第九章 细胞骨架(Cytoskeleton)
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第九章细胞骨架(Cytoskeleton)细胞骨架的概念细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系•有狭义和广义两种概念(1)在细胞质基质中包括微丝、微管和中间纤维。
(2 )在细胞核中存在核骨架-核纤层体系。
核骨架、核纤层与中间纤维在结构上相互连接,形成贯穿于细胞核和细胞质的网架体系。
第一节微丝(microfilament, MF)又称肌动蛋白纤维(actin filament),是指真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为6-7nm的骨架纤维。
是由两条线性排列的肌动蛋白链形成的螺旋,形状如双线捻成的绳子。
一、微丝的组成与装配肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,大小为43KDa,外观呈哑铃状,这种actin又叫G-actin,由G-actin形成的微丝又称为F-actin。
(一)肌动蛋白的种类在哺乳动物和鸟类中,已至少发现6种肌动蛋白,其中4种称为-肌动蛋白,分布于横纹肌、心肌、血管平滑肌和肠道平滑肌。
另两种为-actin和-actin ,普遍存在于所有真核细胞中。
(二)肌动蛋白的存在形式与装配1、在缺乏离子时(Na+、K+),肌动蛋白成球形单体存在,球形肌动蛋白单体称为G-肌动蛋白。
2、在含有Mg2+和高浓度的Na+、K+的中性盐溶液中,G-actin装配成纤维状肌动蛋白,纤维状肌动蛋白也称为F-actin。
3、微丝的装配(1 )肌动蛋白单体具有极性,装配时单体呈头尾相接,成为具极性的微丝,既正极与负极之别。
(2)体外实验表明,具有极性的微丝在装配时,新的肌动蛋白单体加到微丝两端的速度不同,速度快的一端为正极,慢的一端为负极;去装配时,负极比正极快。
由于G-actin 在正极端装配,负极去装配,从而表现为踏车行为。
(3)体内装配时,MF呈现出动态不稳定性,主要取决于F-actin结合的ATP水解速度与游离的G-actin单体浓度之间的关系。
在一定条件下,微丝表现为一端因加上肌动蛋白单体而延长,另一端因肌动蛋白单体脱落而缩短,形成一种踏车现象。
第九章-细胞骨架(cytoskeleton)细胞骨架(cytoskeleton)是一种支持细胞形态并参与细胞运动、细胞分裂等生命活动的网络结构。
细胞骨架由细胞内的微丝(filament)、中间纤维(intermediate filament)和微管(microtubule)三种不同类型的蛋白纤维组成。
本文将分别介绍这三种蛋白纤维及其生物学功能。
微丝(filament)微丝是由直径约为0.7纳米的轻链和重链蛋白依序排列而成的,其长度可达几微米到数十微米。
微丝参与了许多细胞的活动,如细胞的贴附和收缩、细胞的定向运动、细胞分裂时的细胞质分裂等。
微丝在细胞内分布广泛,在细胞膜下、学问边缘、细胞质中均可看到它们的存在。
微丝的结构在细胞内具有动态性,微丝的动态平衡是在微丝生长和微丝解聚之间达到的。
微丝的生长是指微丝单元向氨基末端添加新的单元,微丝解聚剂解聚是指微丝单元从氨基末端依次解离。
微丝结构的多样性,使其在不同的细胞和组织中具有不同的生理和生理功能,其功能包括:1.细胞形态维持2.细胞内运动3.细胞分裂4.细胞外运动中间纤维(intermediate filament)中间纤维是由多种蛋白质复合物组成的、直径约为10纳米的蛋白质纤维,是细胞骨架中最稳定的一种类型。
与微丝相比,在细胞内时间较长,主要定位于细胞内稳定形态和细胞间连接等功能。
中间纤维具有多样性的物种、组织和细胞类型,它们的功能也很多,常见的包括:1.细胞特异性标记物2.相关细胞黏着3.细胞内物质运输4.参与细胞质形态维持5.参与细胞分裂过程微管(microtubule)微管是细胞骨架中直径最大的一类蛋白纤维,直径约为25纳米。
由两种蛋白质复合物丝状蛋白(tubulin)组成,是由 alpha 和 beta 两种 tubulin 蛋白以β特定的方向相互堆叠形成。
微管是一个高度动态的结构,依据其在细胞间操纵某些重要的细胞内形态变化,对于微管动态的研究成为细胞骨架领域的一个重要方向。
第九章细胞骨架(Cytoskeleton)第一篇:第九章细胞骨架(Cytoskeleton)2012年翟中和版《细胞生物学》考研参考笔记————安雨(整理)第九章细胞骨架(Cytoskeleton)主要内容:第一节细胞质骨架第二节细胞核骨架第一节细胞质骨架一、细胞骨架:是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系,其概念有狭义与广义之分,1、狭义概念:指细胞质骨架,包括微丝、微管和中间纤维2、广义概念:包括细胞核骨架,细胞质骨架,细胞膜骨架和细胞外基质。
二、微丝(microfilament, MF)1、概念:又称肌动蛋白纤维(actin filament), 是指真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成、直径为7nm的骨架纤维。
2、成分: 肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分,外观呈哑铃状。
肌动蛋白的单体为球形分子,称为球形肌动蛋白G-actin(globular actin),它的多聚体称为纤维形肌动蛋白F-actin(fibrous actin)。
3、装配:1)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。
2)MF的解聚:在含有ATP和Ca2+以及低浓度的Na+, K+等阳离子溶液中,趋向于解聚。
3)MF的装配:在Mg2+和高浓度的Na+, K+等溶液中,趋向于装配。
4)倒踏车现象:微丝装配过程中,表现出一端因加亚单位而延长,同时,另一端因亚单位的脱落而简短的现象。
Actin is a globular protein that polymerize helicaly forming actin filaments(or microfilaments), which like the other two components of the cellular cytoskeleton form a three-dimensional network inside an eukariotic cell.Actin filaments provide mechanical support for the cell, determine the cell shape, enable cell movements(through pseudopods);and participate in certain cell junctions, in cytoplasmic streaming and in contraction of the cell during cytokinesis.In muscle cells they play an essential role, along with myosin, in muscle contraction.In the cytosol, actin is predominantly bound to ATP, but can also bind to ADP.An ATP-actin complex polymerizes faster and dissociates slower than an ADP-actin complex.Actin is also one of the most highly conserved proteins, differing by no more than 5% in species as diverse as algae and humans.The globular Actin is known as G-actin, while the filamentous polymer composed of G-actin subunits(a microfilament), is called F-actin.The microfilaments are the thinest component of the cytoskeleton, measuring only 7nm in diameter.Much like the microtubules, actin filaments are polar, with the plus(+)end elongating approximately 10 times faster than the minus(-)end.(Known as the treadmill effect).4、微丝结合蛋白1)肌肉收缩系统中的有关蛋白:肌球蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白2)非肌肉细胞中微丝结合蛋白:肌球蛋白原肌球蛋白α-辅肌动蛋白5、微丝结合蛋白将微丝组织成以下三种主要形式:1)Parallel bundle: MF同向平行排列,主要发现于微绒毛与丝状伪足。