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1、一、概述,1. 细胞骨架的发现,1928年: 人们提出了细胞骨架的原始概念。 1954年: 在电镜下首次看到了细胞中的微管，但此时，电镜制片只能用锇酸或高锰酸钾在低温条件下来固定，所以细胞骨架常被破坏。 1963年: 采用戊二醛常温固定后，才广泛的地观察到种类细胞骨架的存在，并正式命名为一种细胞器。,最初人们认为细胞质中无有形结构，但许多生命现象，如细胞运动、细胞形状的维持等，难以得到解释。,显微镜所观察到的细胞骨架,MF,MT,IF,2. 细胞骨架的概念,定义： 细胞骨架是指真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系。它对于细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质的运输、染色体的分离和细胞分裂等起着重要的作
2、用 类型： 微管、微丝和中间纤维。,细胞骨架,B 微丝 (microfilament,MF),A 微管 (microtuble ,MT),C 中间纤维 (intermediate filament,IF),A fluorescently stained image of cultured epithelial cells showing the nucleus (yellow) and microtubules (red),第一节 微管,(microtubules),微管(microtubule, MT),化学组成：微管蛋白 微管蛋白 异二聚体：秋水仙素、长 春新碱、GDP、GTP结合位点。
3、微管蛋白 微管相关蛋白：调节微管蛋白聚合,微管蛋白,-微管蛋白: 位于微管组织中心,微管(microtubule, MT),形态结构： 直而中空的管状结构，其管壁由13条直径为45nm的原纤维聚合而成。 原纤维：异二聚体 排列而成,微管(microtubule, MT),类型 单管（细胞质中） 二联管(纤毛和鞭毛中) 三联管(中心粒和纤毛的基体中),微管的三种存在形式： 单管、二联管、三联管,微管(microtubule, MT),组装：可逆的蛋白组装方式: 微管蛋白 单体 异二聚体 聚合体(微管) 微管蛋白 GTP提供能量,微管是一种动态结构，在体内不断地组装 与去组装。,微管极性装配,微管
4、具有极性，两端装配速度不一,而显示伸长与缩短,表现出明显的极性装配.,微管(microtubule, MT),聚合与解聚： 温度；如20则聚合,4则解聚。 离子；Ca 、Mg 均能促进微管的形成。 药物；秋水仙素、长春新碱均在不同程度上引起解聚(结合到位点,改变构象不能聚合)。,微管组装的过程,成核期（延迟期）：和微管蛋白聚合成短的寡聚体，核心形成。,微管组装的过程,成核期（延迟期）：和微管蛋白聚合成短的寡聚体，核心形成。 聚合期（延长期）：微管蛋白聚合速度大于解聚速度，为微管延长。,微管组装的过程,成核期（延迟期）：和微管蛋白聚合成短的寡聚体，核心形成。 聚合期（延长期）：微管蛋白聚合速度大
5、于解聚速度，为微管延长。 稳定期：微管蛋白浓度达到临界浓度，微管的组装与去组装速度相等。,微管的功能,1、构成细胞的网状支架，维持细胞的形态；固定和支持细胞器的位置 .,2 、参与细胞的收缩与变形运动，是纤毛和鞭毛等细胞运动器官的主体结构成分。,3 、参与细胞器的位移和细胞分裂过程中染色体的定向移动。,微管是构成有丝分裂器的主要成分。染色体的分裂和位移与微管马达蛋白有关。,4、 参与细胞内物质，特别是大分子颗粒物质的运送，并具有 运输的定向作用.,小结-微管的功能,构成细胞的网状支架，维持细胞的形态；固定和支持细胞器的位置。 参与细胞的收缩与变形运动，是纤毛和鞭毛等细胞运动器官的主体结构成分。
6、 参与细胞器的位移和细胞分裂过程中染色体的定向移动。 参与细胞内物质，特别是大分子颗粒物质的运送，并具有运输的定向作用。,细胞骨架,B 微丝 (microfilament,MF),A 微管 (microtuble ,MT),C 中间纤维 (intermediate filament,IF),微丝(microfilaments .MF),1. 形态结构：实心的纤维状结构，直径约为7nm ，多成束分布于细胞质中。,培养细胞的微丝染色,微丝(microfilaments .MF),类型： 可被细胞松弛素B破坏，以疏松网状形式分布于质膜下 不被细胞松弛素B所破坏，形成鞘和粗纤维,微丝(microfil
7、aments .MF),化学组成： 球形肌动蛋白(G-actin)：哑铃状 肌动蛋白：横纹肌，心肌与血管 及肠壁平滑肌细胞特有 肌动蛋白 肌动蛋白 所有肌细胞与非肌细胞中,微丝(microfilaments .MF),组装（ATP供能） 几个聚合 核心结构 球形单体肌动蛋白分子逐一地加到核心的二端 延长（有极性）,微丝组装的过程,成核期（延迟期）：G肌动蛋白先形成核心，再形成F肌动蛋白。 生长期： F肌动蛋白聚合速度大于解聚速度，为微丝延长。 平衡期：微丝的组装与去组装速度相等。,微丝(microfilaments .MF),（4）功能： 维持细胞形态,微丝(microfilaments .M
8、F),（4）功能： 维持细胞形态 参与细胞质运动：如胞质环流，胞质分裂， 变形运动等，,微丝(microfilaments .MF),（4）功能： 维持细胞形态 参与细胞质运动 构成细胞间的连接装置,如：黏着带、黏着斑（肌动蛋白）,中间纤维(Intermediate filament,IF),是胞质中独立的一类纤维系统，交织成网。,-螺旋杆状中心区域,培养细胞的中间纤维染色,中间纤维类型,角蛋白纤维: 见于上皮细胞 结蛋白纤维: 存在于肌肉细胞中。 波形蛋白纤维: 存在于间质细胞和中胚层来源的细胞中,如成纤维Cell 神经胶质纤维: 存在于神经胶质细胞中。 神经元纤维: 存在于中枢和外周神经系
9、统的神经细胞中,中间纤维(Intermediate filament,IF),-螺旋杆状中心区域,中间纤维的组装,各型中等纤维的蛋白分子, 形成双股超螺旋。 再由双股超螺旋以反向平行的方式组装形成四聚体 不同四聚体顺序连接，形成原纤维。 两根原纤维聚集形成一根亚丝（八聚体） 四根亚丝盘绕成一根完整的中等纤维。 #：中等纤维横截面是由32条多肽链围成,中间纤维的功能,在细胞中起支架作用，并参加细胞核的定位和固定。,中间纤维增强细胞抗机械压力的能力,核纤层参与细胞核的固定与定位,中间纤维的功能,在细胞中起支架作用，并参加细胞核的定位和固定。 与微丝、微管一起发挥物质的定向运输作用。,中间纤维的功能
10、,在细胞中起支架作用，并参加细胞核的定位和固定。 与微丝、微管一起发挥物质的定向运输作用。 多种细胞在体外培养传代时，常常出现波形蛋白纤维增多现象；体内肿瘤细胞中也有类似情况发生，说明其在细胞癌变调控中具有一定的作用。,中间纤维的功能,在细胞中起支架作用，并参加细胞核的定位和固定。 与微丝、微管一起发挥物质的定向运输作用。 多种细胞在体外培养传代时，常常出现波形蛋白纤维增多现象；体内肿瘤细胞中也有类似情况发生，说明其在细胞癌变调控中具有一定的作用。 与mRNA的运输有关，并对mRNA的细胞内定位和翻译有决定性的作用。,（二）中心粒,结构： 由一对相互垂直排列的短筒状小体组成。 筒状小体：由9束
11、三联微管斜向排列构成。,中心粒功能,是动物细胞和低等植物细胞的微管组织中心（MTOC）：由此发出纺锤丝，构成纺锤体 参与细胞分裂过程 参与细胞能量代谢：中心粒存在ATP酶,（三）纤毛和鞭毛,化学组成：微管蛋白和动力蛋白（ATP酶活性，将化学能转变为机械能。 形态结构：毛部、基体、根丝 功能：运动。ATP存在，相邻二联微管相互滑动。,毛部横切面示意图,基体横切面示意图,第十五章 核糖体,Chapter 15 ribosome,核糖体,一种非膜性结构，普遍存在于原核细胞和真核细胞内，是蛋白质合成的场所。,mRNA,本章内容,核糖体的形态结构 核糖体的基本类型 核糖体的化学成分 核糖体的功能（不讲）
12、,第一节 核糖体的形态结构,大小15-20nm,由大、小二个亚基组成的不规则颗粒。,25nm,核糖体结合：亚基间结合面有裂隙，可容纳mRNA分子穿过。 大亚基：上有中央管，新生肽链释出部位。,核糖体上的mRNA和新生肽链通道,核糖体的存在形式,蛋白质合成时：大小亚基结合 蛋白质合成结束：大小亚基解离 Mg2+浓度1mmol/L；大小亚基结合 Mg2+浓度10mmol/L；单核糖体聚合成二聚体,核糖体总是在亚基、单体和多核糖体3种形式间动态变化。,多聚核糖体（polyribosome）,核糖体在执行功能时,即进行蛋白质合成时,常3-5个或几十个甚至更多聚集并与mRNA结合在一起。 多个核糖体可在
13、同一条mRNA模板上，按不同的进度翻译出多条相同的多肽链。 意义：提高蛋白质合成的效率。,游离核糖体（free ribosome）：多核糖体以游离的形式存在于细胞质中； 附着核糖体（fixed ribosome）：多核糖体附着在内质网膜和外层核膜表面。,第二节 核糖体的基本类型 和化学成分,核糖体的基本类型,核糖体广泛存在于细胞质和真核细胞的线粒体和叶绿体中，根据其来源和沉降系数可分为三种四类：,原核细胞核糖体 真核细胞细胞质核糖体 真核细胞细胞器核糖体,线粒体核糖体 叶绿体核糖体,核糖体,核糖体的化学成分,核糖体RNA (rRNA): 起主要作用。 核糖体蛋白质(ribosome protein, rP),（一）核糖体的化学组成,原核细胞(70S) ： 3种rRNA：5SrRNA，16SrRNA，23SrRNA 约 52种蛋白质 真核细胞（80S）： 四种rRNA： 5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SrRNA 约82种蛋白质,不同核糖体在大小和化学成分上是不同的:,