細(xì)胞骨架系統(tǒng)課件

從廣義上講：細(xì)胞骨架細(xì)胞外基質(zhì)細(xì)胞膜骨架細(xì)胞質(zhì)骨架細(xì)胞核骨架細(xì)胞骨架系統(tǒng)

（cytoskeleton

system）一個(gè)培養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞骨架第七章細(xì)胞骨架

（cytoskeleton

）第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)骨架第二節(jié)細(xì)胞核骨架（略）第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)骨架一、微管（microtubule）二、微絲（microfilament）三、中間絲（intermediatefilament）四、細(xì)胞質(zhì)骨架與疾病一、微管（microtubule）微管是由微管蛋白裝配成細(xì)長(zhǎng)的、具有一定剛性的圓管狀結(jié)構(gòu)。微管參與細(xì)胞形態(tài)的維持、某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成、胞內(nèi)膜性細(xì)胞器的定位、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞分裂等。微管網(wǎng)一、微管（microtubule）1.微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)和存在形式2.微管的化學(xué)組成3.微管結(jié)合蛋白4.微管的組裝及其調(diào)節(jié)5.微管的主要功能1.微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)和存在形式微管的存在形式：?jiǎn)喂埽ㄙ|(zhì)膜下）二聯(lián)管（鞭毛和纖毛）三聯(lián)管（中心粒和基體）2.微管的化學(xué)組成——微管蛋白（1）α-微管蛋白異二聚體（2）β-微管蛋白異二聚體：是微管裝配的基本單位。（3）γ-微管蛋白（3）γ-微管蛋白γ-微管蛋白環(huán)狀復(fù)合物（theγ-tubulinringcomplex，γTuRC）3.微管結(jié)合蛋白（MAP）（microtubuleassociatedprotein）結(jié)構(gòu)：堿性微管結(jié)合區(qū)域酸性突出區(qū)域3.微管結(jié)合蛋白（MAP）、功能：*調(diào)節(jié)微管裝配*穩(wěn)定微管空間結(jié)構(gòu)*參與某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成*參與胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸*控制微管定位Tau蛋白MAP1CMAP2+端追蹤蛋白MAP14.微管的組裝及其調(diào)節(jié)：（1）微管的體外裝配（2）微管的體內(nèi)裝配（3）微管裝配的調(diào)節(jié)（1）微管的體外裝配（2）微管的體內(nèi)裝配微管組織中心（microtubuleorganizingcenter，MTOC）決定細(xì)胞MT的極性（2）微管的體內(nèi)裝配微管的種子成核作用模型成纖維細(xì)胞中微管的分布（1）構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持和維持細(xì)胞的形態(tài)（2）參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成EM下：中心粒由9組三聯(lián)微管組成LM下：中心粒：centriol中心球：centrosphere中心體的結(jié)構(gòu)微管中心體的功能：主要的微管組織中心，組織形成微管在細(xì)胞分裂期指導(dǎo)紡錘絲排列和染色體的移動(dòng)纖毛掃描電鏡照片（2）參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成動(dòng)力蛋白臂動(dòng)力蛋白臂中央管中央鞘放射輻條質(zhì)膜連接蛋白A微管B微管外周二聯(lián)體管

鞭毛和纖毛橫切面電鏡圖象及結(jié)構(gòu)模式圖微管內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體中心體細(xì)胞核（3）維持細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的定位和分布單根微管上的雙向物質(zhì)運(yùn)輸驅(qū)動(dòng)蛋白動(dòng)力蛋白（4）為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸提供軌道雙向物質(zhì)運(yùn)輸膜泡轉(zhuǎn)運(yùn)的方向性（4）為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸提供軌道動(dòng)力蛋白與細(xì)胞器膜的附著（4）為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸提供軌道動(dòng)力肌動(dòng)蛋白復(fù)合物二、微絲（microfilament）微絲是由肌動(dòng)蛋白組成的細(xì)絲，成束地或分散地存在于真核細(xì)胞胞質(zhì)中，使細(xì)胞具有一定的韌性和彈性。在細(xì)胞的形態(tài)維持以及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中起著重要的作用。二、微絲（microfilament）1.微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)2.微絲的化學(xué)組成3.微絲結(jié)合蛋白4.微絲的組裝及其調(diào)節(jié)5.微絲的主要功能1.微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)又稱肌動(dòng)蛋白絲（actinfilament）2.微絲的化學(xué)組成——肌動(dòng)蛋白（actin）肌動(dòng)蛋白單體三維結(jié)構(gòu)肌動(dòng)蛋白纖維分子模型3.微絲結(jié)合蛋白（microfilament-associatedprotein）

（1）肌肉收縮系統(tǒng)中的微絲結(jié)合蛋白

（2）非肌細(xì)胞中的微絲結(jié)合蛋白

1）原肌球蛋白（tropomyosin，Tm）2）肌鈣蛋白（troponin）3）肌球蛋白Ⅱ（myosinⅡ）（1）肌肉收縮系統(tǒng)中的微絲結(jié)合蛋白細(xì)肌絲的結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)肌動(dòng)蛋白肌鈣蛋白原肌球蛋白Tn-C（鈣結(jié)合亞基）Tn-I（抑制亞基）Tn-T（原肌球蛋白結(jié)合亞基）（1）肌肉收縮系統(tǒng)中的微絲結(jié)合蛋白肌球蛋白Ⅱ（myosinⅡ）（1）肌肉收縮系統(tǒng)中的微絲結(jié)合蛋白由兩條多肽重鏈和兩對(duì)輕鏈組成肌球蛋白纖維肌球蛋白的組裝機(jī)制及兩極纖維電鏡照片（2）非肌細(xì)胞中的微絲結(jié)合蛋白

肌動(dòng)蛋白纖維的裝配（踏車現(xiàn)象）4.微絲的組裝及其調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白的裝配4.微絲的組裝及其調(diào)節(jié)微絲裝配的成核作用（1）支撐作用1）形成應(yīng)力纖維2）支持微絨毛（2）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)1）變形運(yùn)動(dòng)2）胞質(zhì)分裂3）肌肉收縮（3）參與胞內(nèi)信息傳遞5.微絲的主要功能（1）支撐作用——形成應(yīng)力纖維5.微絲的主要功能（1）支撐作用——支持微絨毛5.微絲的主要功能細(xì)胞變形運(yùn)動(dòng)模式圖肌動(dòng)蛋白皮層片狀偽足基質(zhì)回縮非聚合態(tài)肌動(dòng)蛋白的移動(dòng)＋端肌動(dòng)蛋白聚合,使偽足向前延伸點(diǎn)接觸（2）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)——變形運(yùn)動(dòng)5.微絲的主要功能變形運(yùn)動(dòng)噬中性粒細(xì)胞的趨化性（2）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)——胞質(zhì)分裂5.微絲的主要功能肌原纖維模式圖（2）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)——肌肉收縮5.微絲的主要功能（2）參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)——肌肉收縮5.微絲的主要功能肌球蛋白移動(dòng)機(jī)制肌球蛋白移動(dòng)微棘褶皺5.微絲的主要功能（3）參與胞內(nèi)信息傳遞—對(duì)外界信號(hào)作出應(yīng)答，觸發(fā)質(zhì)膜下微絲的結(jié)構(gòu)變化三、中間絲（intermediatefilament）中間絲是由中間絲蛋白家族組成，分布于不同類型的真核細(xì)胞中，有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，使細(xì)胞在被牽伸時(shí)能經(jīng)受住機(jī)械力。中間絲在細(xì)胞構(gòu)建、物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、細(xì)胞分化等多種生命活動(dòng)過程中起重要作用。三、中間絲（intermediatefilament）1.中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)2.中間絲的化學(xué)組成3.中間絲結(jié)合蛋白4.中間絲的組裝及其調(diào)節(jié)5.中間絲的主要功能中間絲電鏡照片1.中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)間期上皮細(xì)胞中間絲示意圖1.中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)中間絲蛋白單體的結(jié)構(gòu)模型桿狀α-螺旋區(qū)頭部氨基端尾部羧基端角蛋白波行纖維蛋白神經(jīng)絲蛋白核纖層含重復(fù)區(qū)段2.中間絲的化學(xué)組成（1）角蛋白纖維（keratinfilament）

（2）神經(jīng)元纖維（neurofilament）

（3）波形蛋白樣纖維（vimentin-likefilaments）

（4）核纖層蛋白（lamin）

（5）巢蛋白（nestin）

（6）未歸類的蛋白質(zhì)

2.中間絲的化學(xué)組成3.中間絲結(jié)合蛋白（IFAP）（intermediatefilamentassociatedprotein）

（1）絲聚蛋白（filaggrin）（2）網(wǎng)蛋白（plectin）（3）中間絲結(jié)合蛋白300（IFAP300）（4）BPAG1網(wǎng)蛋白中間絲微管抗網(wǎng)蛋白抗體的金顆粒網(wǎng)蛋白：介導(dǎo)中間絲與微管連接

4.中間絲的組裝及其調(diào)節(jié)二聚體四聚體原絲中間絲中間絲蛋白單體中間絲裝配模型（1）細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)支架作用（2）參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸（3）中間絲與細(xì)胞分化5.中間絲的功能1）在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)2）提供細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度3）參與相鄰細(xì)胞間、細(xì)胞與基膜間的連接結(jié)構(gòu)的形成5.中間絲的功能（1）細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)支架作用2）提供細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度3）參與相鄰細(xì)胞間、細(xì)胞與基膜間的連接結(jié)構(gòu)的形成1）參與胞內(nèi)信息傳遞2）與mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)（2）參與細(xì)胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運(yùn)輸5.中間絲的功能1）胚胎發(fā)育2）上皮分化3）決定不同類型細(xì)胞的分布（3）中間絲與細(xì)胞分化5.中間絲的功能四、細(xì)胞質(zhì)骨架與疾病細(xì)胞骨架的異常可引起很多疾病，包括腫瘤、一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和遺傳性疾病等。

細(xì)胞質(zhì)骨架由微管、微絲和中間絲組成，是一種高度有序的結(jié)構(gòu)，能在細(xì)胞活動(dòng)中不斷重組，賦予細(xì)胞以一定的形狀，而且在細(xì)胞的各種運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、能量和信息傳遞、基因表達(dá)和細(xì)胞分裂中起著重要作用。微管是由微管蛋白裝配而成，微管可裝配成單管、二聯(lián)管和三聯(lián)管。微管的主要成分為α-微管蛋白、β-微管蛋白和γ-微管蛋白以及一些微管結(jié)合蛋白。本章小結(jié)微管是由微管蛋白裝配成細(xì)長(zhǎng)的、具有一定剛性的圓管狀結(jié)構(gòu)。微管參與細(xì)胞形態(tài)的維持、某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形成、胞內(nèi)膜性細(xì)胞器的定位、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞分裂等。微管主要成分為微管蛋白和一些微管結(jié)合蛋白。微管的裝配總是先由微管組織中心開始，以γTuRC為組織形成微管的核心。中心體由中心粒和中心球組成，是主要的微管組織中心，組織形成微管，在細(xì)胞分裂期指導(dǎo)紡錘絲排列和染色體的移動(dòng)本章小結(jié)

微絲是由肌動(dòng)蛋白組成的細(xì)絲，成束地或分散地存在于真核細(xì)胞胞質(zhì)中，使細(xì)胞具有一定的韌性和彈性。在細(xì)胞的形態(tài)維持以及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)中起著重要的作用。微絲主要成分為肌動(dòng)蛋白和一些微絲結(jié)合蛋白。微絲在體內(nèi)裝配時(shí)在質(zhì)膜下有成核作用，這種成核作用受ARP復(fù)合物的催化。中間絲是由中間絲蛋白家族組成，分布于不同類型的真核細(xì)胞中，有很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，使細(xì)胞在被牽伸時(shí)能經(jīng)受住機(jī)械力。中間絲在細(xì)胞構(gòu)建、物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞、細(xì)胞分化等多種生命活動(dòng)過程中起重要作用。本章小結(jié)1.解釋下列名詞：細(xì)胞骨架；微管；微絲；中間絲；中心體；微管組織中心；微管結(jié)合蛋白微；微絲結(jié)合蛋白；中間絲結(jié)合蛋白；2.何為細(xì)胞骨架？其主要功能是什么？3.簡(jiǎn)述中心體的結(jié)構(gòu)和功能。4.試述微管組織中心在微管形成中的作用。思考題思考題5.在下列各類細(xì)胞中你認(rèn)