《细胞生物学》 瞿中和 王喜忠 丁明孝 主编 高等教育出版社 第3版
予质膜机械强度,如哺乳动物红细胞膜骨架的作用 2.参与细胞的重要功能活动
(1)肌肉收缩(muscle contraction)
肌肉可看作一种特别富含细胞骨架的效率非常高的能量转换器,它直接将化学能转变为机械能。
◆肌纤维的结构(以骨骼肌为例)
◆肌肉收缩的滑动模型
由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程 动作电位的产生 ·Ca2+的释放 ·原肌球蛋白位移 ·肌动蛋白丝与肌球蛋白丝的相对滑动 ·Ca2+的回收
? 释放出来的Ca2+离子同肌钙蛋白结合,解除原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制。 ? 粗肌丝肌球蛋白的头部得以同肌动蛋白接触,形成交联桥。
? 由ATP同肌球蛋白头部的ATP结合位点结合,并通过ATP的水解提供能量,以及
肌球蛋白头部构型的变化,引起粗肌丝与细肌丝间的滑动,产生肌肉的收缩。
第二节.微 管(Microtubules)及其功能 一、 微管的结构组成与极性 一种动态结构
α,β微管蛋白(tubulin),其异源二聚体是微管组装的基本单位。 每一个微管蛋白二聚体有两个GTP结合位点 ●α亚基GTP结合位点(N位点)
●β亚基GTP结合点是可交换位点(E位 点) 。 微管的结构组成 形态:
长管状结构,外径24nm,内径15nm,其壁包括13条原纤维。
微管可组装成单管,二联管(纤毛和鞭毛中),三联管(中心粒和基体中)。 短寿的不稳定微管 长寿的稳定微管
二、微管的组装和去组装
(一)微管的体外组装与踏车行为 ◆所有的微管都有确定的极性。
有“头”、“尾”之分。微管的起始端为尾-(-)极α球蛋白;生长端为头,(+)极β球蛋白。组装主要在(+)极添加或释放异二聚体。正端快负端慢。 (二)作用于微管的特异性药物
秋水仙素(colchicine)、长春花碱阻断微管蛋白组装成微管,可破坏纺锤体结构。秋水仙素与未聚合的微管蛋白二聚体结合, 阻止聚合。
◆紫杉醇(taxol)、重水(D2O)能促进微管的组装,并使已形成的微管稳定。 三、微管组织中心(MTOC) 概念:
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《细胞生物学》 瞿中和 王喜忠 丁明孝 主编 高等教育出版社 第3版
在活细胞内,能够起始微管的成核作用,并使之延伸的细胞结构称为微管组织中心(microtubule organizing center, MTOC)。
如动物细胞的中心体(动态微管)、鞭毛纤毛的基体(永久性结构)。 五、微管功能
1、微管对细胞结构的组织作用 维持细胞形态、细胞器的定位 2、细胞内依赖于微管的物质运输
3、鞭毛(flagella) 和纤毛(cilia)的结构与功能 4、纺锤体与染色体运动
2、细胞内依赖于微管的物质运输
真核细胞内部是高度区域化的体系, 细胞中合成的物质、一些细胞器等必须经过细胞内运输过程。这种运输过程与细胞骨架体系中的微管及其引擎蛋白(分子马达)有关。 分子马达的类型 可分为三个家族:
●肌球蛋白(myosins)家族 沿微丝运动
●驱动蛋白(kinesins)家族 沿微管运动
●胞质动力蛋白(cytoplasmic dyneins)家族 沿微管运动
3、鞭毛(flagella) 和纤毛(cilia)的结构与功能 第三节、中间丝(intermediate filament,IF) 10nm纤维, 直径介于肌粗丝和细丝之间。IF几乎分布于所有动物细胞,往往形成一个网络结构,除了胞质中,在内核膜下的核纤层也属于IF。 一、中间丝的主要类型与组成成分
IF成分比MF、MT复杂,由长的、似杆状的蛋白组装而成,具有组织特异性。 IF在形态上相似,而化学组成有明显的差别。 ◆中间丝类型与组成成分
◆中间丝蛋白的表达具有严格的组织特异性 三、中间丝与其他细胞结构的联系 维持细胞核的形态与核膜稳定
◆在细胞分裂过程中,参与核纤层的解聚与组装 ◆增强细胞抗机械压力的能力
◆结蛋白纤维是肌肉Z盘的重要结构组分, 对于维持肌肉细胞的收缩装置起重要作用 ◆中间丝与mRNA的运输有关 ◆中间丝在细胞分化中的作用
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