细胞骨架、细胞.doc

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
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。
化学组成与形态结构
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
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
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
微管结合蛋白(MAP)
分类:MAP-1、MAP-2、MAP-4、tau
马达蛋白(motor protein)
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
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
体外组装
主要条件:GTP、微管蛋白浓度
其他条件:Ca2+、Mg2+、pH值、温度
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
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
影响组装的因素
GTP、微管蛋白浓度;温度、pH值、离子浓度等
药物:紫杉醇(taxol)――防止解聚
秋水仙素(colchicine)、秋水仙***(colcemid)――抑制聚合
长春新碱(vincristine)、长春花碱――抑制聚合
功能
维持细胞形态
形成特化结构中心体、纤毛、鞭毛
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