第六讲--细胞骨架PPT课件
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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。
2021
1
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。
2021
2
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)。
25
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。
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32
2021
33
装配
2021
34
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。
2021
35
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
2021
36
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。
源自文库
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。
本结构成分 4、纺锤体与染色体运动
2021
18
神经细胞轴突物质运输
2021
19
色素颗粒的转运
2021
20
鞭 毛 运 动 形 式
2021
21
鞭 毛 运 动 机 制
2021
22
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。
2021
23
分 布 于 细 胞 膜 下
2021
24
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。
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。
2021
3）在体内装配后，细胞中几乎不存在中 间纤维单体。
2021
40
2021
41
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。
2021
42
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5
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6
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。
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8
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。
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37
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。
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38
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。
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39
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：
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；
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11
常 见 的 微 管 组 织 中 心
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12
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
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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
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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。
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10
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)。
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。
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3
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，2021外径25nm。 4
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。
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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。
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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)。
25
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。
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装配
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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。
2021
35
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
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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。
源自文库
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。
本结构成分 4、纺锤体与染色体运动
2021
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神经细胞轴突物质运输
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色素颗粒的转运
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鞭 毛 运 动 形 式
2021
21
鞭 毛 运 动 机 制
2021
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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。
2021
23
分 布 于 细 胞 膜 下
2021
24
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。
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。
2021
3）在体内装配后，细胞中几乎不存在中 间纤维单体。
2021
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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。
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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。
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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。
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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。
2021
38
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。
2021
39
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：
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；
2021
11
常 见 的 微 管 组 织 中 心
2021
12
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
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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
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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。
2021
10
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)。
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。
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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，2021外径25nm。 4