第十二章____细胞骨架_cytoskeleton

细胞骨架之微丝一．细胞骨架概念及分类细胞骨架（cytoskeleton)是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系.广义上包括细胞质骨架,细胞核骨架,细胞膜骨架,细胞外基质;狭义上指细胞质骨架包括：微丝,微管,中间纤维.细胞骨架存在于各类真核细胞中，但直到1963年，采用戊二醛常温固定方法，在细胞中发现微管后，才逐渐认识到细胞骨架的存在。

细胞骨架不仅对维持细胞的形态、保持细胞内部结构的有序性起重要作用，而且还与细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂、免疫行为、细胞分化等生命活动密切相关。

破坏纤维或干扰相关蛋白都会严重影响信号传导、细胞生长和代谢，而且可能直接影响疾病的病理生理过程.微丝核基质细胞质骨架微管细胞核骨架染色体骨架中等纤维核纤层二．微丝微丝(microfilament，MF)，又称肌动蛋白纤维(actin filament)，或纤维型肌动蛋白，是指真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成，直径为7 nm的骨架纤维。

㈠成分肌动蛋白(actin)是微丝的结构成分，肌动蛋白单体外观呈哑铃状。

肌动蛋白在真核细胞进化过程中高度保守。

不同来源的肌动蛋白其氨基酸顺序差别很小，仅差4~6个氨基酸。

在哺乳动物细胞中至少分离出6种肌动蛋白，按其等电点的不同，可集中分为α、β、γ三类。

α肌动蛋白包括3种亚型：骨骼肌型肌动蛋白、心肌型肌动蛋白、血管型肌动蛋白。

β肌动蛋白为胞质型肌动蛋白，主要存在于非肌肉细胞。

γ肌动蛋白有两种亚型：胞质肌动蛋白（主要存在于非骨骼肌）、肠型肌动蛋白（内脏平滑肌）同一种细胞中可以有2种或2种以上的肌动蛋白亚型存在,且不能互相替代,这种现象可能与不同亚型有不同功能和不同调节机制有关。

㈡微丝的组装是由肌动蛋白亚单位（globular actin, G-actin）组成螺旋状纤维（filamentous actin, F-action)的过程。

每37nm拧成一圈（14个球形肌动蛋白分子线形聚合的长度），每个肌动蛋白分子是接近球形的，它具有极性。

名词解释第一章绪论1.细胞生物学：是研究细胞基本生命活动规律的科学，是在显微、亚显微和分子水平上，以研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与凋亡，细胞信号传递，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容的一门学科。

2、显微结构：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构，直径大于0.2微米3、亚显微结构：在电子显微镜中能够观察到的细胞分子水平以上的结构，直径小于0.2微米.第二章细胞基本知识概要2.细胞学：研究细胞形态、结构、功能和生活史的科学.3.细胞：由膜转围成的、能进行独立繁殖的最小原生质团，是生物体电基本的开矿结构和生理功能单位。

4.病毒：迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体，是仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。

5.原核细胞：没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。

第四章细胞膜与细胞表面1.生物膜：把细胞所有膜相结构称为生物膜。

2.细胞外被：又称糖萼，细胞膜外表面覆盖的一层粘多糖物质，实际上是细胞表面与质膜中的蛋白或脂类分子共价结合的寡糖链，是膜正常的结构组分，对膜蛋白起保护作用，在细胞识别中起重要作用。

3.细胞连接：细胞连接是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞膜相互联系、协同作用的重要组织方式，在结构上常包括质膜下、质膜及质膜外细胞间几个部分，对于维持组织的完整性非常重要，有的还具有细胞通讯作用。

4紧密连接：紧密连接是封闭连接的主要形式，普遍存在于脊椎动物体表及体内各种腔道和腺体上皮细胞之间。

是指相邻细胞质膜直接紧密地连接在一起，能阻止溶液中的分子特别是大分子沿着细胞间的缝隙渗入体内，维持细胞一个稳定的内环境。

5.间隙连接：是动物细胞间最普遍的细胞连接，是在相互接触的细胞之间建立的有孔道的连接结构，允许无机离子及水溶性小分子物质从中通过，从而沟通细胞达到代谢与功能的统一。

6.细胞粘附分子：细胞粘附分子是细胞表面分子，多为糖蛋白，是一类介导细胞之间、细胞与细胞外基质之间粘附作用的膜表面糖蛋白。

第三篇细胞质和细胞器第十二章内膜系统●内容要点1．The function of rER and SER2．蛋白质的糖基化修饰与运输过程3．细胞内房室化的概念与意义4．蛋白质的分选、运输5．内膜系统对细胞的生命活动的重要意义6．内膜系统各细胞器之间的关系7．分泌蛋白合成、运输的途径8．为什么说高尔基复合体是有极性的细胞器？9．高尔基复合体的结构和功能10．溶酶体（及过氧化物酶体）的特性、形成、分类、功能。

●客观题一、单选填空1．粗面内质网中蛋白质糖基化时糖与蛋白的连接方式是N—连接的寡糖蛋白2．高尔基复合体————O—连接的寡糖蛋白3．在细胞的分泌活动中，分泌物质的合成、加工、运输过程顺序为4．粗面内质网→高尔基复合体→分泌泡→细胞膜→细胞外5．结构蛋白质主要由光面内质网合成，输出蛋白质主要由粗面内质网合成。

6．内质网的标志酶为葡萄糖—6—磷酸酶；溶酶体的标志酶为酸性水解酶；高尔基体的标志酶为糖基转移酶；过氧化物酶体的标志酶为过氧化氢酶。

7．过氧化物酶体又称微体，是由单层膜围绕的，内含一中或几种氧化酶类的8．溶酶体是一种异质性的细胞器，根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为初级溶酶体、次级溶酶体和终末溶酶体。

次级溶酶体分为自噬性溶酶体和异噬性溶酶体。

9．初级溶酶体来源于糙面内质网和高尔基复合体。

10．具有解毒功能的细胞器有光面内质网和过氧化物酶体。

11．驻留在内质网中的蛋白质的分选信号为C端KDEL信号；输送到细胞核中的蛋白质的分选信号为核定位信号（NLS）；输送到溶酶体的蛋白质的分选信号为甘露糖—6—磷酸；驻留在高尔基复合体的蛋白质的分选信号为跨膜α螺旋信号；输送到过氧化物酶体的蛋白质的分选信号为C端三肽信号。

12．关于信号肽，下列哪项叙述有误？（D）A 由分泌蛋白的mRNA分子中的信号密码翻译而来B 可与信号识别颗粒相互作用结合C 只有合成信号肽的核糖体才能与内质网结合D 所含氨基酸均为亲水氨基酸13．蛋白质的运输方式有三种门孔运输、跨膜运输和囊泡运输。

第十二章细胞骨架cytoskeleton概述概念：由微管(microtubule)、微丝(microfilament)、中间纤维(intermediate filament)构成的蛋白质网架结构。

保持细胞的形状结构、参与细胞的运动、分裂等。

组成/分类：微管（MT）20-30 nm微丝（MF）5-6 nm中间纤维（IF）7-11nm各种纤维均由单体/亚单位聚合形成含量：细胞总蛋白的10-30%特点：真核细胞特有，进化上高度保守功能：几乎参与一切重要的生命活动：细胞、细胞核的形态；细胞器的定位；细胞运动；细胞内外的物质运输；细胞信号转导；细胞分裂与分化；肌肉收缩第一节微管主要由α、β微管蛋白构成的中空小管，具有极性，在细胞中以三种不同的形式存在，行使维系细胞形态结构、细胞器位置、物质运输等作用。

一、化学组成与形态结构1.化学组成：微管蛋白（tubulin）α、β微管蛋白――主要成分，含有GTP/GDP、二价阳离子结合位点等γ微管蛋白――微管组织中心（MTOC）中2.结构：α、β微管蛋白构成异二聚体――微管基本结构具有极性的中空小管：增长速度快的一端为正端，另一端为负端3.存在形式：单微管――细胞质中，不稳定二联微管、三联微管――纤毛、鞭毛、中心体中，较稳定二、微管结合蛋白（MAP）1.分类：MAP-1、MAP-2、MAP-4、tau马达蛋白（motor protein）2.功能：与微管结合，调节微管装配，稳定微管结构，参与物质运输和信号转导等三、组装动态调节：非稳态动力学模型（主）GTP、微管蛋白浓度为主要因素GTP-微管蛋白对微管末端的亲和力大GDP-微管蛋白对微管末端的亲和力小组装过程：成核期（延迟期）：寡聚体核心→片状带→微管――限速期聚合期（延长期）：聚合速度大于解聚速度稳定期：聚合与解聚速度相等（一）体外组装1.主要条件：GTP、微管蛋白浓度2.其他条件：Ca2+、Mg2+、pH值、温度3.体外组装：异二聚体核心形成微管聚合（GTP-微管蛋白亚基，防止解聚）微管解聚（GDP-微管蛋白亚基，趋于解聚）异二聚体亚单位重复排列具有极性，微管结构也具有极性（二）体内装配1. 成核：MTOC部位：中心体――形成γ-TuRC（γ微管蛋白环形复合体），促进微管核心形成纤毛、鞭毛的基体功能：细胞内微管聚合时，核心形成位点2. 极性：负端：MTOC，即起始端正端：背向MTOC（三）影响组装的因素1.GTP、微管蛋白浓度；温度、pH值、离子浓度等2.药物：紫杉醇（taxol）――防止解聚秋水仙素（colchicine）、秋水仙胺（colcemid）――抑制聚合长春新碱（vincristine）、长春花碱――抑制聚合四、功能1.维持细胞形态2.形成特化结构中心体、纤毛、鞭毛（1）中心体：由中心粒及中心粒旁物质构成；中心粒为一对9组三联微管（9+0型）功能：MTOC（形成胞质微管、纺锤体），维持细胞形状，参与物质运输（2）纤毛、鞭毛：化学组成：微管（单、二联微管）结构：9+2型中央微管（两条单微管，基体无中央微管）、周围微管（9组二联微管）、中央鞘；连接蛋白、动力蛋白臂（有ATP酶活性）、辐条等功能：运动――纤毛短而多，规律运动；鞭毛长而少，摆动清除细胞表面异物、输卵（纤毛）3.参与物质运输马达蛋白（motor protein），可分为动力蛋白（dynein）和驱动蛋白（kinesin）。

1、周期细胞：细胞周期（cell cycle）是指细胞从一次分裂完毕开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间期与分裂期两个阶段。

2、PCR技术：聚合酶链式反映，是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反映组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增3、MPF：有丝分裂促进因子，由周期蛋白和蛋白激酶组成的复合物，启动细胞进入M期4、通讯连接：communication junction一种特殊的细胞连接方式，位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞。

它除了有机械的细胞连接作用之外，还可以在细胞间形成电偶联或代谢偶联, 以此来传递信息。

5、细胞分化：cell differentiation，细胞的后代在结构和机能上发生差异，形成不同细胞的过程。

分化细胞获得并保持特化特性，合成转移性蛋白。

6、溶酶体：lysosome，真核细胞细胞质中由膜包围成的泡状细胞器，具有可消化生物体内各种有机物的多种酸性水解酶。

7、信号肽：signal peptide，分泌蛋白合成时在信号密码子指导下一方面合成的一段氨基酸顺序，有引导多肽链穿过内质网膜的作用。

8、整合素：Integrin，又称整联蛋白，一个异二聚体穿膜蛋白家族，起黏合受体的作用，促进细胞—基质和细胞—细胞黏合。

9、基因组：genome,一种生物的基本染色体套中所携带的所有基因，即单倍体中所含的所有基因。

在原核生物中既是一个连锁群中所含的所有遗传信息。

10、巨大染色体：giant chromosome，某些生物的细胞中，特别是在发育的某些阶段，可以观测到一些特殊的染色体, 它们的特点是体积巨大，细胞核和整个细胞体积也大，所以称为巨大染色体，涉及多线染色体和灯刷染色体。

1、奢侈基因：奢侈基因(Luxury gene)：即组织特异性基因（tissue-specific genes），是指不同类型细胞中特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特性与功能2、MAPK 信号通路: MAPK,丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）是细胞内的一类丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶。

细胞骨架名词解释1.细胞骨架（cytoskeleton）：真核细胞中由纤维状蛋白质组成的网络系统，可分为三种：微丝、微管和中间纤维。

2.微丝（microfilament）：是由肌动蛋白单体聚合而成的纤维状结构，肌动蛋白头尾相连组成微丝，具有极性。

3.中间纤维(intermediate filament, IF)：10nm的纤维状蛋白结构，由于其直径介于微管和微丝之间，故称之为中间纤维。

IF蛋白由约310个aa形成的、非常保守的a-螺旋杆状区和高度可变的非螺旋端部组成。

4.微管（microtubule）：管蛋白组成的管状结构，由13根原丝平行排列组成的圆柱形管状结构，原丝由α-tubulin和β-tubulin组成的异二聚体组成。

5.踏车模型：当肌动蛋白浓度高于正端临界浓度，而低于负端临界浓度时，微丝可以表现出在正端因加入肌动蛋白而延长，而在负端因肌动蛋白脱落而缩短。

6.微管组织中心（MTOC）：细胞内能够起始微管成核并使之延伸的结构，微管组织中心MTOC是细胞组织微管聚合的特殊细胞器或部位。

大多数动物细胞的MTOC是中心体。

鞭毛和纤毛的MTOC是基体。

卵母细胞和植物细胞中没有中心体。

7.胞质分裂环：在有丝分裂末期,两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。

收缩环是由大量平行排列的微丝组成,由分裂末期胞质中的肌动蛋白装配而成,随着收缩环的收缩,两个子细胞被分开。

胞质分裂后,收缩环即消失。

填空题1.在细胞内微管以单管、二联体和三联体3种形式存在。

2.微管壁由13根原纤丝组成。

3.微管由管蛋白分子组成，微管的单体形式是α-tubulin和β-tubulin组成的异二聚体。

4.微管结合蛋白具有稳定微管，防止解聚，协调微管与其他细胞成分相互关系的作用。

5.中心体含有一对垂直排列的中心粒，外面被无定形结构γ-tubulin所包围。

6.基体类似于中心粒，是由9个三联管组成的小型圆柱形细胞器。

7.在细胞内参与物质运输的马达蛋白分为三类：沿微丝运动的肌球蛋白、沿微管运动的驱动蛋白和动力蛋白。

核基质概论细胞核骨架是存在于真核细胞核内的以蛋白成分为主的纤维网架体系。

目前对核骨架的概念有两种理解，狭义的核骨架仅指核内基质(inner nuclear matrix，inner nuclearskeleton)，即细胞核内除核膜、核纤层、染色质、核仁和核孔复合体以外的以纤维蛋白成分为主的纤维网架体系；广义的核骨架包括核基质、核纤层和核孔复合体。

长期以来，对细胞核的研究主要集中于染色质，核仁和核膜，尤其是注重对DNA、RNA、组蛋白和核酸酶的研究。

核骨架曾长期被人们所忽视，直到70年代中期，Berezney和Coffey等(1974)才首次将核骨架(nuclear matrix)作为细胞核内独立的结构体系进行研究，用非离子去垢剂、核酸酶与高盐缓冲液对大鼠肝细胞进行处理，当核膜、染色质与核仁被抽提后，发现核内仍存留有一个以纤维蛋白成分为主的网架结构。

此后，真核细胞中核骨架的客观存在相继为其他实验室所证实，并发现核骨架与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等一些重要的生命活动有关(图9-26)。

(一)形态结构近年来，核骨架的研究取得很大进展，成为细胞生物学研究的一个新的生长点。

细胞核内物质密度较大，且有大量染色质纤维，直接在原位研究核骨架的形态结构及成分相当困难。

在核骨架研究中，一般首先分离核骨架，然后研究其结构成分及功能。

最早是Coffey等用非离子去垢剂、核酸酶与高盐缓冲液(2mol／L NaCl)处理细胞核，分离核骨架。

值得一提的是Penman等建立的细胞分级抽提方法。

先用非离子去垢剂处理细胞，溶解膜结构系统，胞质中可溶性成分随之流失，主要存留细胞骨架体系。

再用Tween 40和脱氧胆酸钠处理，胞质中的微管、微丝与一些蛋白结构被溶去，胞质中只有中间纤维网能完好存留。

然后用核酸酶与0.25mol／L硫酸铵处理，染色质中DNA、RNA和组蛋白被抽提，最终核内呈现一个精细发达的核骨架网络，结合非树脂包埋-去包埋剂电镜制样方法，可清晰地显示核骨架-核纤层-中间纤维结构体系。

细胞骨架（cytoskeleton）核基质概论细胞核骨架是存在于真核细胞核内的以蛋白成分为主的纤维网架体系。

目前对核骨架的概念有两种理解，狭义的核骨架仅指核内基质(inner nuclear matrix，inner nuclearskeleton)，即细胞核内除核膜、核纤层、染色质、核仁和核孔复合体以外的以纤维蛋白成分为主的纤维网架体系；广义的核骨架包括核基质、核纤层和核孔复合体。

长期以来，对细胞核的研究主要集中于染色质，核仁和核膜，尤其是注重对DNA、RNA、组蛋白和核酸酶的研究。

核骨架曾长期被人们所忽视，直到70年代中期，Berezney和Coffey等(1974)才首次将核骨架(nuclear matrix)作为细胞核内独立的结构体系进行研究，用非离子去垢剂、核酸酶与高盐缓冲液对大鼠肝细胞进行处理，当核膜、染色质与核仁被抽提后，发现核内仍存留有一个以纤维蛋白成分为主的网架结构。

此后，真核细胞中核骨架的客观存在相继为其他实验室所证实，并发现核骨架与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等一些重要的生命活动有关(图9-26)。

(一)形态结构近年来，核骨架的研究取得很大进展，成为细胞生物学研究的一个新的生长点。

细胞核内物质密度较大，且有大量染色质纤维，直接在原位研究核骨架的形态结构及成分相当困难。

在核骨架研究中，一般首先分离核骨架，然后研究其结构成分及功能。

最早是Coffey等用非离子去垢剂、核酸酶与高盐缓冲液(2mol／L NaCl)处理细胞核，分离核骨架。

值得一提的是Penman等建立的细胞分级抽提方法。

先用非离子去垢剂处理细胞，溶解膜结构系统，胞质中可溶性成分随之流失，主要存留细胞骨架体系。

再用Tween 40和脱氧胆酸钠处理，胞质中的微管、微丝与一些蛋白结构被溶去，胞质中只有中间纤维网能完好存留。

然后用核酸酶与0.25mol／L硫酸铵处理，染色质中DNA、RNA和组蛋白被抽提，最终核内呈现一个精细发达的核骨架网络，结合非树脂包埋-去包埋剂电镜制样方法，可清晰地显示核骨架-核纤层-中间纤维结构体系。