后溶酶体。
用电镜细胞化学技术显示其中含有的酸性磷酸酶, M:线粒体,L:溶酶体(朴英杰)
动物细胞溶酶体系统示意图
溶酶体膜的特征: 嵌有质子泵,形成和维持溶酶体中酸性的内环境; 具有多种载体蛋白用于水解的产物向外转运; 膜蛋白高度糖基化,可能有利于防止自身膜蛋白的
❖ 二、内膜系统的结构与功能 ❖ (二)高尔基体( Golgi complex ) ❖ 2、功能
❖ (3)蛋白酶的水解和其他加工过程
蛋白质在高尔基体中酶解加工的几种类型
无生物活性的蛋白原(proprotein)高尔基体切除 N-端或两端的序列成熟的多肽。如胰岛素、胰高血糖 素及血清白蛋白等
蛋白质前体高尔基体水解同种有活性的多肽,如 神经肽等
一种分选途径。
❖ 二、内膜系统的结构与功能
❖ (二)高尔基体( Golgi complex ) ❖ 2、功能
(1)高尔基体与细胞的分泌活动 ❖ 蛋白质的分选及其转运 ❖ 溶酶体酶的分选 (2)蛋白质糖基化及其修饰
(3)蛋白酶的水解和其他加工过程
蛋白质糖基化类型
特征
N-连接
O-连接
1. 合成部位
2. 合成方式
细胞生物学 章节提要 第七章 线粒体和过氧化物酶体

线粒体和过氧化物酶体研究方法(study method)脉冲示踪研究(定位线粒体蛋白)、光谱分析(电子载体在内膜上的排序)、负染色技术(偶联因子1的发现)、线粒体膜重建实验(ATP酶功能的鉴定)、放线菌酮(抑制蛋白质的合成)、差速离心、等密度离心(过氧化物酶体的发现)、去垢剂的应用。
细胞的生存需要的两个基本要素是:构成细胞结构的化学元件和能量。
线粒体(mitochondrion)是细胞的动力工厂。
其直径一般为0.5—1.0um,最大可达40um。
具有两层膜结构,外膜起界膜作用,内膜向内皱褶成嵴(crista)。
具有膜间间隙和基质。
线粒体干重中蛋白质的含量为65%-70%,脂质占20%-30%。
内外膜的区别主要表现在蛋白质和脂质的含量比例不同。
内膜的酶类较复杂,包括运输酶类、合成酶类、电子传递和ATP合成酶类。
线粒体基质中酶类最多,与三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解相关的酶类大都存在于基质中。
单胺氧化酶是外膜的标志酶;细胞色素氧化酶是内膜的标志酶;腺苷酸激酶是膜间间隙酶的标志酶;苹果酸脱氢酶是基质的标志酶。
线粒体是Ca+贮存地,可以调节细胞质钙离子浓度。
蛋白质的转运方式有两种:翻译后转运(post-translational translocation)和共翻译转运(co-translational translocation)。
蛋白质的转运需要转运信号,这种信号一般位于肽链的N端,是优先翻译的方向,称为导向序列(targeting sequence)或导向信号(targeting signal)。
也称为转运肽(transit peptide)、前导肽(leading peptide)。
转运肽具有的一般特性:需要受体、从接触点进入、蛋白质要折叠、需要能量、需要转运肽酶、需要分子伴侣的协助。
线粒体基质蛋白的转运、外膜内膜蛋白的转运和膜间间隙蛋白的转运方式不同,膜间间隙蛋白的转运分为保守型寻靶(conservation targeting)和非保守性寻靶(nonconservative targeting)。
细胞生物学第七章线粒体与叶绿体知识点整理

《第七章 线粒体与叶绿体》知识点整理一、线粒体与氧化磷酸化 1. 形态结构 外膜:标志酶:单胺氧化酶 是线粒体最外面一层平滑的单位膜结构; 通透性高;50%蛋白,50%脂类; 内膜:标志酶:细胞色素氧化酶 是位于外膜内侧的一层单位膜结构;缺乏胆固醇,富含心磷脂-—决定了内膜的不透性(限制所有分子和离子的自由通过);蛋白质/ 脂类:3:1; 氧化磷酸化的关键场所 膜间隙:标志酶:腺苷酸激酶 其功能是催化ATP 大分子末端磷酸基团转移到AMP ,生成ADP 嵴:内膜内折形成,增加面积;需能大的细胞线粒体嵴数多 片状(板状):高等动物细胞中,垂直于线粒体长轴 管状:原生动物和植物中 基粒(ATP 合成酶):位于线粒体内膜的嵴上的规则排列的颗粒 基质:标志酶:苹果酸脱氢酶 为内膜和嵴包围的空间,富含可溶性蛋白质的胶状物质,具有特定的pH 和渗透压; 三羧酸循环、脂肪酸和丙酮酸氧化进行场所 含有大量蛋白质和酶,DNA,RNA ,核糖体,Ca2+ 2. 功能 (1) 通过基质中的三羧酸循环,进行糖类、脂肪和氨基酸的最终氧化 (2) 通过内膜上的电子传递链,形成跨内膜的质子梯度 (3) 通过内膜上的ATP 合成酶,合成ATP ATP 合成酶的结合变化和旋转催化机制(书P90)头部F 1(α3β3γδε) 亲水性 α、β亚基具有ATP 结合位点,β亚基具有催化ATP 合成的活性 γε结合为转子,旋转以调节β亚基的3种构象状态δ与a 、b 亚基结合为定子基部F 0(a 1b 2c 10-12) 疏水性 C 亚基12 聚体形成一个环状结构定子在一侧将α3β3与F 0连接起来>〉氧化磷酸化的具体过程① 细胞内的储能大分子糖类、脂肪经酵解或分解形成丙酮酸和脂肪酸,氨基 酸可被分解为丙酮酸,脂肪酸或氨基酸进入线粒体后进一步分解为乙酰CoA;② 乙酰CoA 通过基质中的TCA 循环,产生含有高能电子的NADH 和FADH2; ③ 这两种分子中的高能电子通过电子传递链,在过程中形成跨内膜的质子梯度; 氧化磷酸化*Delta *epsilon《第七章 线粒体与叶绿体》知识点整理④ 质子梯度驱动ATP 合成酶将ADP 磷酸化成ATP,势能转变为化学能。
细胞生物学_翟中和版_总结笔记第七章

Cell biology细胞生物学第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输细胞内被膜区分类:细胞质基质、细胞内膜系统、有膜包被的细胞器第一节细胞质基质的含义和功能一、细胞质基质的含义(1)含义:在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质主要含有:(1)与代谢有关的许多酶(2)与维持细胞形态和物质运输有关的细胞质骨架结构细胞质基质是一个高度有序的体系,细胞质骨架纤维贯穿在粘稠的蛋白质胶体中,多数的蛋白质直接或间接地与骨架结合,或与生物膜结合,从而完成特定的功能。
细胞质基质主要是由微管、微丝和中间丝等相互联系形成的结构体系,蛋白质和其他分子以凝聚或暂时的凝聚状态存在,与周围溶液的分子处于动态平衡。
差速离心获得的胞质溶胶的组分和细胞质基质溶液成分很大不同。
胞质溶胶中的多数蛋白质可能通过弱键结合在基质的骨架纤维上。
二、细胞质基质的功能(1)蛋白质分选和转运N端有信号序列的蛋白质合成之后转移到内质网上,通过膜泡运输的方式再转运到高尔基体。
其他蛋白质的合成都在细胞质基质完成,并根据自身信号转运到线粒体、叶绿体、细胞核中,也有些蛋白驻留在细胞质基质中。
(2)锚定细胞质骨架(3)蛋白的修饰、选择性降解1 蛋白质的修饰辅基、辅酶与蛋白的结合磷酸化和去磷酸化糖基化N端甲基化(防止水解)酰基化2 控制蛋白质寿命N端第一个氨基酸残基决定寿命细胞质基质能够识别N端不稳定的氨基酸信号将其降解,依赖于泛素降解途径3 降解变性和错误折叠的蛋白质4 修复变性和错误折叠的蛋白热休克蛋白的作用第二节细胞内膜系统及其功能细胞内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相互关联、由膜包被的细胞器或细胞结构。
研究方法:电镜技术免疫标记和放射自显影离心技术和遗传突变体分析一、内质网的形态结构和功能内质网是由封闭的管状或扁平囊状膜系统及其包被的腔形成的互相沟通的三维网络结构。
(一)内质网的两种基本类型糙面内质网和光面内质网。
糙面内质网:扁囊状整齐附着有大量核糖体功能:合成分泌性蛋白和膜蛋白光面内质网:分支管状,小功能:脂质合成,出芽位点部分细胞合成固醇类激素糙面内质网有20多种和光面内质网不同的蛋白,说明有特殊装置隔开两种内质网的组分。
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第七章细胞骨架与细胞的运动第一节微管真核细胞中细胞骨架成分之一。
是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空柱状结构。
还能装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构,参与细胞形态的维持、细胞运动、细胞分裂等。
微管蛋白与微观的结构存在:所有真核细胞,脊椎动物的脑组织中最多。
直径:24-26纳米中空小管基本构件:微管蛋白α、β异二聚体。
13根原纤维合拢成一段微管。
极性:增长快的为正端,另一端为负端。
(与细胞器定位分布、物质运输方向灯微管功能密切相关)γ微管蛋白:定位于微管组织中心,对微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂有重要作用。
存在形式:单管(存在于细胞质,不稳定)、二联管(AB两根单管构成,主要分布于纤毛和鞭毛)、三联管(ABC三根单管组成,分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体中)一、微管结合蛋白碱性微管结合区域:明显加速微管的成核作用。
酸性突出区域:决定微管在成束时的间距大小种类:MAP-1,MAP-2,MAP-4,tau不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域:tau只存在于轴突中,MAP-2则分布于胞体和树突中。
三,微管的装配的动力学装配特点:动态不稳定性装配过程:1、成核期(延迟期)α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构,及核心的形成,接着二聚体再起两端和侧面增加使其扩展成片状带当片状带加宽至13根原纤维时,即合拢成一段微管。
是限速过程。
2、聚合期(延长期)细胞内高浓度的游离微管蛋白聚合速度大于解聚速度,新的二聚体不断加到微管正端使其延长。
3、稳定期(平衡期)胞质中游离的微管蛋白达到临界浓度,围观的组装与去组装速度相等(一)微管装配的起始点是微管组织中心中心体和纤毛的基体称为微管组织中心。
作用:帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。
γTuRC:刺激微管核心形成,包裹微管负端,阻止微管蛋白的渗入。
可能影响微管从中心体上释放。
中心体:包括中心粒,中心粒旁物质。
间期位于细胞核的附近,分裂期位于纺锤体的两极。
星状体:新生微管从中心体发出星型结构(二)微管的体外装配影响因素:微管蛋白的浓度、pH和温度,GTP体外聚合条件:微管蛋白二聚体达到一定的浓度,Mg2+存在(无Ca2+)适当的pH(6.9)和温度(37℃)新生成的微管添加微管蛋白的速度大于它们所携带的GTP水解的速度,所以新生成的微管全是GTP微管蛋白亚基,在微管的末端形成一个称为GTP帽的结构,防止微管解聚。
微管生长较慢时,GTP水解成GDP,携带有GDP的亚基很快从游离端上解聚。
微管内的这两种状态是不断发生的。
微管的两个端点装配速度不同,表现出明显的极性。
正端发生GTP和微管蛋白的添加,负端发生GDP和微管蛋白的解聚。
这种装配方式又叫做踏车运动。
(三)微管的体内装配Αβ微管蛋白异二聚体结合到γTuRC→一段短的微管→再开始微管装配的过程组织微管形成的能力可能受细胞周期的影响而开闭。
在间期组织微管形成的能力被关闭(四)很多因素影响微管组装和降解GTP浓度,压力,温度,pH,离子浓度,微管蛋白临界浓度,药物等。
紫杉醇:和微管紧密结合防止微管蛋白亚基的解聚,加速微管蛋白的聚合。
秋水仙素:结合稳定游离的微管蛋白,使其无法聚合成微管,引起微管的解聚。
长春新碱:结合微管蛋白异二聚体,抑制他们的聚合作用。
四、微管的功能(一)微管构成细胞内的网状支架,支持和维持细胞形态不能收缩,但有一定的强度,能抗压抗弯曲,给细胞提供机械支持力(如血小板)。
对于细胞突起部分,如纤毛,鞭毛,轴突的形成和维持也有重要的作用。
(二)微管参与中心粒、纤毛、鞭毛的形成中心粒:9组三联体微管围成的一个圆筒状结构纤毛、鞭毛:9+2(中央有中央微管,外围有9组二联管围绕)基体:三联管组成,与中心粒相似,无中央微管。
(三)微管参与细胞内物质运输线粒体周围也有微管的存在,有的微管直接连到高尔基体小泡上,核糖体可系在微管和微丝的交叉点上,细胞内的细胞器移动和胞质中的物质转运都和微管有着密切的关系。
参与运输的主要蛋白质:微管马达蛋白(动力蛋白:由正端向负端移动、驱动蛋白:由负端向正端移动、肌球蛋白)(四)微管维持细胞内细胞器的定位和分布(五)微管参与染色体的运动,调节细胞的分裂染色体动粒可以捕捉从纺锤体极伸出的微管,形成侧位连接,并沿着单根微管的侧面向极区方向滑动。
同时另一侧的姐妹染色单体上的动粒也与来自另一极的微管结合。
(六)微管参与细胞内的信号传导微管参与信号转导功能。
与细胞的极化。
微管的不稳定动力学行为、围观的稳定性变化、微管的方向性及微管组织中心的位置均有关。
第二节微丝一、微丝的主要成分与微丝的结构1、微丝的主要成分是肌动蛋白,化学本质为单链多肽,每一肌动蛋白分子与一份子ATP相连,具有极性。
肌动蛋白在细胞中有两种存在形式,分别为球形—肌动蛋白和纤维状—肌动蛋白。
2、肌动蛋白微丝是极性结构,有正端和负端。
一个细胞内的微丝总长度比微管总长度长。
二、微丝结合蛋白及其功能1、微丝结合蛋白的种类:单体隔离蛋白、交联蛋白、末端阻断蛋白、纤维切割蛋白、肌动蛋白纤维解聚蛋白、膜结合蛋白。
2、微丝结合蛋白的功能:可抑制肌动蛋白单体的结合;可使细胞内的肌动蛋白纤维形成网络结构;可加速肌动蛋白丝的去聚合;等等。
三、微丝的装配机制(一)微丝的组装过程分为成核期、聚合期与稳定期1、成核期:此期球状蛋白开始聚合,逐渐形成三聚体,即核心形成。
成核作用发生在质膜,。
2、聚合期:核心一形成便进入聚合期,正端的组装速度远快于负端,微丝的长度不断伸长。
3、稳定期:进入平衡期,微丝的长度基本不变,但要注意这是一个动态平衡过程,正端的延长层速度等于负端的缩短速度。
(二)微丝组装过程的模型解释1、踏车模型:在微丝装配时,肌动蛋白分子添加到肌动蛋白丝上的速率正好等于肌动蛋白分子从肌动蛋白丝上解离的速率时,微丝净长度没有改变,这种过程称为肌动蛋白的踏车行为。
2、非稳态动力学模型:认为ATP是调节微丝组装的动力学不稳定性行为的主要因素,ATP—肌动蛋白比ADP—肌动蛋白对纤维末端的亲和性低高,所以ADP—Ⅱ肌动蛋白容易从末端脱落,使纤维缩短,呈现动力学不稳定状态。
(三)微丝的组装受多种因素的影响1、G—肌动蛋白浓度、A TP浓度、Ca2+、K+、Na+浓度2、细胞松弛素B:是真菌分泌的生物碱,通过与微丝的正端结合起抑制微丝聚合的作用。
对微管没有作用,也不抑制肌收缩,因肌纤维中肌动蛋白丝是稳定的结构。
3、鬼笔环肽:从毒蕈分离的毒素,只与聚合的微丝结合,抑制微丝的解体,因而破坏了微丝的聚合与解聚的的动态平衡。
四、微丝的功能(一)微丝构成细胞的支架并维持细胞的形态——细胞的特化结构包括微绒毛和应力纤维。
微绒毛具有刚性,应力纤维在细胞内紧邻质膜下方,具有收缩功能,能用于维持细胞的形状和赋予细胞韧性和强度。
(二)微丝参与细胞运动——与动物细胞的变形运动相关。
(三)微丝参与细胞分裂——有丝分裂的动物细胞中由微丝与肌球蛋白—丝形成的收缩环,在胞质分裂中起重要作用。
(四)微丝参与肌肉收缩——了解肌细胞收缩的变化过程(五)微丝参与细胞内物质运输—微丝在微丝结合蛋白介导下可与微管一起进行细胞内物质运输。
(六)微丝参与细胞内信号传导第三节中间纤维一、中间纤维的结构和类型(一)中间纤维是三种细胞骨架纤维中结构最为复杂的一种,且最为坚韧和持久。
(二)中间纤维是丝状蛋白多聚体1、中间纤维的单体是蛋白质纤维分子,种类多,但都有结构相同的结构域:一个α—螺旋的中间区(高度保守),两侧是球形的N端和C端。
(三)中间纤维的类型和分布较为复杂1、根据中间纤维氨基酸序列的相似性,分为酸性角蛋白,中性/碱性角蛋白,波形蛋白、结蛋白、外周蛋白、胶质原纤维酸性蛋白,神经丝蛋白,核纤层蛋白和巢蛋白六种类型。
2、不同的中间纤维分布在不同区域二、中间纤维的装配和调节1、中间纤维蛋白单体分子大多为丝状蛋白,有氨基末端的头部、羧基末端的尾部、由α—螺旋区组成的中间杆状区域。
2、二聚体的反向平行排列说明四聚体以及由其形成的高级结构中间纤维都是非极化结构,即在纤维两端是相同的,在沿着纤维长轴上具有对称性。
中间纤维蛋白丝氨酸和苏氨酸残基的磷酸化作用是中间纤维动态调节最常见最有效的调节方式。
三、中间纤维的功能(一)中间纤维在细胞内形成一个完整的网状骨架系统——中间纤维外与质膜和细胞外基质有直接的联系,内与核膜、核基质联系,贯穿整个细胞起着广泛的骨架功能。
具有一定可塑性,与细胞核的定位和固定有关。
(二)中间纤维为细胞提供机械强度支持——中间纤维比微管和微丝更耐受剪切力。
(三)中间纤维参与细胞连接——中间纤维参与黏着连接中的桥粒连接和半桥粒连接。
(四)中间纤维参与细胞内信息传递及物质运输——由于中间纤维外连质膜和胞外基质,内穿到达核骨架,因此形成一个跨膜的信息通道。
(五)中间纤维维持细胞核膜稳定——核纤层蛋白对于细胞核形态的维持具有重要作用。
(六)中间纤维参与细胞分化——微丝微管在各种细胞中是相同的,但是中间纤维的表达则有组织特异性。
第四节细胞的运动一.微管与细胞运动纤毛(动物呼吸道上皮细胞)和鞭毛(精子)的运动微管滑动模型:①动力蛋白头部与相邻的B微管接触,促进同动力蛋白结合的ATP水解,并释放ADP和Pi,改变了A微管动力蛋白头部的构象,促进头部朝相邻二联管的正极滑动,使相邻二联管之间产生弯曲力。
②新的A TP结合,促使动力蛋白头部与相邻的B管脱离。
③A TP水解,放出的能量使动力蛋白头部的角度复原。
④带有水解产物的动力蛋白头部与相邻二联管上的另一个位点结合,开始下一个循环二、微丝与细胞运动依赖:肌动蛋白、微丝结合蛋白过程:①细胞在它的前端或前沿伸出突起(伪足)②这些突起附着在其爬行的表面③细胞的其余部分通过锚着点上的牵引力将自己向前拉。
三个过程都涉及到肌动蛋白丝。
三、细胞运动的调节机制(一)细胞外信号可以引起细胞骨架的重排RhoGTP酶家族介导,主要成员是Cdc42/Rac和Rho。
原理:上述蛋白可以再活性GTP结合的状态和非活性GDP结合状态之间不断转换,从而控制细胞骨架重排。
(二)细胞外信号可以指导细胞运动的方向细胞运动需要在特定的方向上进行极化。
细胞骨架在细胞极化的过程中具有主导作用,触发极化很多分子在进化上是保守的。
例子:细胞的趋化运动,阿米巴向环化的AMP移动第五节细胞骨架与疾病一、细胞骨架与肿瘤某些细胞骨架的成分改变可以增加癌细胞的运动能力癌细胞:微观数量减少,网架紊乱甚至消失;微丝应力纤维破坏和消失,肌动蛋白发生重组,形成小体,聚集分布在细胞皮层,由于其形状为小球形或不规则形,被命名为“肌动蛋白小体”“皮层小体”“面包圈”“玫瑰花”小体等。
药物:长春新碱,细胞松弛素及其衍生物,秋水仙素等可有效抑制细胞增殖,诱导细胞凋亡。
绝大多数癌细胞继续表达中间纤维类型,可以根据中间纤维来确定肿瘤细胞的类型及来源,对诊断有重要作用。