大学细胞生物学课件-第七章-细胞骨架.pptx

大学细胞生物学课件-第七章-细胞骨架目录contents细胞骨架的概述微管的结构与功能微丝的结构与功能中间纤维的结构与功能细胞骨架与疾病的关系01细胞骨架的概述0102细胞骨架的定义细胞骨架是细胞内的一个亚细胞结构系统，包括微管、微丝和中间纤维等成分。细胞骨架是指存在于真核细胞中，由蛋白质纤维组成的网架结构，它维持细胞的形态、运动和分裂等过程。由微管蛋白聚合而成，具有中空的管状结构，长度一般为2-30m，起到维持细胞形态、参与物质运输的作用。微管由肌动蛋白聚合而成，呈纤维状结构，具有可塑性和极性，参与细胞的收缩、运动和胞质分裂等活动。微丝由不同类型的中间纤维蛋白聚合而成，具有多样性和异质性，起到维持细胞稳定性、参与细胞连接和信号转导等作用。中间纤维细胞骨架的组成细胞骨架通过支撑和固定细胞内部的各个结构，保持细胞的形状和完整性。维持细胞形态微管和中间纤维等成分参与细胞内物质的运输，包括囊泡、细胞器和蛋白质等。参与物质运输微丝和肌球蛋白等成分参与细胞的收缩和运动，包括胞质分裂、肌肉收缩和细胞迁移等过程。参与细胞运动细胞骨架可以与信号转导蛋白相互作用，参与信号转导过程，影响细胞的生长、分化和凋亡等生物学过程。信号转导细胞骨架的功能02微管的结构与功能微管由一段一段的微管蛋白单体组装而成，这些单体以头部朝向微管末端的方式连接在一起。微管的壁由13根原纤维构成，这些原纤维相互交织形成稳定的结构。微管是由-微管蛋白和-微管蛋白聚合形成的管状结构，通常呈圆柱形。微管的结构微管蛋白单体在细胞质中聚合形成短的管状结构，这些结构随后通过添加更多的微管蛋白单体而延长。当微管延长到一定长度后，它会形成稳定的结构并停止延长。微管的组装和动力学受多种因素影响，包括温度、pH值、离子浓度以及微管蛋白的浓度。微管的组装和动力学微管是细胞骨架的主要组成部分之一，对维持细胞形态和结构具有重要作用。微管参与细胞分裂和有丝分裂过程，对细胞的增殖和分化具有重要作用。微管的功能微管参与细胞内的物质运输，例如通过形成轴突和树突来帮助神经元传递信号。微管还参与细胞内的信号转导和细胞器的位置确定。03微丝的结构与功能微丝是由肌动蛋白单体聚合形成的纤维状结构，通常呈圆柱状，直径约为7纳米。肌动蛋白单体具有极性，使得微丝的一端呈球形，另一端呈棒状，便于与其他蛋白质结合。微丝在细胞中广泛存在，主要分布在细胞质膜下的细胞质中，参与多种细胞活动。微丝的结构 微丝的组装和动力学微丝的组装和去组装过程是动态的，受到多种蛋白质的调控。在组装过程中，肌动蛋白单体通过头部与尾部结合的方式形成微丝，并与其他蛋白质结合形成更复杂的结构。去组装过程则是通过肌动蛋白单体解离和微丝断裂的方式实现的，受到多种蛋白质的调节。微丝参与细胞形态的维持和改变，如细胞突起的形成和细胞迁移等。微丝参与细胞分裂和细胞周期的调控，如纺锤体的形成和染色体分离等。微丝与细胞内物质的运输和定位有关，如囊泡和细胞器的运动和定位。微丝还与细胞信号转导有关，如与G蛋白偶联受体和激酶等相互作用，参与信号转导过程。微丝的功能04中间纤维的结构与功能中间纤维是由一系列氨基酸序列重复单元构成，具有螺旋和折叠结构。结构组成类型分类细胞内定位根据其氨基酸序列的差异，中间纤维可分为不同类型，如角蛋白、波形蛋白和结蛋白等。中间纤维主要分布在细胞质和细胞核中，参与构成细胞骨架，维持细胞形态。030201中间纤维的结构动力学特征中间纤维具有动态不稳定性，能够快速组装和去组装，以适应细胞生理活动的需要。组装过程中间纤维的组装从N端到C端进行，通过二聚体、四聚体等形式的组装形成原纤维，进而形成中间纤维。调节机制中间纤维的组装和去组装受到多种蛋白质的调节，这些蛋白质可以促进或抑制中间纤维的形成。中间纤维的组装和动力学中间纤维构成细胞骨架的一部分，为细胞提供机械支持，维持细胞形态。维持细胞形态中间纤维在细胞分裂和分化过程中发挥重要作用，影响细胞命运决定。参与细胞分裂与分化中间纤维可以作为信号转导的分子平台，参与多种信号通路的传递和调控。信号转导中间纤维参与细胞器的定位和功能调节，如线粒体、内质网和核糖体等。细胞器定位与功能中间纤维的功能05细胞骨架与疾病的关系癌症是一种由基因突变引起的细胞异常增殖性疾病。细胞骨架在癌症的发生、发展和转移过程中起着重要作用。一些癌细胞会通过改变细胞骨架的结构和功能，增强其生存和增殖能力，从而形成恶性表型。肿瘤细胞的迁移和侵袭是癌症转移的关键步骤，而细胞骨架的改变会影响肿瘤细胞的黏附、运动和形态，从而影响其转移和侵袭能力。针对细胞骨架的药物研究已成为抗癌药物研发的重要方向之一，一些小分子药物已经进入临床试验阶段。细胞骨架与癌症神经退行性疾病是一类以神经元死亡和功能丧失为特征的疾病，如帕金森病、阿尔茨海默病等。细胞骨架的改变在神经退行性疾病的发生和发展过程中起着重要作用。例如，在帕金森病中，-synuclein蛋白会在细胞骨架上聚集形成路易小体，导致细胞骨架的破坏和神经元死亡。一些药物可以调节细胞骨架的结构和功能，从而减缓神经退行性疾病的进展。细胞骨架与神经退行性疾病一些遗传性疾病是由于基因突变导致细胞骨架结构和功能异常而引起的。如：杜氏肌营养不良症（DMD）是一种由肌营养不良蛋白基因突变引起的遗传性疾病，其特征是肌肉萎缩和无力。DMD患者肌肉中的细胞骨架结构异常，导致肌肉纤维的破坏。一些药物和治疗方法可以针对细胞骨架的结构和功能进行调节，从而改善遗传性疾病的症状和预后。细胞骨架与遗传性疾病感谢观看THANKS