微丝微管中间丝对比

设计细胞骨架各结构、特征、组装、功能、药物等;比较三种胞质骨架成分的主要差别。(从其成分、分子量、直径、纤维结构、有无极性、有无踏车行为、有特异性药物等七个方面加以说明)

细胞骨架

• 微丝
  • 由肌动蛋白（actin）单体组成，形成微丝。
    • 肌动蛋白的分子量约为42 kDa。
      • 直径约为7 nm。
        • 微丝是双链螺旋状结构，由两个线性排列的肌动蛋白链缠绕在一起。
          • 有极性。+端通常是肌动蛋白单体聚合较快的端，−端则聚合较慢。新肌动蛋白从正极端加入
            • 有踏车行为。肌动蛋白也会根据ATP的水解动态地组装和解组装。表现为微丝的正极延长，负极缩短
              • 细胞松弛素：阻止肌动蛋白聚合，对解聚无影响 鬼笔环肽：阻止微丝解聚，使其保持稳定状态
                • 微丝的组装依赖于ATP，ATP-actin单体通过聚合作用形成长链。 微丝也有动态踏车行为，ATP-肌动蛋白在+端聚合，ATP水解为ADP后，ADP-肌动蛋白在−端解聚。 细胞膜下的皮层由微丝密集分布，控制细胞形状和运动。
                  • 细胞形状：微丝构成细胞的外形支架，尤其在细胞膜下形成密集网状结构。 细胞运动：参与细胞的运动和形态变化，尤其在伪足和细胞迁移中发挥重要作用。 肌肉收缩：肌动蛋白与肌球蛋白共同参与肌肉的收缩。 细胞分裂：微丝形成收缩环，帮助细胞在有丝分裂时进行分裂。 物质运输：通过与其他分子相互作用，微丝参与细胞内的物质运输。
• 微管
  • 主要由α-和β-微管蛋白（tubulin）二聚体组成，形成微管的基本单元。
    • 每个α-β微管蛋白二聚体的分子量约为50 kDa，整个微管结构相对较大。
      • 直径约为25 nm。
        • 微管呈空心圆柱状，具有非常规律的结构。由13条亚单位沿着圆周排列形成。
          • 有极性。一个微管有两个极，+端（快速增长端）和−端（较慢增长端）。
            • 有踏车行为。微管的组装和解组装是动态的，通常通过微管蛋白的GTP水解来调节微管的稳定性。即微管的一端发生装配延长，而另一端去装配缩短
              • 秋水仙素 紫杉醇
                • 微管的组装和解组装依赖于GTP的水解，GTP-bound微管蛋白会聚合形成微管，而GDP-bound微管蛋白则会导致微管解聚。 微管在细胞内动态变化，呈现动态踏车行为，不断经历快速生长和缩短。 组装从微管组织中心或中心粒起始，微管蛋白从这里向外辐射。
                  • 细胞形状：维持细胞的形态和结构。 细胞分裂：微管在有丝分裂中形成纺锤体，帮助染色体的分离。 运输系统：微管是细胞内物质运输的“轨道”，例如通过动力蛋白和驱动蛋白沿微管运输细胞器和蛋白质。 鞭毛和纤毛：微管构成鞭毛和纤毛的轴心，参与细胞的运动。
• 中间丝
  • 由多种不同的蛋白质构成，如角蛋白、神经丝蛋白和肌动蛋白等，具体种类取决于细胞类型。
    • 分子量分子量不一,较大，通常在50-100 kDa之间，取决于具体的蛋白类型。
      • 直径介于微管和微丝之间,直径约为10 nm。
        • 中间纤维具有较为稳定的二级结构，通常呈线状或纤维状，没有明显的空心。
          • 无极性。中间纤维是非极性的，其组装方向不具有显著差异。
            • 无踏车行为。中间纤维的组装较为稳定，一旦形成，通常不会轻易解聚。虽然中间丝的装配—去装配仍然是动态的.细胞质中间丝分裂前解体,分裂后重新组装,与去磷酸化有关.
              • 相较于微管和微丝，中间纤维没有广泛的特异性药物抑制剂。其稳定性较高，少有针对其特殊抑制的药物。
                • 中间纤维通过头尾交联形成纤维状结构，不像微管和微丝那样具有明显的动态组装特性。 一旦形成，中间纤维通常非常稳定，不会像微管和微丝那样频繁组装和解组装。
                  • 细胞支撑：中间纤维提供细胞内部的机械支撑，保持细胞形态。 细胞连接：在细胞间的机械连接中起重要作用，尤其在紧密连接和细胞间桥中起到稳定作用。 耐受应力：中间纤维能抵抗机械应力，保护细胞免受外部物理冲击。 核支持：在核膜下，内含有核纤层，对核的形状和稳定性至关重要。