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第六章细胞骨架

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细胞骨架课件

细胞骨架课件
2023
细胞骨架课件
contents
目录
• 细胞骨架的概述 • 微管在细胞中的角色 • 微丝在细胞中的角色 • 中间纤维在细胞中的角色 • 细胞骨架与疾病的关系 • 细胞骨架的研究方法
01
细胞骨架的概述
细胞骨架的定义
细胞骨架是由蛋白纤维组成的网架结构，主要分为微管、微 丝和中间纤维三种类型。
细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输以及细胞形 态维持等方面发挥着重要作用。
微丝在细胞运动中的功能
细胞运动是生命活动中的另一个重要环节，微丝在细胞运动 中也起着关键作用。
微丝可以与细胞膜连接，通过改变微丝的排列和聚合状态， 影响细胞形状和运动方向，从而参与细胞分裂、细胞迁移和 细胞物质运输等过程。
04
中间纤维在细胞中的角色
中间纤维的结构
结构组成
中间纤维是由3条相同的多肽链形成的三 股螺旋结构，通过二硫键交联形成二聚体 ，再组装形成原纤维，进而形成中间纤维 。
VS
类型
中间纤维分为6种类型，包括Ⅰ型、Ⅱ型 、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型和Ⅵ型，每种类型都 有其特定的分布和功能。
中间纤维在细胞分化中的功能
维持细胞形态
中间纤维构成细胞骨架的主要 成分，与微管和微丝共同维持 细胞的形态和结构的稳定性。
参与细胞运动
中间纤维在细胞分裂、细胞生长 和细胞迁移中发挥重要作用，可 协助细胞运动。
抗癌药物靶点
许多抗癌药物通过影响细胞骨架的组装和功能发挥其抗癌作用，如紫杉醇类药物可以干扰微管的动态平衡。
细胞骨架与神经退行性疾病
要点一
神经元轴突运输
要点二
神经元突触可塑性
细胞骨架组成的轴突网络是神经元结 构和功能的基础，神经元轴突的运输 依赖于细胞骨架。

《细胞生物学》教学课件：第六章 细胞骨架-微管

《细胞生物学》教学课件：第六章 细胞骨架-微管

Dynamic instability is an intrinsic property of microtubules
cytoskeleton
活细胞中微管的 踏车现象
3.微管的体内装配
✓微管组织中心－（快速渡过成核期，快速 装配） ✓微管相关蛋白 ✓具有与功能匹配的动力学不稳定性 ✓药物可影响装配
7
面
98
15nm 25nm
极 性
cytoskeleton
Arrangement of protofilaments in singlet, double, and triplet MTs
单管
二联管 A
三联管 A
B
B
纤毛和鞭毛
C
中心粒和基体
cytoskeleton
•Nucleus and Microtubles •细胞核(兰色),微管网(浅兰色)
Floppy logic model [Non-equivalent steps] Twisting model [Equivalent steps]
（四）微管功能
✓ 维持细胞形态 ✓ 细胞内物质的运输 ✓ 细胞器的定位 ✓ 鞭毛和纤毛的运动 ✓ 纺锤体与染色体运动
cytoskeleton
4.1 细胞形态的维持
The extensive distribution of microtubules can really be appreciated in the light microscope after immunolabeling for tubulin with fluoresceinlabeled antibodies. This micrograph shows cells in culture labeled for tubulin. The labeling is so fine, the small microtubules can be delineated.

第六章细胞骨架

第六章细胞骨架
第六章 细胞骨架 (Cytoskeleton)
细胞骨架是指存在于真核 细胞中的蛋白纤维网架结构， 包括微丝、微管和中间纤维。
广义细胞骨架是指核骨架、
核纤层与中间纤维在结构上相互 连接，贯穿于细胞核、细胞质和 细胞膜的网架体系。
微管结构与化学组成
微管可装配成单管，二联管(纤毛 和鞭毛中)， 三联管(中心粒和基体中)。
微丝特异性药物
细胞松弛素B：阻断微丝的装配
鬼笔环肽：稳定肌动蛋白纤维，抑制解聚、 促进微丝聚合。
微丝功能
维持细胞形态，赋予质膜机械强度 细胞运动 微绒毛 应力纤维 :具有收缩功能，但不产生运动 胞质分裂 肌肉收缩
中间纤维
10nm纤维，因其直径介于 微丝和微管之间，故被命名为 中间纤维。
中间纤维几乎分布于所有动 物细胞，往往形成一个网络结构， 特别是在需要承受机械压力的细 胞中含量相当丰富。如上皮细胞 中。除了胞质中，在核膜下的核 纤层也属于中间纤维。
微管的主要化学成分是微管蛋白 （tubulin），包括α -微管蛋白和β 微管蛋白，可结合形成异二聚体。含 有GTP或GDP及秋水仙素(colchicine) 和长春花碱的结合位点。
微管装配
α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ 二聚体，αβ二聚体先形成环状核心 (ring)，经过侧面增加二聚体而扩 展为螺旋带，αβ二聚体平行于长轴 重复排列形成原纤维 (protofilament)。当螺旋带加宽至 13根原纤维时，即合拢形成一段微 管。内径15nm，外径25nm。
中间纤维的成分与分布
中间纤维成分比微丝和微管复杂， 具有组织特异性。中间纤维在形态上 相似，而化学组成有明显的差别。 中间纤维类型：角蛋白纤维、波形纤维、 结蛋白纤维、神经原纤维、神经胶质 纤维。 中间纤维蛋白的表达具有严格的组织特 异性。

《细胞生物学》教学课件：第六章 细胞骨架-微管

《细胞生物学》教学课件：第六章 细胞骨架-微管

This electron micrograph shows microtubules in cross section with the MAP bridge. The arrows point to bridges between microtubules. The star points to a MAP bridge to the vesicle. In summary, MAPs accelerate polymerization, serve as "motors" for vesicles and granules, and essentially control cell compartmentation.
Cytoskelton
肖卫纯 13501227688, weichunx@
细胞骨架
细胞骨架（cytoskeleton): 指存在于真核细胞中的 蛋白纤维网架体系。
微丝
microfilament
中间丝
Intermediate filaments
微管
Microtubules
cytoskeleton
（三）微管的装配和极性
α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚 体,αβ二聚体先形成环状核心(ring),经过侧面 增加二聚体而扩展为螺旋带,αβ二聚体平行于 长轴重复排列形成原纤维(protofilament)。 当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一 段微管。
cytoskeleton
组装过程分三个时期：成核期、聚合期和稳定期
7
面
98
15nm 25nm
极 性
cytoskeleton
Arrangement of protofilaments in singlet, double, and triplet MTs

细胞生物学课件 细胞骨架

细胞生物学课件 细胞骨架

鞭毛的结构
运动产生：由微管滑动引起
化学能转变为机械能（动力蛋白）
滑动转变为弯曲运动 （辐射丝，连接蛋白）
B 中心粒（centriole）和基体（basal body）
组成 ： 9组三联管 9+0
中心粒：成对存在，互相垂直
•间期：形成微管， 构成细胞骨架系统 的主要纤维系统，
•一方面参与物质运输 •另一方面维持细胞形状
单体 超螺旋 （平行对齐） 原纤丝 （反向平行） 原纤维
中间纤维
动态调节
通过特殊氨基酸残基 （Ser，Thr）的磷 酸化完成
5.功能
（1）为细胞提供机械支持
（2）维持细胞和组织的完整性
细胞完整性：
核纤层 核外周
组织完整性：
细胞-细胞 细胞-基质
（3）参与DNA复制 （4）与细胞分化及生存有关
movie
（3）微丝结合蛋白
与肌动蛋白纤维结合，调节其性质和功能，影 响微丝长度，稳定性和构形。 分类：
单体隔离蛋白（monomer-sequenstering protein） 交联蛋白（cross-link protein） 末端阻断蛋白（end blocking protein） 纤维切割蛋白（filament-severing protein） 去聚合蛋白（actin filament depolymerization
微管的聚合从特异性的核心形成位点开始，这些核心 形成位点主要是中心体和纤毛的基体，称为微管组织 中心
功能：帮助大多数细胞微管装配过程中成核
中心体（centrosome）是动物细胞中决定微管形成 的一种细胞器
组成：
中心粒（centriole） 中心粒旁物质（pericetriolar material）

细胞生物学-细胞骨架

细胞生物学-细胞骨架
28
29
6 形成应力纤维（stress fiber）
应力纤维是由微丝与肌球蛋白-II组装的一种不稳定性收 缩束，结构类似肌原纤维，使细胞具有抗剪切力。
30
培养的上皮细胞中的应力纤维（微丝红色、微管绿色）
31
7 参与肌肉收缩
基本结构:肌纤维是圆柱形的肌细胞(长度可达40mm, 宽为10100μm), 并且含有许多核(可多达100个核)。
性，既正极与负极之别。
微丝纤维的负染电镜照片
10
三、微丝的装配过程
微丝(F-actin)由G-actin聚合而成，单体具有极性，装配时 首尾相接。在适宜的条件下，肌动蛋白单体可自组装为纤维。 微丝的组装过程分三个步骤：即成核期、延长期、平衡期。
11
影响装配的因素
微丝的装配同样受肌动蛋白临界浓度的影响，还受一些 离子浓度的影响：在含有ATP和Mg2+, 以及很低的Na+、K+ 等阳离子的溶液中,微丝趋向于解聚成G-肌动蛋白。
32
33
骨骼肌收缩的基本结构单位——肌小节
肌小节的主要成分是肌原纤维，电镜下可见肌原纤维是由两种 类型的长纤维构成, 一种是细肌丝，直径为6nm；另一种是粗 肌丝，直径为15nm。
34
粗肌丝: 组成肌节的肌球蛋白丝。 细肌丝: 组成肌节的肌动蛋白丝。
35
粗肌丝的构成---肌球蛋白（myosin）
12
踏车现象(treadmilling)
在微丝装配时,若G-肌动蛋白分子添加到F-肌动蛋白丝 上的速率正好等于G-肌动蛋白分子从F-肌动蛋白上失去的速 率时, 微丝净长度没有改变, 这种过程称为肌动蛋白的踏车 现象.
13
永久性微丝结构
在体内, 有些微丝是永久性结构, 如肌肉中的细丝及上皮 细胞微绒毛中的轴心微丝等。有些微丝是暂时性结构, 如 胞质分裂环中的微丝。

细胞骨架-医学课件

细胞骨架-医学课件

要点三
细胞骨架与干细胞治 疗
细胞骨架可以影响干细胞的迁移和黏 附，在干细胞治疗中具有潜在的应用 价值。同时，对干细胞中细胞骨架的 研究也将有助于深入探讨其生物学特 性及潜在应用前景。
THANKS
谢谢您的观看
物质运输
细胞骨架参与细胞内物质的运输，如微管和微丝 参与细胞器的移动和运输，中间纤维连接细胞膜 和细胞器，参与物质的跨膜运输。
参与细胞运动
细胞骨架参与细胞的移动和运动，如微管和微丝 参与细胞器的移动，中间纤维参与细胞的连接和 牵引。
信号转导
细胞骨架可以感受外界刺激，参与信号转导过程 ，如微丝和中间纤维在细胞内形成应力纤维，感 受力学信号刺激并参与信号转导。
细胞骨架在药物研发中的重要性
药物筛选
细胞骨架成分的异常表达与多种 疾病的发生有关，因此可作为药 物筛选的靶点。
药物传输
细胞骨架在药物传输中发挥重要 作用，可帮助药物在体内定向传 输，提高药物治疗效果。
药物作用机制
一些药物可通过影响细胞骨架的 成分和组装来发挥治疗作用，如 紫杉醇等抗癌药物可通过影响微 管蛋白的组装来抑制癌细胞的增 殖。
细胞骨架与细胞内信 息传递
细胞骨架通过与细胞内信息分子和信 号转导途径的相互作用，调节细胞增 殖、分化和凋亡等生物学过程。
细胞骨架在干细胞研究中的应用
要点一
细胞骨架与干细胞自 我更新
细胞骨架对干细胞的自我更新具有重 要作用，可以调节干细胞的增殖和分 化过程。
要点二
细胞骨架与干细胞分 化
细胞骨架可以影响干细胞的分化方向 和分化速度，通过调节细胞骨架的组 装和分布，可以诱导干细胞的定向分 化。
微丝与肌肉收缩
肌肉收缩
微丝是肌肉收缩的主要参与者之一。在肌肉收缩过程中，微丝通过与粗肌丝 的相互作用，产生力量并调节肌肉的收缩强度。

第六章 细胞骨架

第六章 细胞骨架

5
（2）Actin has polarity： ） ： plus end； ； minus end： ：
6
3、存在方式：monomers and polymer 、存在方式：
ATP、 ATP、 Ca++ 、low conc.Na+、K+ G－actin － Mg++、high conc.K+、Na+ F－actin －
+
9
3、 Actin 、
filaments are often inside the plasma membrane
10
Ⅲ .Assemble of MF
1、 Assemble of MF in vitro 、 （1）Steps ）
①Nucleation ②Elongation： ： ③Steady state： ：
① ATP-actin对微丝末端的亲和性大，易在其末端结合。ADP-actin对微丝末端的亲和 对微丝末端的亲和性大，易在其末端结合。 对微丝末端的亲和 对微丝末端的亲和性大 力小，易从微丝末端解聚。 力小，易从微丝末端解聚。 ② ATP-actin的聚合与其浓度有关，当ATP-actin的浓度高时，其在末端聚合的速度快， 的聚合与其浓度有关， 的浓度高时， 的聚合与其浓度有关 的浓度高时 其在末端聚合的速度快， 使微丝延长。 使微丝延长。 在末端聚合后， 水解为ADP， ATP-actin的聚合速度大于 的聚合速度大于ATP的水 ③ 当ATP-actin在末端聚合后，ATP水解为 在末端聚合后 水解为 ， 的聚合速度大于 的水 解速度时，在微丝末端形成一 解速度时，在微丝末端形成一ATP-帽，使微丝能稳定的延长。 帽 使微丝能稳定的延长。 随着ATP-actin的浓度的下降，微丝末端聚合速度下降， 的浓度的下降， ④ 随着 的浓度的下降 微丝末端聚合速度下降， ATP-actin的聚合速度小于 的聚合速度小于ATP的水解速度时，其ATP-帽不断缩小，以至消失，暴露 的水解速度时， 帽不断缩小， 的聚合速度小于 的水解速度时 帽不断缩小 以至消失， ADP-actin ，引起微丝的不稳定迅速解聚而缩短，表现出动力学不稳定性。 引起微丝的不稳定迅速解聚而缩短，表现出动力学不稳定性。

《医学生物学》-第六章线粒体、细胞骨架-2010

《医学生物学》-第六章线粒体、细胞骨架-2010

琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶是内膜的标志酶。
3. 基质腔：有三羧酸循环酶系(琥珀酸脱氢酶除外)、脂 肪酸氧化酶系以及蛋白质和核酸合成酶系等。 苹果酸脱氢酶为其标志酶。 4. 膜间隙：含少数几种酶，如腺苷酸激酶、二磷酸核苷激 酶等。 腺苷酸激酶为其标志酶。
三、Mi的功能
葡萄糖
细胞氧化的概念
光镜下显示细胞骨架：
红色显示微丝，绿色显示微管
15nm 24-26nm
一.微管（microtuble)的形态结构与化学组成 中空的圆柱状结构。 微管的形态结构： 横断面上看： 它是由13根原纤维纵向围绕而成。 微管的化学组成： 微 管 蛋 白 微管蛋白
(55KD 450aa)
5-9nm

Mi
在相差显微镜下观察的 活的成纤维细胞中的Mi
精子细胞中的Mi
(二) Mi 的超微结构
外膜 内膜
膜间隙
基质腔
核糖体
DNA
嵴
ATP合成 酶颗粒
1. 外膜 (Outer membrane)
外膜
膜厚约6nm，平整，光 滑。磷钨酸负染时，外膜 有排列整齐贯穿磷脂双分 子层的桶状体，中央有小 孔，孔 径2~3nm，称为孔 蛋白(Porin)。
Twisting model
[Equivalent steps]
Alternate-sides model [Non-equivalent steps]
This electron micrograph shows microtubules in cross section with the MAP bridge. The arrows point to bridges between microtubules. The star points to a MAP bridge to the vesicle. In summary, MAPs accelerate polymerization, serve as "motors" for vesicles and granules, and essentially control cell compartmentation.

细胞骨架医学课件

细胞骨架医学课件

02
微管骨架
微管的组成
微管蛋白
微管是由微管蛋白组成的，这些 蛋白通过聚合形成微管的主体结 构。
微管蛋白的亚单位
微管蛋白的亚单位包括α-微管蛋 白和β-微管蛋白，它们在微管的 结构和功能中具有重要作用。
微管的极性
负极
微管的负极位于细胞的中心，是微管 组装和扩展的起点。
正极
微管的正极指向细胞的边缘，是微管 组装的终点。
细胞骨架参与了细胞的物质运输、胞质流动和细胞迁移等过程 ，对细胞的移动和迁徙起到关键作用。
细胞骨架在细胞分裂过程中起到了关键作用，如微管参与了纺 锤体的形成，中间纤维参与了染色体的排列和分配。
细胞骨架在细胞的分化过程中也起到了重要作用，如中间纤维 参与了细胞的形态维持和信息传递，影响细胞的分化方向。
FRET技术可用于研究细胞骨架蛋白质的动态变化和相互作 用，如肌动蛋白丝和微管蛋白的相互作用、蛋白质磷酸化 和去磷酸化的状态等。通过FRET技术可以获得细胞骨架蛋 白质的实时动态信息，从而更深入地了解细胞活动的调控 机制。
活细胞实时观察技术
原理
活细胞实时观察技术是一种在活细胞状态下实时观察细 胞活动的方法。通过将细胞接种在特殊的载玻片上，利 用显微镜对细胞进行观察和记录。
VS
药物筛选和优化
通过计算机模拟和实验室实验，研究者正 在筛选和优化一些能够干扰癌细胞骨架的 药物，以期开发出更有效的抗癌药物。
细胞骨架与医学研究的前沿领域
细胞骨架与基因表达
最新研究表明，细胞骨架的改变可以影响基 因的表达，从而影响细胞的功能和命运。这 一领域的研究将有望揭示更多关于细胞生物 学和疾病发生发展的奥秘。
肌丝在细胞内的分布和功能
分布
粗肌丝和细肌丝分别位于肌细胞的表面和内部，它们相互交织形成肌纤维。

6细胞骨架

6细胞骨架

◆在细胞质基质中包括微丝、微管和中间纤维。
◆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,• 贯穿于细胞核和细胞质的网
架体系。
一、细胞膜骨架
细胞膜下由蛋白质纤维组成的网架结构。
一方面与膜蛋白结合；另一方面与细胞质骨架相连。
参与维持细胞膜的形态，并协助细胞膜完成多种生理功能。
参与一些细胞（巨噬细胞、变形虫）的变形移动过程。
参与胞质分裂，形成胞质分裂环
收缩环由 大量反向平行 排列的微丝组 成，其收缩机 制是肌动蛋白 和肌球蛋白相胞的指状突起，用以增加肠上皮细胞表面 积，以利于营养的快速吸收。 微丝通过微丝结合蛋白平行交联成束。微丝束队微绒毛起机械 支持作用，以维持微绒毛的形状。
海胆的线状伪足被细胞 松弛素D处理30s（a） 和5min（b）
MF解聚。
影响微丝装配动态性的药物对细胞都 有毒害，说明微丝功能的发挥依赖于微 丝与肌动蛋白单体库间的动态平衡。这 种动态平衡受 actin 单体浓度和微丝结合 蛋白的影响。
细胞松弛素对含肌动 蛋白纤维的结构的影
微丝结合蛋白
微丝正常的结构及功能的维持还需要微丝结合蛋白。整个 骨架系统结构和功能在很大程度上受到不同的细胞骨架结合蛋
微管结合蛋白 (Microtubule Associated Protein, MAP)
也有一些蛋白质结合微管，他们参与 微管的连接。
有些阻止或促进细胞质微管解聚
有些将微管组织成束状，或将它们交 联到细胞膜、中间纤维上，或把两者 交联起来。
2.微管功能
◆对细胞的支架作用
◆参与细胞内物质的运输 ◆参与鞭毛(flagella)运动和纤毛(cilia)运动 ◆构成有丝分裂器

第六章细胞骨架

第六章细胞骨架

第六章细胞骨架第六章细胞骨架一、名词解释1. 细胞骨架（cytoskeleton）2. 微管（microtubule, MT）3. 微管组织中心（microtubule organizing center, MTOC）4. 微丝（microfilament, MF）5. 中间丝（intermediate filament, IF）6. 收缩环（contractile ring）二、填空1. 细胞骨架主要由_________、_________和_________构成。

2. 微管蛋白异二聚体由___________和___________组成。

3. _____________________________是微管装配的基本单位，微管壁由____根原纤维构成。

4. 秋水仙素可______微管的组装。

5. 长春花碱可抑制______的组装。

6. 紫杉醇是一种可以______微管的药物。

7. 电镜下可见中心粒的每一个短筒状小体是由______________排列而成。

8. 常用的抑制微丝组装的药物是___________。

9. 鬼笔环肽是一种可以_____微丝的药物。

10. 肌球蛋白分子的头部具有____酶活性。

11. 微管的直径约为_____，微丝的直径约为_____，中间丝的直径约为_____。

12. 非稳态动力学模型认为增长的微管末端有_____帽，增长的微丝末端有_____帽。

13. 每根中间丝的横切面上可见到____个多肽。

三、单选题1. 光镜下可见到的结构是A. 微管B. 微丝C. 中间丝D. 中心体2. 微管的管壁有原纤维A. 9条B. 11条C. 13条D.15条3. 微管蛋白的异二聚体上具有哪种三磷酸核苷的结合位点？A. UTPB. CTPC. GTPD. ATP4. 具有微管组织中心作用的结构是A. 核糖体B. 中心体C. 线粒体D. 溶酶体5. 能够稳定微管的药物是A. 紫杉醇B. 长春花碱C. 秋水仙素D. 细胞松弛素B6. 纤毛和鞭毛的化学组成与下列哪种蛋白质无关？A. 微管蛋白B. 动力蛋白C. 中间丝蛋白D. 连接蛋白 7．纤毛和鞭毛主杆部A．周围有9组单管，中央有2根单管B．周围有9组二联管，中央有2根单管C. 周围有9组二联管，中央有4根单管D．周围有9组三联管，中央有2根单管8．构成纺锤体的主要是A．中间丝 B. 微丝 C. 微管 D．染色质9．细胞松弛素B是A．病毒的代谢产物 B. RNA病毒C. 细菌的代谢产物 D．真菌的代谢产物10．不同种类的中间丝蛋白，其高度保守的结构域是A．杆状区 B. 头部区C. 尾部区 D．头部区与尾部区11. 位于内核膜内侧的由中间丝蛋白所构成的结构是A. 核纤层B. 染色体支架C. 染色质D. 核基质12. 对中间丝的叙述错误的是A. 能为细胞提供机械强度支持B. 参与了细胞分化C. 与微管和微丝一样，具有极性D. 每根中间丝的横切面上可见到32个多肽13．细胞骨架主要包括A．微管、微丝和中心体 B. 中间丝、纺锤体和中心体C. 中间丝、中心体和核糖体 D．微管、微丝和中间丝E. 细胞中所有的非膜相结构细胞器14. 下列对于微管的描述，错误的是A. 微管是中空的圆柱状结构B. 微管由13根原纤维构成C. 原纤维由微管蛋白组成D. 微管外径约15nmE. 微管可根据细胞的生理需要组装和去组装15. 秋水仙素能够A. 抑制微丝的组装B. 抑制微管的组装C. 抑制中间丝的组装D.使内质网解体 E. 使核基质解体16. 关于微管组装下列哪项叙述不对？A. 微管的组装是分步骤进行的B. 微管两端的增长速度相同C. 微管的极性对微管的增长具有重要作用D. 微管蛋白的聚合和解聚是可逆的E. 微管可以随细胞的生命活动不断地组装和去组装17. 对纤毛和鞭毛叙述错误的是A. 纤毛和鞭毛的基体中无中央微管B. 纤毛和鞭毛外被细胞膜C. 纤毛和鞭毛都含有动力蛋白D. 纤毛和鞭毛的横切面上可见10组二联管E. 纤毛和鞭毛是细胞的运动器官18. 纤毛和鞭毛的中央有A. 一根单管B. 一对单管C. 二联管D. 三联管E. 四联管19. 纤毛和鞭毛的基体的微管的存在形式是A. 二联管B. 三联管C. 单管D. 四联管E. 以上都不是20. 真核细胞鞭毛的运动是由于鞭毛杆部中A. 外周微管中的相邻二联管之间相互滑动的结果B. 二联管的收缩与舒张所致C. 中央两根单管之间相互滑动的结果D. 微管之间的连接蛋白合成与解聚的结果E. 二联管与中央单管相互滑动的结果21. 电镜下中心粒的超微结构微管排列是A. 6组二联管B. 6组三联管C. 9组单管D. 9组二联管E. 9组三联管22. 有丝分裂后期，拉动染色体朝细胞两极移动的是A. 星体微管B. 极间微管C. 动粒微管D. 星体微管和极间微管E. 星体微管和动粒微管23. 下列哪种结构没有微管的成分？A. 鞭毛B. 纤毛C. 中心粒D. 内质网E. 纺缍体24. 可被细胞松弛素B破坏的结构是A. 微丝B. 微管C. 中间丝D. 高尔基体E. 染色体支架25. 能够稳定微丝的物质是A. 鬼笔环肽B. 细胞松驰素BC. 秋水仙素D. 长春花碱E. 紫杉醇26. 下列哪种细胞中的微丝含量最为丰富？A. 肝细胞B. 神经细胞C. 肌细胞D. 生殖细胞E. 上皮细胞27. 与微丝直接有关的事件是A. 纤毛和鞭毛的运动B. DNA转录为mRNAC. 细胞器的移动D. 主动运输E. 变形运动28. 藻类植物的细胞代谢物在细胞内的扩散主要通过A. 胞质环流B. 膜泡运输C. 轴突运输D. 变形运动E. 被动运输29. 胞质分裂时收缩环的形成有A. 微管参与B. 微丝参与C. 中间丝参与D. 微管与微丝参与E. 微丝与中间丝参与30. 中间丝的直径是A. 约7nmB. 约10nmC. 约15nmD. 约25nmE. 约35nm四、多选题1. 细胞骨架主要包括A．微管 B．微丝 C. 中间丝 D．核糖体2. 关于微管的叙述正确的是A. 呈中空圆柱状B. 主要存在溶酶体内C. 由13条原纤维包围而成D. 外径约24-26nm3. 微管在细胞中的存在形式有A. 单管B. 二联管C. 三联管D. 四联管4. 能抑制微管组装的药物是A．细胞松驰素8 B．长春花碱 C. 秋水仙素 D．紫杉醇5．微管的功能涉及A．支持作用 B. 细胞分裂 C. 复制作用 D. 物质转运6. 含有动力蛋白的是A. 线粒体B. 溶酶体C. 纤毛D. 鞭毛7. 能够为细胞松弛素B所抑制的是A. 胞质环流B. 鞭毛摆动C. 被动运输D. 变形运动8．参与细胞分裂时收缩环形成的是A．驱动蛋白 B．动力蛋白C. 肌动蛋白 D．肌球蛋白9．属于中间丝功能的有A．提供细胞的机械强度B. 维持细胞和组织完整性C. 有消化功能D．与细胞分化有关10. 与纤毛和鞭毛的化学组成有关的是A. 动力蛋白B. 肌球蛋白C. 肌动蛋白D. 连接蛋白E. 微管蛋白11. 关于动力蛋白叙述正确的是A. 动力蛋白具有ATP酶活性B. 动力蛋白构成外周二联管A管伸出的内臂和外臂C. 动力蛋白能将化学能转化为机械能D. 动力蛋白属于细胞骨架马达蛋白的成员E. 动力蛋白构成中央单管伸出的内臂和外臂12. 下列那些结构有微管的参与？A. 星体B. 核仁C. 中心体D. 纤毛E. 染色质13. 微管与下列哪些细胞运动相关？A. 收缩环的缢缩B. 细胞器的位移C. 鞭毛运动D. 染色体的运动E. 胞质环流14. 属于微丝主要功能的有A. 参与构成细胞支架B. 参与细胞的移动C. 参与胞质环流D. 参与细胞分裂E. 参与肌肉收缩15. 具有极性的结构是A. 微管B. 微丝C. 中间丝D. 肌动蛋白单体E. α微管蛋白和β微管蛋白异二聚体五、简答题1. 微管有哪些结构特性？2. 简要说明解释纤毛和鞭毛运动机制的微管滑动模型的主要内容。

第六章细胞骨架1

第六章细胞骨架1

微丝的正极聚合速度较快， 微丝的正极聚合速度较快，负极较慢
微丝纤维的负染电镜照片
MF体外组装的三个阶段 MF体外组装的三个阶段
FIGURE : Polymerization of G-actin in vitro occurs in three phases. In the initial nucleation phase, ATP–G-actin monomers (pink) slowly form stable complexes of actin (purple). These nuclei are rapidly elongated in the second phase by the addition of subunits to both ends of the filament. In the third phase, the ends of actin filaments are in a steady state with monomeric ATP–G-actin. After their incorporation into a filament, subunits slowly hydrolyze ATP and become stable ADP– F-actin (white).
由两条平行的多肽链形成α②原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)由两条平行的多肽链形成 原肌球蛋白 由两条平行的多肽链形成 螺旋构型,位于肌动蛋白螺旋沟内 结合于细丝, 位于肌动蛋白螺旋沟内,结合于细丝 螺旋构型 位于肌动蛋白螺旋沟内 结合于细丝 调节肌动蛋白 与肌球蛋白头部的结合。 与肌球蛋白头部的结合。
（2）极性： ）极性： Each subunit has polarity & all subunits are pointed in same direction, so entire MF has polarity。

6 细胞骨架

6 细胞骨架

(A) The centrosome contains a pair of centrioles. The micrograph of a cross section of a centriols showing the pinwheel arrangement of the 9 peripheral fibrils. PCM is the electron-dense pericentriolar material that surrounding the centriols.
An overview of the structure and functions of the cytoskeleton
细胞骨架的一般性质：
❖ 细胞骨架不是惰性结构，而是一种高度动态 的组织，它的装配、去装配和再装配都很快， 并受很多 因素影响. ❖ 细胞骨架最基本的两个功能：
a、机械支撑及决定细胞器或生物大分子的 空间定位（静态）
微管的分子组成 * α、β微管蛋白：是一类酸性蛋白，它们分子量相同， 各含约500个左右氨基酸残基。
*微管蛋白常以异二聚体的形式存在。
Microtubules are formed from filaments, which in turn are formed from dimers by polymerization. Tubulin and the structures that it forms are polar.
b、参与了几乎所有形式的细胞运动（动态） ❖ 细胞骨架是真核生物特有的结构
（一）微管 microtubule
形态结构（电镜）
*中空的管状结构,直径2426nm， *由13条原纤维纵行螺旋排列， 原纤维的直径为5nm *每条原纤维是由αβ 微管蛋白相间排列成的长链。
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微管的主要化学成分是微管蛋白 （tubulin），包括α -微管蛋白和β 微管蛋白，可结合形成异二聚体。含 有GTP或GDP及秋水仙素(colchicine) 和长春花碱的结合位点。
微管装配
α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ 二聚体，αβ二聚体先形成环状核心 (ring)，经过侧面增加二聚体而扩 展为螺旋带，αβ二聚体平行于长轴 重复排列形成原纤维 (protofilament)。当螺旋带加宽至 13根原纤维时，即合拢形成一段微 管。内径15nm，外径25nm。
1）中间纤维装配的单体是纤维状蛋白(MF、 MT的单体呈球形)；
2）反向平行的四聚体导致IF不具有极性； 3）在体内装配后，细胞中几乎不存在中
间纤维单体。
中间纤维的功能
中间纤维在细胞质内形成一个完 整的网架支持系统，它与细胞膜和 细胞外基质直接联系，并与微管、 微丝及其他细胞器联系。
肌动蛋白结合蛋白以不 同的方式影响微丝的形状和功 能、组装和去组装。
肌动蛋白结合蛋白
肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋 白。
肌细胞的细肌丝是由肌动蛋白、 原肌球蛋白和肌钙蛋白组成，原 肌球蛋白和肌钙蛋白本身并不参 与肌肉收缩，但是参与了对肌肉 收缩的调节。
装配
微 丝 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，既有正极与负极之别。微 丝正极与负极都能生长，生长快的一端为正 极，慢的一端为负极；去装配时，负极比正 极快。由于G-actin在正极装配，负极去装 配，从而表现为踏车行为。体内装配时，微 丝 呈 现 出 动 态 不 稳 定 性 ， 主 要 取 决 于 Factin结合的ATP水解速度与游离的G-actin 单体浓度之间的关系。
鞭 毛 运 动 形 式
鞭 毛 运 动 机 制
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7nm的骨架纤维。
分 布 于 细 胞 膜 下
微丝成分
肌动蛋白(actin)是微丝的基 本结构成分，外观呈哑铃状， 这 种 actin 又 叫 G-actin ， 将 Gactin 形 成 的 微 丝 又 称 为 Factin。
所有的微管都有确定的极性
微管两端具有不同的装配速度， 装配快的一端称为正（+）极，另一 端为负（—）极。在一定的条件下， 微管一端发生装配使微管延长，而 另一端发生去装配，使微管缩短， 表现出明显的极性装配。
微管装配是一个动态不稳定过程
微管装配的动力学不稳定 性是指微管装配生长与快速 去装配的一个交替变换的现 象，为行使正常的微管功能， 微管动力学不稳定性是其功 能正常发挥的基础。
微管特异性药物
秋水仙素(colchicine)和长春花碱阻断微 管蛋白组装成微管，可破坏纺锤体结构。
紫杉酚(taxol)能促进微管的装配，并使 已形成的微管稳定。
微管组织中心(MTOC)
微管在生理状态或实验处理 解聚后重新装配的发生处称为微 管 组 织 中 心 (microtubule organizing center，MTOC)。
常 见 的 微 管 组 织 中 心
中心粒结构：9•3
鞭毛和纤毛—基体（9•3）和杆部 （9•2+2）
位于鞭毛和纤毛根部的结构称为 基体
微管功能
1、维持细胞形态 2、细胞内物质的运输 3、鞭毛、纤毛及中心粒、基体的基
本结构成分 4、纺锤体与染色体运动
神经细胞轴突物质运输
色素颗粒的转运
微丝特异性药物
细胞松弛素B：阻断微丝的装配
鬼笔环肽：稳定肌动蛋白纤维，抑制解聚、 促进微丝聚合。
微丝功能
维持细胞形态，赋予质膜机械强度 细胞运动 微绒毛 应力纤维 :具有收缩功能，但不产生运动 胞质分裂 肌肉收缩
中间纤维
10nm纤维，因其直径介于 微丝和微管之间，故被命名为 中间纤维。
中间纤维几乎分布于所有动 物细胞，往往形成一个网络结构， 特别是在需要承受机械压力的细 胞中含量相当丰富。如上皮细胞 中。除了胞质中，在核膜下的核 纤层也属于中间纤维。
中间纤维的成分与分布
中间纤维成分比微丝和微管复杂， 具有组织特异性。中间纤维在形态上 相似，而化学组成有明显的差别。 中间纤维类型：角蛋白纤维、波形纤维、 结蛋白纤维、神经原纤维、神经胶质 纤维。 中间纤维蛋白的表达具有严格的组织特 异性。
中间纤维的装配
中间纤维装配与微丝和微管装配相比，有 以下几个特点：
第六章 细胞骨架 (Cytoskeleton)
细胞骨架是指存在于真核 细胞中的蛋白纤维网架结构， 包括微丝、微管和中间纤维。
广义细胞骨架是指核骨架、
核纤层与中间纤维在结构上相互 连接பைடு நூலகம்贯穿于细胞核、细胞质和 细胞膜的网架体系。
微管结构与化学组成
微管可装配成单管，二联管(纤毛 和鞭毛中)， 三联管(中心粒和基体中)。

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