医用细胞生物学重点章节知识点第七章
细胞骨架
一、细胞骨架的概念
细胞骨架纤维蛋白构成。
广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、质膜骨架以及胞外基质。
狭义的细胞骨架包括：细胞质骨架（微管、微丝、中间丝）
1．细胞骨架构成多种细胞结构。
（1）微管：鞭毛纤毛、中心体、纺锤体
（2）微丝：微绒毛、收缩环、应力纤维、黏合斑、黏合带
（3）中间丝：桥粒、半桥粒 核纤层。
微管
微管由微管蛋白和微管结合蛋白组成，中空管状，与细胞器的定位和物质运输有关。
一、微管的组成与结构
1．微管蛋白
微管细胞骨架，由a、β两种球状蛋白形成的异二聚体，γ-管蛋白位于微管组织中心。
2．微管的结构
a／β-微管蛋白异二聚体纵向排列形成原纤丝，13根原纤丝合拢后形成微管管壁。每根原纤丝的一端均为a，另一端均为β，故微管具有极性。α端称为负极，β端称为正极。
3．微管的分类
（1）单微管：包括细胞质微管、纺锤体微管，不稳定，随时能够组装与去组装。
（2）二联体微管：包括鞭毛与纤毛的轴丝，结构稳定。
（3)三联体微管：包括中心粒／中心体、基粒／基体，结构稳定。
二、微管的组装与调控
微管的组装分为三个过程：
成核期 管蛋白聚合成短的寡聚体核心——片状——微管
聚合期 聚合速度大于解聚速度
稳定期 聚合速度等于解聚速度（游离管蛋白达到临界浓度）
1．微管的体外组装 两个理论模型 踏车模型 非稳态动力学模型
以非稳态动力学模型为主，微管蛋白浓度和GTP是重要的调节物质。
管蛋白浓度高、GTP——微管聚合
管蛋白浓度低、GTP水解——微管解聚
2．微管的体内组装的起始点是微管组织中心
（1）微管组织中心
微管组织中心（MTOC）是指在活细胞内能够介导微管成核作用并使之延伸的结构。微管负极指向MTOC，正极背向MTOC。
细胞内并非所有微管都源于微管组织中心。
（2）微管的体内组装
微管组织中心外周无定形基质中含有γ-微管蛋白，形成γ-管蛋白环形复合体。游离的a／β-微管蛋白异二聚体有序添加到 γ-微管蛋白达到环形结构中，y-微管蛋白只与异二聚体a端结合。α端为负极，组装较慢。β端为正极，组装较快。
3．微管组装的调控
（1）底物浓度 当结合GTP的微管蛋白亚基浓度较高时，稳定延长。
当结合GTP的微管蛋白亚基浓度过高时，会与核糖体结合，导致翻译微管蛋白的mRNA降解。
当结合GTP的微管蛋白亚基浓度较低时，变短。
踏车模型是指，由于微管两端极性不同，当系统中底物浓度接近临界浓度时，同一根微管上，正极组装延长，负极去组装缩短，当延长速度与缩短速度相同时，微管长度保持不变。
（2）温度
（3）特异性药物
①秋水仙素、长春新碱抑制微管装配。
②紫杉醇：抑制微管去组装，但不影响微管的组装。
三、微管的功能
1、维持细胞形态；介导细胞器的分布与定位。
2．物质运输或膜泡运输。
3．构成细胞特化结构：鞭毛与纤毛和构成纺锤体。
微丝
一、微丝的组成与结构
1．微丝的概念
微丝又称肌动蛋白丝，由肌动蛋白单体聚合而成，存在于所有真核细胞中。
3．微丝的极性
微丝中每个肌动蛋白的裂口都朝向同一侧，使微丝整体上体现极性。裂口端为负极，背向裂口端为正极。
二、微丝的组装与调控
1．微丝的组装
（1）成核反应：由成核蛋白 Arp2、Arp3 构成微丝起始复合物，介导微丝开始组装。肌动蛋白与起始复合物结合，形成可供组装的寡聚体。
（2）延伸反应：肌动蛋白具有ATP酶活性，G-actin-ATP与寡聚体末端结合，水解 ATP，从而介导微丝延长。正极组装速度快于负极，新的单体多添加于正极。
当微丝组装至一定程度时，G-actin 浓度下降，组装速率不断下降，组装与去组装达到平衡，微丝延伸进入稳定期。
微丝的组装亦具有踏车行为。
2．微丝组装的调控
（1）离子浓度
Ca2＋，而Na＋、K＋浓度较低时，去组装。
Mg2、ATP，而Na＋、K＋浓度较高时，组装。
（2）底物浓度
当G-actin-ATP浓度较高时，使微丝稳定延长。
当G-actin-ATP到达临界浓度时，微丝组装与去组装达到平衡。
当G-actin-ATP浓度较低时，使微丝倾向于去组装。
（3）特异性药物
①细胞松弛素B抑制微丝组装，但不影响微丝去组装。
②鬼笔环肽抑制其去组装。
（4）微丝结合蛋白（非马达蛋白）
三、微丝的功能
1．构成细胞支架并维持细胞形态。
2．细胞运动。
3．有丝分裂。
4.肌肉收缩
5、物质运输、信号传递。
中间丝
1．中间丝的概念
中间丝是指主要存在于动物细胞中的一类细胞骨架，直径介于微管与微丝之间，其稳定性远远高于微管与微丝，分布具有组织特异性（通过中间丝鉴定癌细胞或肿瘤组织的来源。）。中空。
中间丝是并非所有真核细胞都存在的细胞骨架。
二、中间丝的组装
中间丝的组装无需ATP或GTP供能。
1．中间丝的组装过程
两个单体高度保守的杆状a螺旋区以平行排列的方式形成双股螺旋二聚体，分为N、C端，有极性。
两个二聚体反向平行，以半交错的形式形成四聚体，无极性。
四聚体是中间丝组装的基本单位，经由纵向与侧向的相互作用，构成中间丝。
三、中间丝的功能
1．中间丝内连细胞核形成核纤层，外接质膜并与胞外基质相连，维持细胞的稳定。
2．物质运输。
3．细胞分裂
4．形成桥连、半桥粒。
