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细胞骨架
这是一篇关于细胞骨架的思维导图，主要内容有微丝、中间纤维与隔蛋白纤维、微管、细胞骨架概述。
编辑于2022-09-18 12:15:34 四川省- 细胞骨架
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细胞骨架
微丝
微丝的化学组成与分布
微丝(MF)又称肌动蛋白丝，是指真核细胞中由肌动蛋白组成，是由肌动蛋白单体装配而成的纤维
肌动蛋白形式
单体
多聚体
分布
肌细胞
微丝装配的动力学
肌动蛋白单体具有极性，装配时呈头尾相连，故微丝也具有极性
微丝的装配过程
成核期
延长期
稳定期
影响装配因素
G-肌动蛋白临界浓度的影响
一些离子浓度的影响
微丝的极性与踏车
具有极性，且纤维长度不变
影响微丝的药物
细胞松弛素B
切断微丝，并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合，导致微丝解聚
鬼笔环肽
与微丝侧面结合，防止MF解聚
微丝结合蛋白
肌球蛋白:基于肌动蛋白的马达蛋白
肌球蛋白是一种分子马达，微丝是肌球蛋白运行的轨道
肌球蛋白Ⅱ的结构及作用机制
肌球蛋白Ⅱ参与肌收缩和胞质分裂提供力
肌球蛋白Ⅱ的结构
长形蛋白，由两条重链和两条轻链组成
肌细胞:特化的肌收缩功能
骨骼肌细胞的基本结构
肌纤维
肌原纤维
粗肌丝
细肌丝
肌节
1个A带和2个0.5个I带
肌原纤维的结构
肌收缩的滑动丝模型及分子基础
钙离子在肌收缩中的作用
原肌球蛋白的抑制作用
钙离子对肌收缩的调节作用
钙离子浓度调节:肌收缩与神经兴奋相偶联
由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程
动作电位的产生，神经细胞产生动作电位，促使肌细胞质膜去极化，并形成T形小管，T管末端靠近肌质网
钙离子释放，T管末端靠近肌质网促发肌质网上钙离子通道释放出钙离子
原肌球蛋白位移
肌动蛋白丝与肌球蛋白丝相对滑动，肌动蛋白与肌球蛋白结合产生交联桥，在ATP供能的条件下产生肌收缩
钙离子回收，一旦神经冲动消失，钙离子被钙泵泵回肌质网储存，肌肉舒张
肌动蛋白和肌球蛋白在非肌细胞中的作用
粘着斑和微绒毛中的束状肌动蛋白纤维
细胞内运输作用
胞质环流
菌类、藻类和高等植物中非常活跃的运动现象
由肌动蛋白和肌球蛋白的运动介导，分配营养物质
细胞运动
参与胞质分裂
肌动蛋白纤维对细胞形态的影响
微丝参与胞吞与分泌
限制膜蛋白的移动
微丝的其他功能
参与胞吞和分泌
限制膜蛋白的移动
参与细胞的胞质分裂
中间纤维与隔蛋白纤维
中间纤维
除了微管、微丝外，大多数真核生物还有第三种细胞骨架成分，由于这种纤维的平均直径介于微管和微丝之间
分布在整个细胞中，无极性
中间纤维的装配
是两个单体以相同的方向组成一个双股螺旋的二聚体
两个二聚体以相反的方向组装成一个四聚体，二聚体具有极性，四聚体没有极性
若干个四聚体首尾结合组装成原纤维
中间纤维的功能
为细胞提供机械强度支持
参与细胞连接
中间纤维维持细胞核膜稳定
微管
微管的结构和类型
微管分布
普遍存在于真核细胞的胞质中，分布于核周围，呈放射状向四周扩散
微管是以微管蛋白异源二聚体头尾相接，形成细长的原丝
组成微管的亚基
α亚基
β亚基
微管形态
长管状结构，13条原纤维
类型
单管
在低温、钙离子和秋水仙素作用下容易解聚，属于不稳定微管
二联管
是构成纤毛和鞭毛的周围小管，是运动类型的微管，对低温、钙离子和秋水仙素都比较稳定
三联管
见于基体、中心粒，对于低温、钙离子和秋水仙素的作用是稳定的
微管装配的动力学
微管组织中心
微管组织中心概念
存在于细胞质中决定微管在生理状态或实验处理后重新装配的结构叫微管组织中心
常见微管组织中心
间期细胞（中心体）
分裂细胞（有丝分裂纺锤体极)
鞭毛纤毛细胞（基体）
中心体
是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器，包括中心粒和中心粒周质基质
植物细胞没有中心体，其微管组织中心是细胞核外被表面的成膜体
y-微管蛋白
定位于微管组织中心，对微管的形成、数量、位置、微管极性的确定及细胞分裂起重要作用
微管的装配过程
α-微管蛋白形成αβ二聚体
αβ二聚体平行于长轴重复排列形成原纤维
进一步经侧面增加二聚体而扩展为螺旋带
然后在端部不断添加二聚体使微管延长
微管的极性
微管的动态不稳定性
造成微管不稳定的因素
微管蛋白临界浓度：浓度高，促进微管生长；浓度低，促使微管解聚
GTP浓度：低速水解适合生长，高速水解造成解聚
药物、压力、pH、离子浓度等
影响微管稳定性的药物
秋水仙素
秋水仙素是一种生物碱
同未聚合的微管蛋白二聚体结合，形成的复合物可以阻止微管的成核反应，阻止微管聚合
不同浓度秋水仙素对微管影响不同，高浓度秋水仙素除了，微管全部解聚；低浓度秋水仙素处理，微管保持稳定，并处在分裂中期
紫杉醇
是红豆杉属植物中一种复杂的次生代谢产物
只结合到聚合的微管上，维持了微管的稳定，阻止微管解聚
踏车现象
又称轮回，是微管组装后处于动态平衡的一种现象，即微管总长度不变
微管结合蛋白
类型ⅠMAPs
类型ⅡMAPs
微管马达蛋白
概念
细胞内有一类蛋白质能够用ATP供能，产生推动力，进行细胞内的物质运输，这种蛋白质分子称为分子发动机或发动机蛋白
特点
移动是单方向的，一种马达蛋白只能沿微管向一个方向移动
由于微管马达蛋白有2-3个头，移动方式是逐步行进
动力蛋白
正端向负端
驱动蛋白
结构特点
驱动蛋白是一个四聚体的结构，包括两条重链和两条轻链
方向
负端到正端
运输速度
驱动蛋白每跨一步的长度为8nm，正好是一个αβ微管二聚体的长度
微管的作用
支架作用
微管具有一定的强度，能够抗压和抗弯曲，给细胞提供机械支持力
细胞内物质的运输
细胞器转运
微管的运输
轴突和树突的运输
色素颗粒转移
鞭毛运动和纤毛运动
鞭毛
长而细，以波浪式摆动
纤毛
短而粗，运动复杂无规则
功能
帮助细胞锚定在一个地方
使细胞在液体介质中运动
纺锤体与染色体运动
有丝分裂中期:染色体要排列在赤道板上
有丝分裂后期:染色单体要均分到细胞的两极
依赖于纺锤体微管的装配和解聚而实现
纺锤体微管的变化必须依靠分子发动机
微管与有丝分裂
有丝分裂时，微管形成纺锤体，牵引染色体到达分裂极
细胞骨架概述
细胞骨架的组成和分布
细胞骨架
细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系
组成
广义
细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架、细胞外基质
狭义
微管、微丝、中间纤维
细胞骨架的功能
作为动态支架
在细胞内形成一个框架结构
为细胞器运动和细胞内物质运输提供机械支持
为细胞从一个位置向另一个位置移动的动力装置
为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽
参加细胞的信号传导
是细胞分裂的机器，核分裂核胞质分裂
细胞骨架的特性
动态性和稳定性
动态性
细胞骨架系统必须随着细胞周期的变化进行快速的组装与去组装
稳定性
作为细胞生命活动的基础设施，必须确保生命活动的需要，相对稳定地存在
骨架网络的整体性
骨架纤维的可装配性与刚性
结构与功能的可调节性
细胞骨架的研究方法
化学染色法
荧光抗体标记法
电视显微镜
电子显微技术的应用
细胞骨架与疾病
纤毛不动综合症
单纯型大苞性表皮松懈正
细胞骨架
微丝
微丝的化学组成与分布
微丝(MF)又称肌动蛋白丝，是指真核细胞中由肌动蛋白组成，是由肌动蛋白单体装配而成的纤维
肌动蛋白形式
单体
多聚体
分布
肌细胞
微丝装配的动力学
肌动蛋白单体具有极性，装配时呈头尾相连，故微丝也具有极性
微丝的装配过程
成核期
延长期
稳定期
影响装配因素
G-肌动蛋白临界浓度的影响
一些离子浓度的影响
微丝的极性与踏车
具有极性，且纤维长度不变
影响微丝的药物
细胞松弛素B
切断微丝，并结合在微丝正极阻抑肌动蛋白聚合，导致微丝解聚
鬼笔环肽
与微丝侧面结合，防止MF解聚
微丝结合蛋白
肌球蛋白:基于肌动蛋白的马达蛋白
肌球蛋白是一种分子马达，微丝是肌球蛋白运行的轨道
肌球蛋白Ⅱ的结构及作用机制
肌球蛋白Ⅱ参与肌收缩和胞质分裂提供力
肌球蛋白Ⅱ的结构
长形蛋白，由两条重链和两条轻链组成
肌细胞:特化的肌收缩功能
骨骼肌细胞的基本结构
肌纤维
肌原纤维
粗肌丝
细肌丝
肌节
1个A带和2个0.5个I带
肌原纤维的结构
肌收缩的滑动丝模型及分子基础
钙离子在肌收缩中的作用
原肌球蛋白的抑制作用
钙离子对肌收缩的调节作用
钙离子浓度调节:肌收缩与神经兴奋相偶联
由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程
动作电位的产生，神经细胞产生动作电位，促使肌细胞质膜去极化，并形成T形小管，T管末端靠近肌质网
钙离子释放，T管末端靠近肌质网促发肌质网上钙离子通道释放出钙离子
原肌球蛋白位移
肌动蛋白丝与肌球蛋白丝相对滑动，肌动蛋白与肌球蛋白结合产生交联桥，在ATP供能的条件下产生肌收缩
钙离子回收，一旦神经冲动消失，钙离子被钙泵泵回肌质网储存，肌肉舒张
肌动蛋白和肌球蛋白在非肌细胞中的作用
粘着斑和微绒毛中的束状肌动蛋白纤维
细胞内运输作用
胞质环流
菌类、藻类和高等植物中非常活跃的运动现象
由肌动蛋白和肌球蛋白的运动介导，分配营养物质
细胞运动
参与胞质分裂
肌动蛋白纤维对细胞形态的影响
微丝参与胞吞与分泌
限制膜蛋白的移动
微丝的其他功能
参与胞吞和分泌
限制膜蛋白的移动
参与细胞的胞质分裂
中间纤维与隔蛋白纤维
中间纤维
除了微管、微丝外，大多数真核生物还有第三种细胞骨架成分，由于这种纤维的平均直径介于微管和微丝之间
分布在整个细胞中，无极性
中间纤维的装配
是两个单体以相同的方向组成一个双股螺旋的二聚体
两个二聚体以相反的方向组装成一个四聚体，二聚体具有极性，四聚体没有极性
若干个四聚体首尾结合组装成原纤维
中间纤维的功能
为细胞提供机械强度支持
参与细胞连接
中间纤维维持细胞核膜稳定
微管
微管的结构和类型
微管分布
普遍存在于真核细胞的胞质中，分布于核周围，呈放射状向四周扩散
微管是以微管蛋白异源二聚体头尾相接，形成细长的原丝
组成微管的亚基
α亚基
β亚基
微管形态
长管状结构，13条原纤维
类型
单管
在低温、钙离子和秋水仙素作用下容易解聚，属于不稳定微管
二联管
是构成纤毛和鞭毛的周围小管，是运动类型的微管，对低温、钙离子和秋水仙素都比较稳定
三联管
见于基体、中心粒，对于低温、钙离子和秋水仙素的作用是稳定的
微管装配的动力学
微管组织中心
微管组织中心概念
存在于细胞质中决定微管在生理状态或实验处理后重新装配的结构叫微管组织中心
常见微管组织中心
间期细胞（中心体）
分裂细胞（有丝分裂纺锤体极)
鞭毛纤毛细胞（基体）
中心体
是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器，包括中心粒和中心粒周质基质
植物细胞没有中心体，其微管组织中心是细胞核外被表面的成膜体
y-微管蛋白
定位于微管组织中心，对微管的形成、数量、位置、微管极性的确定及细胞分裂起重要作用
微管的装配过程
α-微管蛋白形成αβ二聚体
αβ二聚体平行于长轴重复排列形成原纤维
进一步经侧面增加二聚体而扩展为螺旋带
然后在端部不断添加二聚体使微管延长
微管的极性
微管的动态不稳定性
造成微管不稳定的因素
微管蛋白临界浓度：浓度高，促进微管生长；浓度低，促使微管解聚
GTP浓度：低速水解适合生长，高速水解造成解聚
药物、压力、pH、离子浓度等
影响微管稳定性的药物
秋水仙素
秋水仙素是一种生物碱
同未聚合的微管蛋白二聚体结合，形成的复合物可以阻止微管的成核反应，阻止微管聚合
不同浓度秋水仙素对微管影响不同，高浓度秋水仙素除了，微管全部解聚；低浓度秋水仙素处理，微管保持稳定，并处在分裂中期
紫杉醇
是红豆杉属植物中一种复杂的次生代谢产物
只结合到聚合的微管上，维持了微管的稳定，阻止微管解聚
踏车现象
又称轮回，是微管组装后处于动态平衡的一种现象，即微管总长度不变
微管结合蛋白
类型ⅠMAPs
类型ⅡMAPs
微管马达蛋白
概念
细胞内有一类蛋白质能够用ATP供能，产生推动力，进行细胞内的物质运输，这种蛋白质分子称为分子发动机或发动机蛋白
特点
移动是单方向的，一种马达蛋白只能沿微管向一个方向移动
由于微管马达蛋白有2-3个头，移动方式是逐步行进
动力蛋白
正端向负端
驱动蛋白
结构特点
驱动蛋白是一个四聚体的结构，包括两条重链和两条轻链
方向
负端到正端
运输速度
驱动蛋白每跨一步的长度为8nm，正好是一个αβ微管二聚体的长度
微管的作用
支架作用
微管具有一定的强度，能够抗压和抗弯曲，给细胞提供机械支持力
细胞内物质的运输
细胞器转运
微管的运输
轴突和树突的运输
色素颗粒转移
鞭毛运动和纤毛运动
鞭毛
长而细，以波浪式摆动
纤毛
短而粗，运动复杂无规则
功能
帮助细胞锚定在一个地方
使细胞在液体介质中运动
纺锤体与染色体运动
有丝分裂中期:染色体要排列在赤道板上
有丝分裂后期:染色单体要均分到细胞的两极
依赖于纺锤体微管的装配和解聚而实现
纺锤体微管的变化必须依靠分子发动机
微管与有丝分裂
有丝分裂时，微管形成纺锤体，牵引染色体到达分裂极
细胞骨架概述
细胞骨架的组成和分布
细胞骨架
细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系
组成
广义
细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架、细胞外基质
狭义
微管、微丝、中间纤维
细胞骨架的功能
作为动态支架
在细胞内形成一个框架结构
为细胞器运动和细胞内物质运输提供机械支持
为细胞从一个位置向另一个位置移动的动力装置
为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽
参加细胞的信号传导
是细胞分裂的机器，核分裂核胞质分裂
细胞骨架的特性
动态性和稳定性
动态性
细胞骨架系统必须随着细胞周期的变化进行快速的组装与去组装
稳定性
作为细胞生命活动的基础设施，必须确保生命活动的需要，相对稳定地存在
骨架网络的整体性
骨架纤维的可装配性与刚性
结构与功能的可调节性
细胞骨架的研究方法
化学染色法
荧光抗体标记法
电视显微镜
电子显微技术的应用
细胞骨架与疾病
纤毛不动综合症
单纯型大苞性表皮松懈正