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细胞骨架、微丝、微管、中间纤维知识点总结、复习
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细 胞 骨 架
第一节 微管
形态结构
不分支的中空管状结构
13根原纤维排列围成，原纤维由微管蛋白二聚体头尾相接而成
微管正端的最外端为β微管蛋白，负端最外端为α微管蛋白
微管在靠近中心体的一段都是负端，另一端是正端
一般来说，微管的负端朝向MTOC，正端朝向细胞膜方向
中心体参与微管的形成
在细胞周期中，中心粒在间期中的DNA合成期（S期）进行复制
主要存在于细胞质中
化学组成
微管蛋白
α微管蛋白
β微管蛋白
异二聚体
微管组装的基本结构单位
细胞质内游离态微管蛋白的主要存在形式
有两个GTP结合位点
不可交换位点
位于α微管蛋白上
可交换位点
位于β微管蛋白上
γ微管蛋白
重要作用
微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂
基因突变造成后果
微管数量、长度的减少
有丝分裂器的缺失
能够强烈抑制核分裂进程，进而影响细胞分裂
微管相关蛋白
两个结构域
微管结构域
带正电荷
具有稳定微管的作用
向外突出的结构域
带负电荷
突出区域的长度决定微管在成束时的间距大小
主要包括
MAP1
MAP2
Tau
Tau蛋白
与阿尔兹海默病有关的关键蛋白
MAP4
微管的组装和调节
组装过程
三个时期
成核期
聚合期
稳定期
微管的组装是一个耗能过程
微管蛋白-GTP帽
微管蛋白-GDP帽
微管组织中心（MTOC）
控制细胞质中微管数量、位置和方向
通常含有γ微管蛋白，并稳定新形成微管的负端
包括
中心体
纤毛和鞭毛的基体
影响微管组装的因素
包括微管蛋白浓度、GTP浓度、温度（＞20℃）、PH（约4.9）、离子浓度（较高的镁离子浓度）、药物、氧化氘的供应
低于4℃、较高的钙离子浓度，可抑制微管的聚合
特异性药物
紫杉醇
加速微管蛋白的聚合
秋水仙素
引起微管的解聚
长春花碱
抑制聚合作用
微管的存在形式
单管
13根原纤维组成
二联管
23根原纤维
三联管
33根原纤维
比较稳定，不易受低温、钙离子浓度、秋水仙素影响
微管的主要功能
1. 细胞形态维持
2. 作为中心粒、鞭毛和纤毛基本结构成分
鞭毛和纤毛
毛部以“9x2+2”微管排列形式
9组外周二联管和一对以单管形式存在的中央微管
运动机制
微管滑动模型
第一步
第二步
第三步
第四步
鞭毛、纤毛的运动
鞭毛/纤毛运动是二联管间相对滑动的结果
A管上的动力蛋白臂是运动的动力源
鞭毛和纤毛的毛部以“9x2+2”型的微管排列形式，即9组外周二联管和一对以单管形式存在的中央微管
在电镜下，鞭毛和纤毛基体的微管由9组三联管组成
中心粒的微管结构组成形式是“9x3+0”
3. 维持细胞器的空间定位和分布
4. 参与细胞内物质运输
马达蛋白
三大家族
动力蛋白
动力蛋白是由9~12个亚基组成的蛋白复合体，可沿微管由正端向负端移动
动力蛋白参与精子运动
与纤毛摆动的动力来源密切相关
驱动蛋白
驱动蛋白是一类微管激活的ATP酶，沿微管由负端向正端移动
肌球蛋白
微管马达蛋白可以参与细胞内囊泡和颗粒物质的定向转运
肌动蛋白不具有分子马达作用
5. 参与染色体的运动和调节细胞分裂
纺锤体
有丝分裂时，微管参与染色体的分离
胞质分裂环的主要成分不包含微管
6. 参与细胞内信号转导
第二节 微丝
普遍存在于真核细胞质中
肌动蛋白
微丝结合蛋白
按功能分为三大类
与微丝的结构和空间排布有关
a. 片段化蛋白
b. 细丝蛋白
与微丝组装有关
胸腺素
抑制蛋白
与肌肉收缩有关
1. 肌球蛋白能帮助微丝完成细胞蠕动
原肌球蛋白
肌钙蛋白
微丝的组装和调节
限速阶段
表现出“踏车”现象
影响组装的因素
离子的种类及浓度
镁离子、钾离子、钠离子
肌动蛋白单体的浓度
ATP或ADP的结合状态
药物
鬼笔环肽
可与F-肌动蛋白结合，使F-肌动蛋白保持稳定，抑制微丝的解聚
与细胞松弛素B的作用相反
细胞松弛素B
阻止新的G-肌动蛋白添加聚合，破坏微丝的网络结构
对微管不起作用
微丝的主要功能
1. 构成细胞的支架，维持细胞的形态
细胞皮层
应力纤维
2. 参与细胞分裂
收缩环
3. 参与肌肉收缩
4. 参与细胞的运动
两种方式
通过微丝束的聚合与解聚
通过滑动
变形运动的机制
前端收缩学说
5. 参与细胞内物质的运输
小泡的运输
6. 参与细胞内的信息传递活动
第三节 中间纤维
结构稳定，对秋水仙素和细胞松弛素B均不敏感
基本单位
中间纤维蛋白
结构特点
一个α-螺旋杆状区，两侧是头部和尾部
6种主要类型
中间纤维结合蛋白（IFAP)
属于中间纤维的是
角蛋白丝
结蛋白丝
核纤层蛋白
胶原蛋白不属于中间纤维
中间纤维的组装和调节
双股超螺旋二聚体的形成
四聚体的形成
原纤维的形成和中间纤维的最终组装
中间纤维横截面包含的中间纤维蛋白肽键数是：32
各种中间纤维均可在体外进行装配，不需要核苷酸的参与，也不依赖于蛋白质的浓度，无需结合蛋白的辅助，也不受温度变化的影响。
目前认为，中间纤维的组装和去组装是通过磷酸化和去磷酸化来控制的
中间纤维的功能
1. 参与形成网状骨架系统
2. 为细胞提供机械强度支持
3. 中间纤维与细胞分化
4. 维持细胞核膜稳定
核纤层
5. 参与细胞内信息传递及物质运输
6. 参与细胞间桥粒形成
中间纤维可以用于辅助鉴定肿瘤细胞的类型和组织来源
第四节 细胞骨架与医学
细胞骨架与肿瘤
肿瘤细胞微管数量显著减少
细胞骨架与遗传性疾病
遗传性单纯性大疱性表皮松懈症
角蛋白基因突变，CK14基因突变
角蛋白只要存在于上皮细胞
基因突变影响了中间纤维
人类纤毛不动综合征
人类纤毛不动综合征（ICS）的基因突变影响了纤维蛋白臂或放射辐
细胞骨架与神经系统疾病
阿尔兹海默病（AD）
三种细胞骨架比较
复习
细胞骨架复习
微丝
微绒毛由微丝组成
具有极性的结构
微管蛋白异二聚体
球状肌动蛋白
微管
纤维状肌动蛋白
与肌肉收缩相关的成分是
