第 8 讲 细胞骨架
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(microtubule，MT)
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一.微管的形态结构与化学组成
微管的形态结构
中空的圆柱状结构，横断面 上看：它是由13根原纤维呈 纵向平行排列而成。
微 管 横 断 面
1 13 12 11 10 7 9 8 2 3 4 5 6
15nm 24-26nm
5-9nm
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时间控制 细胞生命活动的特殊时刻。（纺锤丝微管的聚合 与 解聚发生在细胞分裂期）。可受特殊因素的 影响：某些特殊蛋白质、Ca2+浓度等。 1.微管装配的特殊始发区域的影响（微管组织中心： 着丝点、中心体）。 2.微管的定向、延长和排列及与细胞其它成分的连 接等。
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空间控制
影响微管聚合与解聚的因素
单管
A
B
A
B
C
二联管
三联管
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二.微管的结合蛋白
微管结合蛋白（MAP）是一类可与微管结合 并与微管蛋白共同组成微管系统的蛋白； 主要包括MAP-1、MAP-2、tau、MAP4； 主要功能是调节微管的特异性并将微管连接 到特异性的细胞器上。
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三 . 微管的组装
三个时期：
延迟期 又称成核期，由、 微管蛋白聚合成寡聚体核心，接
着二聚体在其两端和侧面增加使之扩展成片状带，加 宽成13根原纤维即构成一段微管。
聚合期 又称为延长期，该期微管蛋白聚合速度大于解聚
速度，微管延长。
稳定期
微管的聚合和解聚速度相等。
微管的聚合从特异性核心形成位点开始，主要是中心 体和纤毛的基体，称为微管组织中心。
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—Bertha
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细胞骨架
●细胞骨架的概述 ●细胞骨架的组成
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第一节 细胞骨架的概述
◆细胞骨架概念
细胞骨架是指存在于真核细胞的细胞质中的蛋白 纤维网架结构体系
◆有狭义和广义两种涵义
在细胞质基质中包括微丝、微管和中间纤维。 在细胞核中存在核骨架-核纤层体系。核骨架、
排列形式，MF相互交错排列。
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（六）微丝的功能
◆维持细胞形态，赋予质膜机械强度 ◆肌肉收缩(muscle contraction) ◆微绒毛(microvillus) ◆应力纤维(stress fiber) ◆与细胞质运动和细胞移动有关 ◆参与胞质分裂
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1、维持细胞形态，赋予质膜机械强度 微丝遍及胞质各处，集中分布于质膜下， 和其结合蛋白形成网络结构，维持细胞 形状和赋予质膜机械强度，如哺乳动物 红细胞膜骨架的作用。
运动。 作为产生力的装置，将细胞从一个地方移至到
另一个地方。 作为锚定mRNA并促进其翻译成多肽的位点。 作为细胞分裂的必要组分。
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第二节 细胞骨架的组成
●微管 （microtubules,MT） ●微丝 (microfilament, MF) ● 中间纤维 ( intermediate filament,IF)
近年来认为微丝是由一条肌动蛋白单体链形成的螺旋， 每个肌动蛋白单体周围都有四个亚基，呈上、下及两侧排 列。
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(三）微丝的组装及动力学特性
◆MF是由G-actin单体形成的多聚体，肌动蛋白 单体具有极性，装配时呈头尾相接，故微丝具
有极性，既正极与负极之别。装配可分为成 核反应、纤维的延长和稳定期3个阶段。
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高中生物细胞骨架的概念及组成部分
高中生物细胞骨架的概念及组成部分细胞骨架是维持细胞形态和结构的关键组成部分，是细胞内部的一个动态网络。
细胞骨架是细胞内的一个动态网络，由三种主要的蛋白质纤维组成：微管、中间纤维和微丝。
这些蛋白质纤维在细胞内形成了一个三维网状结构，支撑着细胞的形态和结构，并参与了细胞的运动和分裂。
微管是细胞骨架的一种组成部分，它由α-和β-微管蛋白组成。
微管是一种空心的管状结构，直径约为25纳米，长度可达数百微米。
微管在细胞内的作用非常广泛，包括维持细胞的形态和结构、参与细胞的运动和分裂，以及细胞内物质的运输等。
中间纤维是另一种组成细胞骨架的蛋白质纤维。
它们由多种不同的蛋白质组成，包括角蛋白、细胞核蛋白和肌动蛋白等。
中间纤维的直径约为10纳米，长度可达数微米。
中间纤维主要参与细胞的结构支撑和细胞内物质的运输。
微丝是细胞骨架的第三种组成部分，由肌动蛋白蛋白质组成。
微丝的直径约为7纳米，长度可达数微米。
微丝在细胞内的主要作用是参与细胞的收缩和运动。
细胞骨架在细胞内的作用非常广泛。
它们不仅维持了细胞的形态和结构，还参与了细胞的运动和分裂。
细胞骨架还参与了细胞内物质的运输和分布，帮助细胞内的物质按照正确的方向和速度运输到它们需要的位置。
此外，细胞骨架还参与了细胞的信号传递和细胞间相互作用。
细胞骨架可以通过调节细胞内的信号通路和细胞表面的受体，影响细胞的生长和分化，以及细胞和细胞之间的相互作用。
细胞骨架的研究对于我们理解细胞的结构和功能非常重要。
在生物学和医学领域，研究细胞骨架的变化和异常可以帮助我们更好地理解细胞的病理机制，并开发新的治疗方法。
总之，细胞骨架是细胞内的一个动态网络，由微管、中间纤维和微丝等蛋白质纤维组成。
它们维持了细胞的形态和结构，参与了细胞的运动和分裂，并参与了细胞内物质的运输和分布。
细胞骨架的研究对于我们理解细胞的结构和功能非常重要。
细胞骨架的形态结构特点与功能ppt课件
一.形态与化学组成与形态结构 2.化学组成
微丝结合蛋白的种类要比微管结合蛋白的种类多，且功能 复杂。目前在肌肉细胞和非肌细胞中已经分离出了100多种不 同类型的微丝结合蛋白。 ㈠单体隔离蛋白 ㈡交联蛋白 ㈢末端阻断蛋白 ㈣纤维切割蛋白 ㈤肌动蛋白纤维去聚合蛋白 ㈥膜结合蛋白
3.封端蛋白
连接蛋白
的形状得以维持。
㈡参与细胞的运动 细胞整体的移动和位置改变主要是在微丝的作用下 完成的，如变形虫、巨噬细胞和白细胞以及器官发 生时的胚胎细胞等。
㈡参与细胞的运动
㈢参与细胞分裂 在有丝分裂的末期，细胞膜沿赤道面向内收缩，这一 过程主要是在由微丝组成的收缩环的作用下完成的。
㈣参与肌肉收缩
㈣参与肌肉收缩
微 管 (microtubules)
二、微管的形态结构
微管的形状： 13条原纤维组成中空的管状结构，内 径15nm，厚5nm,直径24~26nm。
微 管 的 存 在 二联管 形 式
单管
胞质中分散或成束
主要分布于纤毛、鞭 毛杆
三联管
主要分布于中心粒及鞭 毛和纤毛的基体中
第一节
微 管 (microtubules)
概念 细胞骨架是指真核细胞质 中的蛋白质纤维网架体系。 它对于维持细胞的形状、 细胞内物质的运输、染色 体的分离和细胞分裂等起 着重要的作用。包括微管、 微丝、中间纤维。
细胞骨架的发现过程
1928年，人们提出了细胞骨架的概念。
1954年，在电镜下首次看到了细胞中的微管， 但 此时，电镜制片还只能用锇酸或高锰酸钾在低 温条件下来固定，在这样的条件下细胞骨架常被 破坏。
成核期与微管不同，微丝的成核作用是发生在 质膜上，这一过程还受到细胞外部信号的调节。微 丝组装的动力来自于ATP。
细胞骨架知识点总结
细胞骨架知识点总结1. 微丝微丝是细胞骨架的一种主要组成部分，由肌动蛋白构成。
肌动蛋白分为肌动蛋白Ⅰ（actinⅠ）和肌动蛋白Ⅱ（actinⅡ）两种类型。
肌动蛋白Ⅰ主要存在于非肌肉组织中，肌动蛋白Ⅱ主要存在于肌肉组织中。
微丝的主要功能是支持和维持细胞形态，参与细胞的运动和分裂。
微丝还参与细胞内物质的运输和分布，调节细胞内环境等生理活动。
2. 微管微管是由α-β异二聚体蛋白构成的细胞骨架结构，微管的主要功能是支持和维持细胞形态，参与细胞的分裂和运动，以及细胞器的定位和运输。
微管还是细胞内物质的运输通道，通过载体蛋白将物质运输到细胞各个部位。
微管还参与细胞内信号传导和细胞极性的形成。
3. 中间丝中间丝是由角蛋白构成的细胞骨架结构，主要分布在细胞核周围，细胞骨架的主要功能是支持和维持细胞形态，参与细胞的分裂和运动，并且参与细胞器的定位和运输。
中间丝还参与细胞的信号传导和细胞内物质的运输和分布。
4. 细胞骨架的动力学细胞骨架是动态的结构，它可以根据细胞外界环境的变化进行重塑和重组。
细胞骨架的动力学过程主要包括血小板收缩、细胞运动和细胞分裂等。
5. 细胞骨架与细胞运动细胞骨架参与细胞的运动，包括细胞的伸展、收缩、迁移和分裂等。
微丝支持和维持细胞的形状，参与细胞的黏附和蠕动。
微管参与细胞的分裂和细胞器的运输。
中间丝支持和维持细胞核的形状，参与细胞核的运输和分裂。
6. 细胞骨架与细胞黏附细胞骨架参与细胞的黏附，包括细胞与细胞之间的黏附和细胞与基质之间的黏附。
微丝参与细胞的贴壁运动和膜的变形。
微管参与细胞的移动和定位。
中间丝支持和维持细胞形态。
7. 细胞骨架与细胞分裂细胞骨架参与细胞的分裂，包括有丝分裂和无丝分裂。
微丝参与有丝分裂的纺锤体形成和染色体的分离。
微管参与有丝分裂的纺锤体形成和染色体的运动。
中间丝参与无丝分裂的细胞核的裂解和重建。
8. 细胞骨架与细胞器的定位和运输细胞骨架参与细胞器的定位和运输。
微丝参与内质网和高尔基体的定位和运输。
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2 微丝的装配
三个actin聚集成一个核心 随后actin分子向核心两端加合
第九章 细胞骨架
第一节 微丝 一 微丝的组成和装配
微丝极性
微丝具极性，肌动蛋白单体加到（+）极 的速度比加到（-）极的速度快十倍。
第九章 细胞骨架
第一节 微丝 一 微丝的组成和装配
Treadmilling
ATP-肌动蛋白浓度影响组装速度。当处于临界浓 度时，ATP-actin可能继续在（+）端添加、而在 （-）端分离，表现出一种“踏车”现象。
步行模型 水解一个ATP hand over hand 行走16nm 讨论5 驱动蛋白在微管上 是怎样行走的？ “尺蠖”模型 水解一个ATP inchworm 行走8nm
第九章 细胞骨架
第二节 微管
五 微管的功能
动力蛋白
构成 两条相同的重链 种类繁多的轻链 结合蛋白
作用 推动染色体分离 驱动鞭毛运动 向微管（−）极运输小泡
动力蛋白臂
疾病
第九章 细胞骨架
第二节 微管
五 微管的功能
4 纺锤体与染色体运动
C 形成纺锤体，在细胞分裂中牵引染色体到达分裂极。 纺锤体是一 种微管构成
的动态结构， 其作用是在 分裂细胞中 牵引染色体 到达分裂极。
染色体运动机制
+ + + + + 染色体 动力蛋白 动粒 双极驱动蛋白四聚体 − + + + + + + + − + + + +
核化蛋白nucleatingprotein单体隐蔽蛋白monomersequesteringprotein封端蛋白endblockingprotein单体聚合蛋白monomerpolymerizingprotein微丝解聚蛋白actinfilamentdepolymerizingprotein交联蛋白crosslinkingprotein纤维切断蛋白filamentseveringprotein膜结合蛋白membranebindingprotein封端加帽交联封端加帽交联单体隔离微丝结合蛋白作用方式单体膜结合解聚切断成束长纤维成核成束蛋白将肌动蛋白纤丝交联成平行的一排成一束结构联成平行的一排成一束结构三微丝的功能形成细胞皮层形成应力纤维形成细胞皮层形成应力纤维细胞伪足形成与迁移运动物理功能强度韧性固定维持形状物理功能强度韧性固定维持形状细胞伪足形成与迁移运动形成微绒毛胞质分裂环肌细胞收缩运动物质运输顶体反应细胞器运动生物学功能细胞各种运动有关形成微绒毛胞质分裂环肌细胞收缩运动物质运输顶体反应细胞器运动生物学功能细胞各种运动有关第九章细胞骨架第一节微丝二微丝结合蛋白1形成细胞皮层cellcortex细胞内大部分微丝分布在紧贴质膜的细胞质区域由微丝结合蛋白交联形成细胞内大部分微丝分布在紧贴质膜的细胞质区域由微丝结合蛋白交联形成凝胶状三维网络结构称为细胞皮层