细胞生物学9章-细胞骨架课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,细胞生物学,细胞生物学与遗传学教研室,1,姓 名,:,张娟,授课章节,:,第,9,章 细胞骨架,第,10,章 细胞核,联系方式,:,南,U,字楼,6,号楼,3,层,333,zhangjuan5308,2,第,9,章 细胞骨架,（,Cytoskeleton,）,细胞生物与遗传学教研室,3,微管、微丝、中间纤维和微梁网格,由蛋白形成的纤维网状结构,细胞各种活动的,结构基础,。,涉及细胞的：形状支撑、吸收分泌、物质运输、,信息传递、能量转换、免疫行为、,细胞分裂、细胞器分布等,细胞骨架使以上活动具有,组织性,和,方向性,。,4,细胞骨架三个鲜明的特点：,弥散性,整体性,变动性,5,广义的细胞骨架概念包括,4,部分：,细胞核骨架,细胞质骨架,细胞膜骨架,细胞外基质,6,第一节 微管（,microtubule,）,7,一、微管的化学组成,（一）微管蛋白（,tubulin,）,、,两种球状亚单位,、,微管蛋白,异二聚体是微管的基本单位,异二聚体,微管蛋白,微管蛋白,微管（极性结构）,原丝,8,9,结合位点：鸟嘌呤核苷酸（,GTP,）,二价阳离子（,Mg,2+,、,Ca,2+,）,药物（秋水仙碱、长春花碱）,微管工具药：秋水仙碱、长春花碱,可特异性抑制微管聚合,10,（二）微管结合蛋白,（,microtubule-associate protein,MAP,）,1.MAP-1,、,MAP-2,附在微管壁外侧,调节微管装配,2.,（达因）动力蛋白,具,ATPase,活性,将化学能转换为机械能,3.,微管修饰蛋白（,tau,蛋白，,蛋白）,存在于神经轴突中,加速微管组装,11,外形笔直、坚硬中空直管状结构,外径,24nm,内径,15nm,长短不一,13,根原纤维围成一圈,每根原纤维含,、,两种微管蛋,白交替排列（,-,）首尾相接。原纤维单位,间位移，斜向（,10-20,）盘旋。,二、微管的结构形态,12,三、微管的分类,（一）单管（,singlet,）,13,根原纤维,（二）二联管（,doublet,）,23,根原纤维,（三）三联管（,triplet,）,33,根原纤维,13,(,一,),微管的组装过程,四、微管的组装,双环状多聚体,片状多聚体,侧面加合为,13,条原纤维宽,弯曲合拢为空心圆柱体,短微管延长或短微管连接,14,踏车现象：,在一定条件下，微管一端发生组装使微管延长，,同时另一端发生去组装使微管缩短。,15,(,二,),微管组装的条件,微管蛋白浓度,温度和,PH,离子环境,影响微管组装的药物,16,（,1,）微管蛋白的体外装配,反应液必须具备下列条件：,足够的微管蛋白浓度（,和,）,GTP,和适量的,Mg,2+,存在,去除反应液中的,Ca,2+,温度保持,37,，,pH 6.9,17,（,2,）微管蛋白的体内装配,还须具备下列条件：,微管组织中心（,MTOC,）,微管进行组装的区域，发源部位。,如：中心体、鞭毛基体。,18,中心体：是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器,19,基体：是纤毛和鞭毛的微管组织中心,20,（,2,）微管蛋白的体内装配,还须具备下列条件：,微管组织中心（,MTOC,）,MAPs,蛋白因子,21,五、微管的生物学功能,（一）维持细胞形态,如：细胞的伪足,神经细胞的轴突,双凹圆盘状红细胞,血小板的外形,22,（二）形态建成运动,如：胚胎发育中的细胞迁移,精细胞的变态成形,23,（三）细胞分裂的极性,有丝分裂时染色体移向两级,24,（四）物质的循环与运输,微管作为一种“轨道”进行运输,运输分泌颗粒、营养物质、色素颗粒、病毒,颗粒、线粒体等,消耗,ATP,25,（五）细胞与细胞器运动,鞭毛、纤毛的摆动驱使细胞运动,26,六、纤毛和鞭毛的结构与运动,纤毛（,cilium,）和鞭毛（,flagellum,）,是细胞基质向细胞表面突起的、能收缩的、,丝状的细胞附件。,基本结构：杆部和基体,27,（一）纤毛、鞭毛的杆部,28,中央微管,（,central singlet,）,9,对二联管,架桥（,bridge,）,中央鞘,（,sheath,）,辐条,(radial spoke),辐条头,(spoke head),内臂,(inner arm),外臂,(outer arm),达因蛋白,(dynein),管间连接丝,(nexin,蛋白,),轴索,(axoneme),29,（二）纤毛、鞭毛的基体,纤毛、鞭毛是由基体产生的。,呈,“,9+0”,或“,9,3+0”,结构图式,30,（三）纤毛、鞭毛的运动机制,“微管滑动假说”（,sliding microtubule hypothesis,）,1.,二联管的滑动过程,分,4,步：接触、作功、分离、复原,31,2.,二联管间的滑动转换成弯曲运动,32,33,二联管间的滑动转换成鞭毛的波浪（螺旋）,式运动和纤毛的节律性摆动。,弯曲运动是连接丝、辐条、中央鞘、中央单管等的共同作用。,34,先天性精子不动症：,是一种具,ATP,酶活性的达因蛋白臂缺失或缺陷,造成的男性不育。,35,存在于动物和低等植物细胞中，成对出现,的细胞器。,七、中心粒（,centriole,）,36,光镜下：中心体（,centrosome,）,由中心粒和中心粒周围物质,(pericentriolar material),组成复合结构。,电镜下：中心粒（双心体）,相互垂直的圆柱状小体，呈“,9+0”,或“,9,3+0”,结构图式。,37,中心粒周围物质：,微管蛋白是微管生成的,真正诱导起点。,38,中心粒由微管蛋白库自体组装而成。,相互垂直排列,G1,期后稍稍分开,S,期复制为前中心粒,G2,期子中心粒延长,前期两成熟中心粒分离,前期末，中心粒分开至细胞核对侧（细胞两极）,39,40,染色体运动机制示意图,41,永久性的细胞功能结构：鞭毛、纤毛、中心粒,临时性的细胞功能结构：纺锤丝,分散的微管蛋白的形式,42,第二节 微丝（,microfilament,）,43,一、微丝（,MF,）的形态,实心纤维结构，直径,5-6nm,肌细胞内微丝稳定,非肌细胞内微丝分稳定和不稳定两种,44,Microfilament,MF,45,二、微丝的化学组成,1,、肌动蛋白,构成微丝的基本成分,球形肌动蛋白（,G-actin,）,纤维状肌动蛋白（,F-actin,）,结合位点：,肌球蛋白,ATP,（或,ADP,）,阳离子（,K,+,.Na,+,.Mg,2+,或,Ca,2+,）,46,3,种肌动蛋白：,.,和,肌动蛋白：肌细胞,.,肌动蛋白：在非肌细胞,.,肌动蛋白：体外培养的成纤维细胞,47,2,、微丝（肌动蛋白）结合蛋白,40,多种：,肌球蛋白,隔绝蛋白,封端蛋白,截断蛋白等,48,各种微丝结合蛋白,隔绝蛋白,去聚合蛋白,膜结合蛋白,封端蛋白,截断蛋白,交联蛋白,集束蛋白,49,三、微丝的组装,微丝,是由两条球形肌动蛋白单体链呈右手螺,旋盘绕形成的纤维。,50,1,、组装过程,G-,actin,聚合为较短的寡聚体,3-4,个单体为装配核心,G-,actin,附着到寡聚体核心两端（,F-,actin,生长）,成为螺旋纤维,51,F-actin,向两个相反的方向延长，有“,+”,级和“,”,级。,52,Treadmilling,+,-,53,2,、影响组装的因素,肌动蛋白浓度,ATP,K,+,.Na,+,.Mg,2+,利于组装,PH7,利于组装,Ca,2+,不利于组装,工具药：,细胞松弛素,B,（抑制聚合）,细胞松弛素,D,（抑制聚合）,鬼笔环肽（促进聚合）,54,四、微丝的功能,1,、在肌细胞中的作用（肌肉收缩）,横纹肌由肌细胞组成,横纹肌收缩的基本单位,肌原纤维,(myofibrils),肌原纤维的基本单位,肌节,(sarcomere),55,每一肌节含有细肌丝,(thin myofibrils),和粗肌丝,(thick myofibrils),细肌丝,:,肌动蛋白,原肌球蛋白,(Tm),肌钙蛋白,(Tn),粗肌丝：,肌球蛋白,(myosin),56,肌球蛋白,组成,两条重链,四条轻链,结构特点,两个头部,与肌动蛋白结合，水解,ATP,一个尾部,装配成粗肌丝,57,肌原纤维,TEM,照片,58,肌肉收缩是粗肌丝与细肌丝相互滑动造成的。,59,支撑作用,细胞质流动,变形运动,胞质分裂,胞吞胞吐作用,信息传递,2,、在非肌细胞中的作用,60,61,62,63,第三节 中间纤维（,intermediate filament,IF,）,64,一、形态分布,中空纤维结构,直径,10nm,纤维网络,65,中间纤维,66,二、类型与化学组成,1.,角蛋白纤维（,keratin,）,2.,波形蛋白纤维（,vimentin,）,3.,结蛋白纤维（,desmin,）,4.,神经胶质纤维（,neuroglial filament,）,5.,神经丝纤维（,neurofilament,）,6.,核纤层蛋白丝（,lamin,）,67,化学组成：,中间纤维蛋白,中间纤维结合蛋白（,IFAPs,）,68,中间纤维蛋白结构,头部区,氨基端,尾部区,羧基端,杆状区,310 aa,中心区（螺旋区）,形成聚合体的关键部位,非螺旋区，高度可变,69,*,四聚体是最小稳定单位,*横截面是,32,个多肽分子,三、组装,70,单体,超螺旋,（平行对齐）,原纤丝,（反向平行）,原纤维,中间纤维,71,两种观点：,*,两组双股螺旋各形成四聚体，两个四聚体组成一亚丝；四根亚丝盘绕围成一条中丝；,4 42 424=32,条,*八个四聚体围成一条中空管状的中丝,4 48=32,条,72,中间纤维的结构特点：,*,32,条多肽链围成的空心管状纤维,*两端对称,*,非极性,*无特异性药物,*无踏车现象,73,四、功能,*,支持作用,*核功能,*物质运输,*细胞分化,*细胞连接,74,细胞骨架三种成分的比较,75,第四节 细胞骨架与医学,1,、肿瘤细胞,2,、神经退行性病,3,、临床应用,76,第,9,章要求：,1,、掌握细胞骨架的概念；,2,、掌握微管、微丝的组成和功能；,3,、熟悉中间纤维的组成和功能。,77,第十章 细胞核,（,nucleus,）,细胞生物与遗传学教研室,78,最大最重要的细胞器,真核生物进化的重要标志,控制整个细胞的生命活动,细胞负载基因组，,DNA,复制、,RNA,转录的中心,79,数量：,通常一个，哺乳动物红细胞,(0),、肝细胞、心,肌细胞,(1-2),、破骨细胞、骨骼肌细胞,(,数百,),。,形状：,大小：,核质比,间 期,：,有细胞核,分裂期：,无细胞核,80,核被膜,染色质,核 仁,核基质,81,第,1,节 核被膜,(nuclear membrane),一、核膜结构,不对称双层膜结构,(,一,),外核膜,(outer nuclear membrane),粗糙坚韧，表面有核糖体，与,rER,相连,82,(,二,),内,核膜,(inner nuclear membrane),光滑平整，有与核纤层蛋白,B,的结合位点,83,(,三,),核周间隙,(perinuclear space),两层膜之间的间隙，宽,20-40nm,，充满液态无,定形物质,84,(,四,),核纤层,(nuclear lamina),核纤层蛋白,A,核纤层蛋白,B,核纤层蛋白,C,85,1,、核纤层蛋白对核膜有支持作用，与核膜的形,状有关,2,、核纤层蛋白与核膜的消失与重建有关,分裂前期：核纤层蛋白磷酸化,核膜消失,分裂末期：核纤层蛋白去磷酸化,核膜重建,86,Periperal nuclear lamina(green),87,88,(,五,),核孔复合体,(nuclear pore complex,NPC),核孔直径,75nm,，核孔面积占整个核膜面积的,5-15%,复杂可变性结构,89,90,91,NPC at cytosolic face,NPC at exoplasmic face,92,1.,纤丝模型,孔环颗粒,周边颗粒,中央颗粒,细纤丝,93,2.,滴漏样核孔复合体结构模型,胞质环,核质环,纤维丝状物（胞质,核质）,核篮,8,个颗粒（辐）和中央颗粒,94,95,96,3.,新核孔复合体结构模型,柱状成分亚单位,环形成分亚单位,腔成分亚单位,97,核孔复合体：,50,多种蛋白质，进化上高度,保守，统称为核孔蛋白。,98,