? 細(xì)胞骨架

一、細(xì)胞骨架的概念

細(xì)胞骨架纖維蛋白構(gòu)成。

廣義的細(xì)胞骨架包括：細(xì)胞核骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架、質(zhì)膜骨架以及胞外基質(zhì)。

狹義的細(xì)胞骨架包括：細(xì)胞質(zhì)骨架（微管、微絲、中間絲）

1．細(xì)胞骨架構(gòu)成多種細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

（1）微管：鞭毛纖毛、中心體、紡錘體

（2）微絲：微絨毛、收縮環(huán)、應(yīng)力纖維、黏合斑、黏合帶

（3）中間絲：橋粒、半橋粒 核纖層。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 微管

微管由微管蛋白和微管結(jié)合蛋白組成，中空管狀，與細(xì)胞器的定位和物質(zhì)運輸有關(guān)。

一、微管的組成與結(jié)構(gòu)

1．微管蛋白

微管細(xì)胞骨架，由a、β兩種球狀蛋白形成的異二聚體，γ-管蛋白位于微管組織中心。

2．微管的結(jié)構(gòu)

a／β-微管蛋白異二聚體縱向排列形成原纖絲，13根原纖絲合攏后形成微管管壁。每根原纖絲的一端均為a，另一端均為β，故微管具有極性。α端稱為負(fù)極，β端稱為正極。

3．微管的分類

（1）單微管：包括細(xì)胞質(zhì)微管、紡錘體微管，不穩(wěn)定，隨時能夠組裝與去組裝。

（2）二聯(lián)體微管：包括鞭毛與纖毛的軸絲，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

（3)三聯(lián)體微管：包括中心粒／中心體、基粒／基體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

二、微管的組裝與調(diào)控

微管的組裝分為三個過程：

? ? ? ?成核期 管蛋白聚合成短的寡聚體核心——片狀——微管

? ? ? ?聚合期 聚合速度大于解聚速度

? ? ? ?穩(wěn)定期 聚合速度等于解聚速度（游離管蛋白達到臨界濃度）

1．微管的體外組裝? 兩個理論模型 踏車模型 非穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型

以非穩(wěn)態(tài)動力學(xué)模型為主，微管蛋白濃度和GTP是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)。

管蛋白濃度高、GTP——微管聚合

管蛋白濃度低、GTP水解——微管解聚

2．微管的體內(nèi)組裝的起始點是微管組織中心

（1）微管組織中心

微管組織中心（MTOC）是指在活細(xì)胞內(nèi)能夠介導(dǎo)微管成核作用并使之延伸的結(jié)構(gòu)。微管負(fù)極指向MTOC，正極背向MTOC。

細(xì)胞內(nèi)并非所有微管都源于微管組織中心。

（2）微管的體內(nèi)組裝

微管組織中心外周無定形基質(zhì)中含有γ-微管蛋白，形成γ-管蛋白環(huán)形復(fù)合體。游離的a／β-微管蛋白異二聚體有序添加到 γ-微管蛋白達到環(huán)形結(jié)構(gòu)中，y-微管蛋白只與異二聚體a端結(jié)合。α端為負(fù)極，組裝較慢。β端為正極，組裝較快。

3．微管組裝的調(diào)控

（1）底物濃度 當(dāng)結(jié)合GTP的微管蛋白亞基濃度較高時，穩(wěn)定延長。

當(dāng)結(jié)合GTP的微管蛋白亞基濃度過高時，會與核糖體結(jié)合，導(dǎo)致翻譯微管蛋白的mRNA降解。

當(dāng)結(jié)合GTP的微管蛋白亞基濃度較低時，變短。?

踏車模型是指，由于微管兩端極性不同，當(dāng)系統(tǒng)中底物濃度接近臨界濃度時，同一根微管上，正極組裝延長，負(fù)極去組裝縮短，當(dāng)延長速度與縮短速度相同時，微管長度保持不變。

（2）溫度?

（3）特異性藥物

①秋水仙素、長春新堿抑制微管裝配。

②紫杉醇：抑制微管去組裝，但不影響微管的組裝。

三、微管的功能

1、維持細(xì)胞形態(tài)；介導(dǎo)細(xì)胞器的分布與定位。

2．物質(zhì)運輸或膜泡運輸。

3．構(gòu)成細(xì)胞特化結(jié)構(gòu)：鞭毛與纖毛和構(gòu)成紡錘體。?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?微絲

一、微絲的組成與結(jié)構(gòu)

1．微絲的概念

微絲又稱肌動蛋白絲，由肌動蛋白單體聚合而成，存在于所有真核細(xì)胞中。

3．微絲的極性

微絲中每個肌動蛋白的裂口都朝向同一側(cè)，使微絲整體上體現(xiàn)極性。裂口端為負(fù)極，背向裂口端為正極。

二、微絲的組裝與調(diào)控

1．微絲的組裝

（1）成核反應(yīng)：由成核蛋白 Arp2、Arp3 構(gòu)成微絲起始復(fù)合物，介導(dǎo)微絲開始組裝。肌動蛋白與起始復(fù)合物結(jié)合，形成可供組裝的寡聚體。

（2）延伸反應(yīng)：肌動蛋白具有ATP酶活性，G-actin-ATP與寡聚體末端結(jié)合，水解 ATP，從而介導(dǎo)微絲延長。正極組裝速度快于負(fù)極，新的單體多添加于正極。

當(dāng)微絲組裝至一定程度時，G-actin 濃度下降，組裝速率不斷下降，組裝與去組裝達到平衡，微絲延伸進入穩(wěn)定期。

微絲的組裝亦具有踏車行為。

2．微絲組裝的調(diào)控

（1）離子濃度

Ca2＋，而Na＋、K＋濃度較低時，去組裝。

Mg2、ATP，而Na＋、K＋濃度較高時，組裝。

（2）底物濃度

當(dāng)G-actin-ATP濃度較高時，使微絲穩(wěn)定延長。

當(dāng)G-actin-ATP到達臨界濃度時，微絲組裝與去組裝達到平衡。

當(dāng)G-actin-ATP濃度較低時，使微絲傾向于去組裝。

（3）特異性藥物

①細(xì)胞松弛素B抑制微絲組裝，但不影響微絲去組裝。

②鬼筆環(huán)肽抑制其去組裝。?

（4）微絲結(jié)合蛋白（非馬達蛋白）

三、微絲的功能

1．構(gòu)成細(xì)胞支架并維持細(xì)胞形態(tài)。

2．細(xì)胞運動。

3．有絲分裂。

4.肌肉收縮

5、物質(zhì)運輸、信號傳遞。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?中間絲

1．中間絲的概念

中間絲是指主要存在于動物細(xì)胞中的一類細(xì)胞骨架，直徑介于微管與微絲之間，其穩(wěn)定性遠遠高于微管與微絲，分布具有組織特異性（通過中間絲鑒定癌細(xì)胞或腫瘤組織的來源。）。中空。

中間絲是并非所有真核細(xì)胞都存在的細(xì)胞骨架。

二、中間絲的組裝

中間絲的組裝無需ATP或GTP供能。

1．中間絲的組裝過程

兩個單體高度保守的桿狀a螺旋區(qū)以平行排列的方式形成雙股螺旋二聚體，分為N、C端，有極性。

兩個二聚體反向平行，以半交錯的形式形成四聚體，無極性。

四聚體是中間絲組裝的基本單位，經(jīng)由縱向與側(cè)向的相互作用，構(gòu)成中間絲。

三、中間絲的功能

1．中間絲內(nèi)連細(xì)胞核形成核纖層，外接質(zhì)膜并與胞外基質(zhì)相連，維持細(xì)胞的穩(wěn)定。

2．物質(zhì)運輸。

3．細(xì)胞分裂?

4．形成橋連、半橋粒。