第10章 细胞骨架-3版

第十章细胞骨架(Cytoskeleton)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。

&S226; 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 A TP-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.&S226; 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：&O1569; 肌球蛋白&O1570; 原肌球蛋白&O1571; 肌钙蛋白2）非肌肉细胞中微丝结合蛋白&O1569; 肌球蛋白&O1570; 原肌球蛋白&O1571; 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。

第10章_细胞骨架第一篇：第10章_细胞骨架第10章细胞骨架 cytoslceleton 本章内容首先简介细胞骨架的组分、分类、功能和研究细胞骨架的技术，第二介绍对胞质骨架即微丝，微管和中间纤维的超分子结构特征、装配动力学，生物学功能和发挥功能作用中的相关蛋白，以及主要由微丝和高度组织化形成的横纹肌收缩系统的精细结构和收缩机制，由微管和相关蛋白构成的纤毛，鞭毛的精细结构和运动机制有较清楚和明确的认识，并了解分子发动机的概念。

第一节细胞骨架细胞骨架指细胞中除了细胞器外的三维蛋白纤维网架体系。

一、组成和分布1.微管核周围,呈放射状向四周扩散2.微丝质膜内侧3.中等纤维分布在整个细胞中细胞骨架具有动态的特点，并非静止不变。

二、细胞骨架的功能1.细胞结构和形态支持2.胞内运输3.收缩和运动 4.空间区域组织三、细胞骨架的研究方法 1.荧光显微镜荧光抗体基因工程改造的带有荧光的蛋白，一种藻类中centrin的荧光抗体显影，centrin分布在鞭毛和基体中，红色为藻类光合作用自身发出的荧光。

2.电镜 3.电视显微镜分子发动机蛋白质在微管上的移动（见箭头相对于微管位置的移动）第二节细胞骨架的各个组分一、微管 Micorotubules(MTs)1.形态、化学组成和超分子结构MT是刚性的直径约20-25nm的圆管状结构，其长度因种类和功能等的不同而有很大的变化。

完整的MT经负染法显示，其壁是由一层串珠样的纵行的纤维丝包围形成的，从横截面上看，细丝共13条，这些串珠样的细丝被称为原纤丝Protofilaments。

原纤丝的化学组成是微管蛋白tubutin。

微管蛋白是球状分子，分α和β两种，分子量均大约为5.5KD，在一般生物细胞内，它们均以各一个分子结合成异二聚体的形式存在。

原纤丝就是由异二聚体首尾相连而成。

α和β都有一个GDP结合位点，α中的位点也结合GTP，称可交换位点（exchangable site，E site）。

细胞⽣物学第⼗章细胞⾻架习题及答案done第10章细胞⾻架1.何为“踏车”现象？微管和微丝的“踏车”现象有何⽣理意义？答：在同⼀根微管或微丝上，常可发现其正极端因装配⽽延长，负极端因去装配⽽缩短，⽽装配和去装配的速率相等时，微管或微丝的长度保持稳定，即所谓的踏车⾏为。

踏车现象保证了微管或微丝长度的稳定，从⽽也保证了细胞⾻架整体结构的稳定性。

2.为什么是（－）极指向MTOC，⽽（+）极背向MTOC?答：MOTC（微管组织中⼼）常见的有中⼼体和基体。

⾄于微管组装时，（－）极指向MTOC，⽽（+）极背向MTOC，我认为负极组装较慢且去组装发⽣在这⼀极，它指向MOTC应该是为了防⽌微管的去组装，只让微管增长。

3.何为（9+2）微管模型，它与纤⽑（鞭⽑）的运动有什么关系？答：（9+2）是指纤⽑或鞭⽑中的外围有9组⼆联体微管环绕中央由中央鞘包围2个单体微管的结构。

每个⼆联体中有A管和B 管。

A管管壁完整由13条原纤维构成。

⽽B管管壁仅10条原纤维，另3条共⽤A管。

每个A管上（顺时针）向相邻⼆联体的B管伸出2个“弯钩”状的动⼒蛋⽩臂（可在B管上滑动），此外还向中央鞘伸出⼀根放射幅（其幅头也可在中央鞘上滑动）。

纤⽑（鞭⽑）的摆动可分解为若⼲局部弯曲运动，这是由轴⼼中所有的相邻⼆联体之间相互滑动所致，也就是说其轴⼼中的微管构型不是弹性结构，⽽是能变位联合的刚性结构。

相邻⼆联体之间的相互滑动，关键在于动⼒蛋⽩臂。

4.分裂后期的染⾊体是如何向两极移动的？答：纺锤体的纺锤丝皆由微管构成，包括三种类型：着丝点（动粒）微管、连续微管、中间微管（星体微管）。

细胞分裂后期两组染⾊体分别向两极移动是由微管牵引所致（秋⽔仙素处理可证实），其作⽤机制可认为是：由动粒微管缩短产⽣的拉⼒加上连续微管伸出产⽣的推⼒（注意：拉是指拉染⾊体；推是推两极）的共同作⽤结果。

上述两种微管的长度变化是因微管蛋⽩去组装或组装的缘故，⽽微管联接处的滑动是类动⼒蛋⽩（胞质动⼒蛋⽩）作⽤远因。

第十章细胞骨架（Cytoskeleton）教学目的： 1 掌握细胞骨架的概念2 掌握细胞骨架各成分性质、结构与功能3 了解细胞的各种运动形式教学重点：1 细胞骨架的狭义及广义概念2 细胞骨架各成分性质、结构与功能教学难点：细胞骨架各成分之间的关系讲授与讨论概述细胞骨架是真核细胞中的蛋白纤维网架体系，可以说是迄今为止，最新发现的一类细胞器，也是当前细胞生物学研究中最活跃的领域之一，并且这种研究正方兴未艾。

真正确认细胞中骨架系统的存在，则是在本世纪60年代，人们对制作电镜标本的固定剂和条件作了改动之后。

1963年，Slauterback使用戊二醛（代替锇酸）在室温（代替0℃）下固定标本，首先在水螅刺细胞中发现了细胞骨架成分之——微管，同年，Porter在植物细胞中也发现了微管的结构。

那么细胞骨架的概念如何呢？包括哪些内容呢？细胞骨架是真核细胞中的蛋白纤维网架体系。

早期狭义的范围主要指胞质骨架，现代广义的理解应为：细胞骨架（cell skeleton）细胞骨架的主要功能是（1）维持细胞形态多样性（2）行使细胞运动（3）保持细胞内结构的合理空间布局与有序性（4）细胞内物质的传递与运输（5）参与细胞内信号传导（6）作为多种蛋白、酶和细胞器的支持点（7）参与蛋白质合成（多聚体3，端锚定在骨架纤维上才启动）（8）核骨架、染色体骨架参与染色质和染色体的构建（9）核骨架为基因表达提供空间支架（10）细胞骨架参与细胞周期的调节，并与细胞分化和细胞衰老关系密切。

第一节细胞质骨架（Cytoskeleton）一、微丝（microfilament,MF）即肌动蛋白纤维（actin microfilament），是真核细胞中由肌动蛋白组成，直径约7nm的骨架纤维。

微丝在细胞中可以两种状态存在，一种是微丝互相平行排列成束，形成有规则的稳定结构，如肌细胞中形成粗丝和细丝。

另一种状态是网络状，在非肌细胞中这种状态较多。

（一）化学组成微丝是由总称为收缩蛋白（Contractile P）的物质组成，主要是肌动蛋白和微丝结合蛋白。

第1章绪论一、填空1．细胞生物学是从显微水平、超微水平、分子水平等3个水平上研究细胞生命活动的科学。

2．细胞最初由胡克在1665年首先发现的。

4.1953年沃森和克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。

5．细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次上研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递等内容。

6．生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有细胞才有完整的生命活动。

7．生命体的生长、发育、遗传等生命活动的研究都要以细胞为基础。

核心是将遗和发育在细胞水平上结合起来。

8．当前细胞生物学研究中的三大基本问题：基本表达，结构体系和细胞器的组装，生命活动的调节9.生物科学的发展阶段：以形态描述学位主的生物科学时期：实现生物学时期；精细定位与定量的生物学时期三、简答题1．简述细胞学说的主要内容。

①认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命，又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；③新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。

第2章细胞概述一、填空题1.细胞中含量最多的4种化学元素是C、H、O、N。

2.细胞中的生物大分子一般包括蛋白质、核酸和酶等。

3.酶分子的主要特性有高效、特异和可调。

4.真核细胞的超微结构可分为生物膜系统和遗传信息表达体系、细胞骨架体系三大类。

5.无机盐在细胞中的主要功能有：调节渗透压和维持酸碱平衡。

6.构成细胞的最基本的要素是细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA完整的代谢系统。

7.由于发现了类病毒，有理由推测RNA是最早形成的遗传信息的一级载体。

8.目前发现的最小最简单的原核细胞是支原体。

9.原核细胞的核是原始状态的核，主要表现在没有明显可见的细胞核，同时也没有核膜和核仁，只有拟核，进化地位较低10.细胞是由细胞膜包围着含有遗传物质的细胞核所组成。