细胞生物学细胞骨架与细胞运动PPT学习教案

1、会计学1细胞除了含有各种细胞器外细胞除了含有各种细胞器外, ,在细胞质中还有一个三维的网络在细胞质中还有一个三维的网络结构系统结构系统-细胞骨架细胞骨架真核细胞中的细胞骨架，红色真核细胞中的细胞骨架，红色: :肌动蛋白纤维，肌动蛋白纤维，绿色绿色: :微管，蓝色微管，蓝色: :细胞核。细胞核。第1页/共82页。 洋葱内表皮细胞的细胞骨架洋葱内表皮细胞的细胞骨架1963年，发现微管。当前细胞生物学研究中最活跃的年，发现微管。当前细胞生物学研究中最活跃的领域之一，并且这种研究正方兴未艾。分子水平：蛋领域之一，并且这种研究正方兴未艾。分子水平：蛋白纯化、基因表达白纯化、基因表达第2页/共82页功能区

2、域化功能区域化: : 内膜系内膜系统统位置区域化：细胞骨位置区域化：细胞骨架架维持细胞的维持细胞的形态结构及形态结构及内部结构的内部结构的有序性，以有序性，以及在细胞运及在细胞运动、物质运动、物质运输、能量转输、能量转换、信息传换、信息传递和细胞分递和细胞分化等方面起化等方面起重要作用。重要作用。第3页/共82页第4页/共82页第5页/共82页绕细胞核放射状。绕细胞核放射状。功能功能: :确定膜性确定膜性细胞器的位置、帮助染色体分离和细胞器的位置、帮助染色体分离和作为膜泡运输的导轨。作为膜泡运输的导轨。遍布。遍布。功能功能: :增强细胞弹性增强细胞弹性- -使使细胞具有张力和抗剪切力。细胞具有

3、张力和抗剪切力。膜下垫圈。膜下垫圈。功能功能: :确定细胞表面确定细胞表面特征、使细胞能够运动和收缩特征、使细胞能够运动和收缩微丝微丝(microfilament, MF)微管微管（microtubule,MT）中间纤维中间纤维（intermediate filament）第6页/共82页第7页/共82页第8页/共82页第9页/共82页第10页/共82页第11页/共82页长寿的稳定微管长寿的稳定微管:少数少数,如如鞭毛鞭毛12345678910111213单管单管 AB二联管二联管 ABC三联管三联管第12页/共82页第13页/共82页Microtubule organizing center

4、s, MTOC中心体中心体(Centrosome):核旁核旁,纺锤体组织中心纺锤体组织中心,L型型基体基体(basal body):纤毛和鞭毛的微管组织中心纤毛和鞭毛的微管组织中心-都有中心粒都有中心粒(Centriole): 2 1微管的极性微管的极性、首首-尾排列方向性尾排列方向性(极性极性)两端分别称为两端分别称为“+”端端(plus end)和和“-”端端 (minus end)。第14页/共82页16 微管蛋白先形成一个圆环微管蛋白先形成一个圆环(左左)或形成钩环结构或形成钩环结构(右右), 可指导微可指导微管蛋白二聚体结合上去并进行微管的组装。管蛋白二聚体结合上去并进行微管的组装。

5、 第15页/共82页17微管蛋白的作用微管蛋白的作用起头起头成核位点成核位点 第16页/共82页微管如何长出来的？微管如何长出来的？第17页/共82页第18页/共82页植物细胞既无中心体，又无中心粒植物细胞的MTOC是细胞核外被表面的成膜体。第19页/共82页起头起头，-二聚体二聚体-原纤维原纤维- 片层片层-13根原纤维合拢形成一段微管根原纤维合拢形成一段微管-延长延长第20页/共82页形成形成原纤原纤维维侧向侧向结合结合成片成片第21页/共82页第22页/共82页秋水仙素秋水仙素(colchicine)：结合在微管蛋白异二聚结合在微管蛋白异二聚体上，使微管不能继续体上，使微管不能继续添加微

6、管蛋白添加微管蛋白秋水酰胺秋水酰胺(colcemid)鬼臼素鬼臼素(podophyllotoxin)长春花碱长春花碱(vinblastine)美登本美登本氯丙榛氯丙榛1-苯胺基苯胺基-8-磺酸萘磺酸萘紫杉醇紫杉醇(taxol)促进微管装配促进微管装配, , 稳定已形成微管稳定已形成微管诺考达唑诺考达唑(Nocodazole)重水重水第23页/共82页25影响微管稳定的因素影响微管稳定的因素秋水仙素秋水仙素第24页/共82页第25页/共82页长度不变长度不变,蛋白总是在换蛋白总是在换第26页/共82页一会长一会长,一会短一会短第27页/共82页微管结合蛋白微管结合蛋白体外容易组装体外容易组装,

7、,但是没功能但是没功能, ,因为没有因为没有-(microtubule-associated protein MAP) MAP：是与微：是与微管结合的辅助蛋管结合的辅助蛋白，与微管共存白，与微管共存，参与微管的装，参与微管的装配。配。第28页/共82页微管结合区微管结合区微管结合微管结合区区微管结合微管结合区区第29页/共82页的长度，防止微管的解聚。的长度，防止微管的解聚。第30页/共82页第31页/共82页33是胞内物质运输的路轨。涉及两大类马达蛋白：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dyenin，均需ATP供能。Kinesin发现于1985年，是由两条轻链和两条重链构成的四聚体 ，能向着微

8、管（+）极运输小泡 。第32页/共82页34第33页/共82页轴突中微管发动机运输的两种方式轴突中微管发动机运输的两种方式第34页/共82页第35页/共82页微管介导的物质运微管介导的物质运输输第36页/共82页第37页/共82页第38页/共82页第39页/共82页第40页/共82页鞭毛与纤毛如何运动？鞭毛与纤毛如何运动？第41页/共82页第42页/共82页而非微管收缩的结果而非微管收缩的结果第43页/共82页有一种男性不育症是由于精子没有活力造成的。这种病人同时还患有有一种男性不育症是由于精子没有活力造成的。这种病人同时还患有慢性支气管炎，主要是因为是鞭毛和纤毛没有动力蛋白臂，不能排出慢性支

9、气管炎，主要是因为是鞭毛和纤毛没有动力蛋白臂，不能排出侵入肺部的粒子。侵入肺部的粒子。第44页/共82页第45页/共82页结构比微管简单结构比微管简单,一种成分。一种成分。肌肉细胞中特化为收缩单位肌肉细胞中特化为收缩单位第46页/共82页细胞中成束的肌动蛋白纤维细胞中成束的肌动蛋白纤维（a）微绒毛；）微绒毛； (b) 细胞质中的收缩束；细胞质中的收缩束；（c）运动细胞前缘的鞘和指；）运动细胞前缘的鞘和指； (d) 细胞分裂时的收缩环。细胞分裂时的收缩环。第47页/共82页49第48页/共82页50第49页/共82页与微管很相似与微管很相似, , 差异差异:ATP/GTP:ATP/GTP第50页

10、/共82页第51页/共82页第52页/共82页成纤维状肌动蛋白。成纤维状肌动蛋白。第53页/共82页第54页/共82页56第55页/共82页第56页/共82页58第57页/共82页59第58页/共82页60第59页/共82页61第60页/共82页MF也是发动机蛋白的轨道也是发动机蛋白的轨道第61页/共82页Structure of a myosin molecular发动机蛋白一定是发动机蛋白一定是ATP水解酶水解酶第62页/共82页64第63页/共82页65Tropomyosin, actin and troponin第64页/共82页66第65页/共82页67第66页/共82页第67页/共

11、82页Sliding Filament Model第68页/共82页70第69页/共82页溶胶溶胶-凝胶和凝胶和“凝胶凝胶-溶胶溶胶”的相互转变的相互转变是肌动蛋白纤维单是肌动蛋白纤维单体和聚合体的相互体和聚合体的相互转变转变单体是可溶的，而单体是可溶的，而纤维是较硬的，流纤维是较硬的，流动性自然差。动性自然差。第70页/共82页72第71页/共82页 几十种成分装配成几十种成分装配成;不是不是motor proteins轨道轨道;没有找到特异抑制药物知识少没有找到特异抑制药物知识少第72页/共82页第73页/共82页75第74页/共82页76第75页/共82页第76页/共82页蓝色：中间纤维；蓝色：中间纤维； 红色：微管红色：微管绿色；连接微管与微丝的纤维；绿色；连接微管与微丝的纤维； 黄色：网蛋白黄色：网蛋白