医学细胞生物学细胞骨架和细胞的运动培训课件.ppt

医学细胞生物学细胞骨架和细胞的运动细胞骨架概念细胞骨架的功能概括细胞质骨架分布微管由微管蛋白、微管结合蛋白组成，中空圆柱状结构控制膜性细胞器的定位、胞内物质运输与其他蛋白质装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体维持细胞形态、细胞分裂、细胞运动等微管蛋白与微管的结构分布于所有真核细胞，内径15nm，外径25nm，壁厚5nm基本构件：微管蛋白二聚体——α、β异二聚体α-微管蛋白和β-微管蛋白各有一个GTP结合位点：α-微管蛋白的GTP不进行水解也不交换；β-微管蛋白的GTP可水解成GDP，而此GDP也可换成GTP，这一变换对微管的动态性有重要作用异二聚体头尾相接→原纤维；侧面13条原纤维合拢→微管微管具有极性，两端增长速度不同；增长快的一端为正端，另一端为负端微管的极性分布走向跟细胞器定位、物质运输方向有关微管由三种微管蛋白组成：α管蛋白、β管蛋白(前二者占微管蛋白总量80-95%)；γ管蛋白定位于微管组织中心microtubuleorganizingcenter,MTOC（对微管的形成、数量、位置、极性、细胞分裂有重要作用）真核生物微管有三种存在形式：单管、二联管、三联管微管结合蛋白与微管结合的辅助蛋白，总是与微管共存，参与微管的装配，称微管结合蛋白microtubuleassociatedprotein,MAP在微管蛋白组装成微管后，结合在微管表面碱性的微管结合域，加速微管成核作用；酸性的突出区域，以横桥形式跟其它骨架纤维连接突出区域的长度决定微管成束时间距的大小微管microtubule微管microtubule③稳定期steadystatephase：又称平衡期，胞质中游离微管蛋白达到临界浓度，微管的聚合与解聚速度相等微管装配起始点是微管组织中心微管的聚合从特异性的核心形成位点开始，主要是中心体、纤毛的基体，称：微管组织中心microtubuleorganizingcenter,MTOC微管组织中心作用：帮助微管装配的成核nucleation微管从微管组织中心开始生长，是微管装配的独特性质微管的核心形成是微管组装的限速步骤γ-微管蛋白环形复合体(γ-tubulinringcomplex,γ-TuRC)可形成10~13个γ-微管蛋白分子的环形结构(螺旋化排列)，组成一个开放的环状模板，与微管具有相同直径γ-微管蛋白复合体可刺激微管核心形成，包裹微管负端，阻止微管蛋白渗入γ-微管蛋白复合体还能影响微管从中心粒上释放中心体centrosome是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器，包括：中心粒centriole和中心粒旁物质pericentriolarmaterial在细胞间期，中心体位于细胞核附近，在有丝分裂期，位于纺锤体的两极中心体centrosome：动物细胞特有，包括中心粒centriole和中心粒旁物质pericentriolarmaterial,PCM2个桶状垂直排列的中心粒，包埋在中心粒旁物质中每个中心粒由9组三联管组成基体basalbody：纤毛或鞭毛起源于基体；基体与中心粒可互相产生（如：精子）微管microtubule微管microtubule当微管生长缓慢时，β微管蛋白上的GTP水解为GDP后，微管蛋白构象变化，微管原纤维弯曲，亚基结合不紧密，微管趋于解聚、缩短因此，微管两端的微管蛋白具有GTP帽时，微管继续组装；而具有GDP帽时，原纤维弯曲，微管解聚原纤维中微管蛋白异二聚体亚单位重复排列具有极性，所以微管具有极性；尤其当两端组装速度不同时，有明显极性微管的聚合与解聚持续进行，经常是一端聚合，为正端；另一端解聚，是负端，这种微管装配方式，称“踏车运动”treadmilling微管的体内装配在细胞内的微管组织中心，γ-TuRC成为α-β异二聚体结合的核心中心体是微管成核的位点；中心粒旁物质含有50拷贝以上的γ-TuRC微管的极性总是相同的：负端与中心体结合，正端远离中心体γ-TuRC组织微管形成的能力受细胞周期调节间期此能力被关闭，G2期到M期，受细胞周期调节激酶作用，磷酸化γ-TuRC成分，开放其微管组织能力很多因素影响微管的组装和解聚很多因素影响微管的稳定性，比如：GTP浓度、压力、温度、pH、离子浓度、微管蛋白临界浓度、药物等紫杉醇是红豆杉属植物的次生代谢产物，紫杉醇只结合到聚合的微管上，维持了微管的稳定，加速微管聚合，已用于癌症临床化疗秋水仙素，长春花碱或长春新碱、诺可唑，结合并稳定游离的微管蛋白，抑制微管的聚合微管的功能1.微管构成细胞内的网状支架，支持和维持细胞的形态微管本身不能收缩，有一定的强度，抗压力、抗弯曲，为细胞提供机械支持力微管对细胞突起部分，如纤毛、鞭毛、轴突形成和维持起重要作用如血小板中的环形微管束(血小板骨架主要组成成分)，维持血小板的圆盘形结构；当暴露于低温中，环形微管解聚，血小板