細胞生物學(xué)課件細胞骨架詳解

細胞生物學(xué)課件細胞骨架詳解演示文稿本文檔共97頁；當前第1頁；編輯于星期二\5點33分（優(yōu)選）細胞生物學(xué)課件細胞骨架本文檔共97頁；當前第2頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第3頁；編輯于星期二\5點33分光鏡下顯示細胞骨架：紅色熒光顯示微絲黃色顯示微管蘭色顯示細胞核

本文檔共97頁；當前第4頁；編輯于星期二\5點33分細胞骨架由以下組分構(gòu)成微絲（microfilament）微管（microtubule）中間纖維（intemediatefilament）廣義的細胞骨架還包括核骨架（nucleoskeleton）核纖層（nuclearlamina）細胞外基質(zhì)（extracellularmatrix）形成貫穿于細胞核、細胞質(zhì)、細胞外的一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本文檔共97頁；當前第5頁；編輯于星期二\5點33分微絲，又叫肌動蛋白纖維，是由肌動蛋白構(gòu)成的兩股螺旋形成的細絲，普遍存在于真核細胞中微管，是由微管蛋白單體構(gòu)成的基本組件形成的中空的管狀結(jié)構(gòu)。普遍存在于真核細胞中中間纖維，又叫中間絲，粗細位于微絲和肌球蛋白粗絲之間，普遍存在于真核細胞中，是三種骨架系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的一種本文檔共97頁；當前第6頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第7頁；編輯于星期二\5點33分第一節(jié)微絲微絲（microfilament，MF）是由肌動蛋白(actin)組成的直徑約7nm的骨架纖維，又稱肌動蛋白纖維actinfilament。微絲和它的結(jié)合蛋白（associationprotion）以及肌球蛋白（myosin）三者構(gòu)成化學(xué)機械系統(tǒng)，利用化學(xué)能產(chǎn)生機械運動。本文檔共97頁；當前第8頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第9頁；編輯于星期二\5點33分根據(jù)等電點的不同可將高等動物細胞內(nèi)的肌動蛋白分為3類：α分布于各種肌肉細胞中β和γ分布于肌細胞和非肌細胞中。肌動蛋白纖維是由兩條線性排列的肌動蛋白鏈形成的螺旋，狀如雙線捻成的繩子本文檔共97頁；當前第10頁；編輯于星期二\5點33分一、微絲的結(jié)構(gòu)和功能1．結(jié)構(gòu)（1）肌動蛋白（actin）*2個結(jié)構(gòu)域，4個亞單位組成ATP（ADP）二價離子構(gòu)象可改變與微絲的組裝與解離有關(guān)*極性結(jié)構(gòu)正端（＋）負端（－）結(jié)合位點本文檔共97頁；當前第11頁；編輯于星期二\5點33分*存在形式游離球狀肌動蛋白（G-actin)纖維狀肌動蛋白(F-actin)本文檔共97頁；當前第12頁；編輯于星期二\5點33分（2）微絲

結(jié)構(gòu)：由肌動蛋白單體聚合形成雙螺旋本文檔共97頁；當前第13頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第14頁；編輯于星期二\5點33分組裝：條件：ATP

鹽濃度K+Mg++過程（三個階段）：成核期—微絲組裝的限速過程生長期—肌動蛋白在核心兩端聚合正端快，負端慢平衡期—聚合速度與解離速度達到平衡本文檔共97頁；當前第15頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第16頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第17頁；編輯于星期二\5點33分動態(tài)調(diào)節(jié)：踏車模型（treadmillingmodel）非穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型(dynamicinstabilitymodel)ATP是調(diào)節(jié)的主要因素ATP-肌動蛋白對微絲末端親和性高ADP-肌動蛋白對微絲末端親和性低ATP-肌動蛋白濃度與聚合速度成正比本文檔共97頁；當前第18頁；編輯于星期二\5點33分微絲的任何一端都可以以添加肌動蛋白單體的方式增長，不過由于極性，兩端的速度不同，速度快的一端為正端，速度慢的一端為負端，表現(xiàn)為踏車現(xiàn)象。當?shù)竭_平衡期，肌動蛋白分子添加到肌動蛋白絲上的速度正好等于肌動蛋白分子從肌動蛋白上失去的速度，微絲的凈長度沒有改變，這種過程稱為微絲的踏車行為。本文檔共97頁；當前第19頁；編輯于星期二\5點33分movie本文檔共97頁；當前第20頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第21頁；編輯于星期二\5點33分（3）微絲結(jié)合蛋白與肌動蛋白纖維結(jié)合，調(diào)節(jié)其性質(zhì)和功能，影響微絲長度，穩(wěn)定性和構(gòu)形。分類：單體隔離蛋白（monomer-sequensteringprotein）交聯(lián)蛋白（cross-linkprotein）末端阻斷蛋白（endblockingprotein）纖維切割蛋白（filament-severingprotein）去聚合蛋白（actinfilamentdepolymerizationprotein）膜結(jié)合蛋白（membrane-bindingprotein）本文檔共97頁；當前第22頁；編輯于星期二\5點33分各種微絲結(jié)合蛋白單體隔離蛋白去聚合蛋白膜結(jié)合蛋白末端阻斷蛋白纖維切割蛋白交聯(lián)蛋白本文檔共97頁；當前第23頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第24頁；編輯于星期二\5點33分肌球蛋白（myosin）組成兩條重鏈兩條輕鏈結(jié)構(gòu)特點兩個頭部與肌動蛋白纖維結(jié)合，水解ATP一個尾部裝配成粗絲本文檔共97頁；當前第25頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第26頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第27頁；編輯于星期二\5點33分（4）微絲的功能（1）構(gòu)成細胞的支架，維持細胞的形態(tài)細胞皮質(zhì)（cellcortex）也叫肌動蛋白皮質(zhì)（actincortex）

細胞靠近質(zhì)膜處的一層由微絲和各種微絲結(jié)合蛋白構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)本文檔共97頁；當前第28頁；編輯于星期二\5點33分*微穗

（microspike）內(nèi)含肌動蛋白纖維細胞表面伸展出的細而堅硬的突起，可快速形成和回縮，可作為探針使細胞感受環(huán)境，更長的微穗成為絲狀偽足（filopodium）神經(jīng)細胞、成纖維細胞片狀偽足（lamellipodium）成纖維細胞本文檔共97頁；當前第29頁；編輯于星期二\5點33分lamellipodia1lamellipodia2本文檔共97頁；當前第30頁；編輯于星期二\5點33分微絨毛（microvilli）是質(zhì)膜頂端表面的指狀形突起。分布：存在于許多動物細胞表面的指狀結(jié)構(gòu)，在上皮細胞中特別豐富，可增加細胞表面積。小腸吸收上皮細胞最多結(jié)構(gòu)組成微絲微絲形成的微絲束構(gòu)成了微絨毛骨架微絲結(jié)合蛋白調(diào)節(jié)長度保持形狀本文檔共97頁；當前第31頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第32頁；編輯于星期二\5點33分絨毛蛋白毛緣蛋白肌球蛋白Ⅰ鈣調(diào)蛋白本文檔共97頁；當前第33頁；編輯于星期二\5點33分應(yīng)力纖維（stressfiber）也叫張力纖維，是真核細胞中廣泛存在的由微絲束構(gòu)成的較為穩(wěn)定的纖維狀結(jié)構(gòu)，位于細胞內(nèi)緊鄰質(zhì)膜下方內(nèi)含肌動蛋白纖維和肌球蛋白纖維有收縮功能，但不產(chǎn)生運動維持細胞的扁平鋪展和特異形狀并賦予細胞韌性和強度本文檔共97頁；當前第34頁；編輯于星期二\5點33分培養(yǎng)的上皮細胞中的應(yīng)力纖維（微絲紅色、微管綠色）本文檔共97頁；當前第35頁；編輯于星期二\5點33分（2）參與細胞分裂細胞分裂中形成收縮環(huán)（內(nèi)含肌動蛋白纖維和肌球蛋白纖維）有絲分裂末期，兩個即將分離的子細胞內(nèi)產(chǎn)生收縮環(huán)，收縮環(huán)由平行排列的微絲和myosinII組成。隨著收縮環(huán)的收縮，兩個子細胞的胞質(zhì)分離，在細胞松馳素存在的情況下，不能形成胞質(zhì)分裂環(huán)，因此形成雙核細胞。本文檔共97頁；當前第36頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第37頁；編輯于星期二\5點33分（3）參與肌肉收縮肌纖維肌原纖維粗、細肌絲肌球蛋白肌動蛋白原肌球蛋白肌鈣蛋白本文檔共97頁；當前第38頁；編輯于星期二\5點33分肌纖維TEM照片Z盤本文檔共97頁；當前第39頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第40頁；編輯于星期二\5點33分肌肉收縮圖解（myosin）本文檔共97頁；當前第41頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第42頁；編輯于星期二\5點33分（4）參與細胞運動胞質(zhì)環(huán)流變形運動吞噬變皺膜運動本文檔共97頁；當前第43頁；編輯于星期二\5點33分細胞的變形運動分為四步：①：微絲纖維生長，使細胞表面突出，形成片足(lamellipodium)；②在片足與基質(zhì)接觸的位置形成粘著斑；③在myosin的作用下微絲纖維滑動，使細胞主體前移；④解除細胞后方的粘和點。如此不斷循環(huán)，細胞向前移動。阿米巴原蟲、白細胞、成纖維細胞都能以這種方式運動。本文檔共97頁；當前第44頁；編輯于星期二\5點33分movie本文檔共97頁；當前第45頁；編輯于星期二\5點33分（5）參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸（6）參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)Rho-GTPase本文檔共97頁；當前第46頁；編輯于星期二\5點33分3.藥物對微絲的作用細胞松弛素B(cytochalasinB)

真菌-生物堿微絲+端結(jié)合鬼筆環(huán)肽(phalloidin)

毒蘑菇（Amanita）-毒素與聚合的微絲結(jié)合抑制肌動蛋白纖維的解聚本文檔共97頁；當前第47頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第48頁；編輯于星期二\5點33分二、微管的結(jié)構(gòu)與功能1.結(jié)構(gòu)（1）微管蛋白（tubulin）α管蛋白β管蛋白γ微管蛋白-微管組織中心（MTOC）（2）微管（tubule）單微管（13）二聯(lián)微管（13+10）（纖毛、鞭毛）三聯(lián)微管（13+10+10）（基體、中心粒）異二聚體→原絲→微管（極性結(jié)構(gòu)）內(nèi)徑：15nm本文檔共97頁；當前第49頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第50頁；編輯于星期二\5點33分GTPGTP--〉GDP本文檔共97頁；當前第51頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第52頁；編輯于星期二\5點33分1313+1013+10+10本文檔共97頁；當前第53頁；編輯于星期二\5點33分分布真核細胞中普遍存在（脊椎動物腦組織）主要位于細胞質(zhì)中，控制著膜性細胞器的定位和胞內(nèi)物質(zhì)運輸細胞特殊結(jié)構(gòu)纖毛、鞭毛、基體、中心體、紡錘體本文檔共97頁；當前第54頁；編輯于星期二\5點33分A組裝成核期（nucleationphase）-延遲期（lagphase）管蛋白聚合成短的寡聚體（核心）

片狀微管聚合期（polymerizationphase）-延長期（elongationphase）聚合速度大于解聚速度穩(wěn)定期（steadyphase）：聚合速度等于解聚速度（游離管蛋白達到臨界濃度）本文檔共97頁；當前第55頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第56頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第57頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第58頁；編輯于星期二\5點33分B組裝的動態(tài)調(diào)節(jié)踏車模型非穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型（dynamicinstability）GTP是調(diào)節(jié)微管體內(nèi)外組裝的主要物質(zhì)GTP-管蛋白對微管末端的親和力大GDP-管蛋白對微管末端的親和力小管蛋白濃度本文檔共97頁；當前第59頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第60頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第61頁；編輯于星期二\5點33分C微管組織中心（MTOC）微管的聚合從特異性的核心形成位點開始，這些核心形成位點主要是中心體和纖毛的基體，稱為微管組織中心功能：幫助大多數(shù)細胞微管裝配過程中成核中心體（centrosome）是動物細胞中決定微管形成的一種細胞器組成：中心粒（centriole）中心粒旁物質(zhì)（pericetriolarmaterial）位置：間期：細胞核附近有絲分裂期：位于紡錘體的兩極本文檔共97頁；當前第62頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第63頁；編輯于星期二\5點33分（3）微管結(jié)合蛋白與微管結(jié)合，調(diào)節(jié)微管活性的一類蛋白。穩(wěn)定微管調(diào)節(jié)微管特異性調(diào)節(jié)微管與細胞其他成分的作用MAP-1MAP-2tauMAP-4本文檔共97頁；當前第64頁；編輯于星期二\5點33分2.微管功能（1）維持細胞的形態(tài)神經(jīng)元細胞的軸突RBC雙凹盤形（2）參與細胞的運動纖毛、鞭毛—二聯(lián)管清除細胞表面異物輸卵維持細胞自身運動基體、中心?！?lián)管本文檔共97頁；當前第65頁；編輯于星期二\5點33分A纖毛（cilia）、鞭毛（flagella）組成：質(zhì)膜頂部軸絲—微管及相關(guān)蛋白微管：9組二聯(lián)管+中央微管（9+2）相關(guān)蛋白：動力蛋白

連接蛋白

輻射絲基體—纖毛組織中心（9組三聯(lián)管）本文檔共97頁；當前第66頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第67頁；編輯于星期二\5點33分鞭毛的結(jié)構(gòu)本文檔共97頁；當前第68頁；編輯于星期二\5點33分

運動產(chǎn)生：由微管滑動引起化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能（動力蛋白）滑動轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢\動（輻射絲，連接蛋白）本文檔共97頁；當前第69頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第70頁；編輯于星期二\5點33分B中心粒（centriole）和基體（basalbody）組成：9組三聯(lián)管9+0本文檔共97頁；當前第71頁；編輯于星期二\5點33分中心粒：成對存在，互相垂直間期：形成微管，構(gòu)成細胞骨架系統(tǒng)的主要纖維系統(tǒng)，一方面參與物質(zhì)運輸另一方面維持細胞形狀分裂期：形成紡錘體的兩極，指導(dǎo)有絲分裂進行本文檔共97頁；當前第72頁；編輯于星期二\5點33分基體是纖毛器的基本結(jié)構(gòu)基體與中心粒具同源性，結(jié)構(gòu)、功能可以互換本文檔共97頁；當前第73頁；編輯于星期二\5點33分中心體：中心粒周圍無定形物質(zhì)

間期：組織胞質(zhì)微管形成分裂期：組織形成紡錘體

微管組織中心

（MTOC）本文檔共97頁；當前第74頁；編輯于星期二\5點33分中心體結(jié)構(gòu)模型本文檔共97頁；當前第75頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第76頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第77頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第78頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第79頁；編輯于星期二\5點33分（3）參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸及細胞器的遷移微管依賴性馬達蛋白（motorprotein）驅(qū)動蛋白（kinesin）動力蛋白（dynein）本文檔共97頁；當前第80頁；編輯于星期二\5點33分驅(qū)動蛋白Kinesin結(jié)構(gòu)：是由兩條輕鏈和兩條重鏈構(gòu)成的四聚體，外觀具有兩個球形的頭（具有ATP酶活性）、一個螺旋狀的桿和兩個扇子狀的尾。功能：通過結(jié)合和水解ATP，導(dǎo)致頸部發(fā)生構(gòu)象改變，使兩個頭部交替與微管結(jié)合，從而沿微管“行走”，將“尾部”結(jié)合的“貨物”（運輸泡或細胞器）轉(zhuǎn)運到其它地方。大多數(shù)能向著微管（+）極運輸小泡。本文檔共97頁；當前第81頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第82頁；編輯于星期二\5點33分動力蛋白Dynein結(jié)構(gòu)：分子量巨大（接近1.5Md）由兩條相同的重鏈和一些種類繁多的輕鏈以及結(jié)合蛋白構(gòu)成鞭毛二聯(lián)微管外臂的動力蛋白具有三個重鏈功能：在細胞分裂中推動染色體的分離驅(qū)動鞭毛的運動向著微管（-）極運輸小泡本文檔共97頁；當前第83頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第84頁；編輯于星期二\5點33分Movie

movie（organelle）本文檔共97頁；當前第85頁；編輯于星期二\5點33分本文檔共97頁；當前第86頁；編輯于星期二