細胞骨架細胞骨架(cytoskeleton)(cytoskeleton)

有絲分裂中的細胞

http://morel.uoregon.edu/home97/bowerman.html

存在眞核細胞內的蛋白纖維網狀結構(奈米級構造)包括微管(最粗)、中間絲和微絲(最細) 遍布於細胞質內

academic.brooklyn.cuny.edu/. ../cytoskeleton.html

http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/cytoskeleton.html

細胞骨架細胞骨架cytoskeletoncytoskeleton微管

microtubule微絲

microfilament中間絲

intermediate filament

外徑23~25nm內徑15nm 7nm 8-12nm直徑

肌動蛋白(actin) (球蛋白)

微管蛋白(tubulin)(球蛋白)

纖維蛋白構造

維持細胞形狀胞器的移動

染色體的移動(紡錘體)

細胞的運動(鞭毛、纖毛)

維持細胞形狀改變細胞形狀

細胞質流動

細胞的運動(偽足)肌肉收縮

細胞分裂(分裂溝)

維持細胞形狀構造的支持

功能

細胞骨架細胞骨架cytoskeletoncytoskeleton

mil.citrus.cc.ca.us/.../ Chapter04notesLewis.htm

http://mil.citrus.cc.ca.us/cat2courses/bio104/ChapterNotes/Chapter04notesLewis.htm

微管microtubule

中空的管壁由微管蛋白(tubulin)組成微管蛋白分為α–tubulin、β–tubulin可重組(polymerizes)或分解(depolymerizes)添加微管蛋白可使微管延長拆下的微管蛋白可在細胞內其他地方建造新的微管

微管蛋白雙體

users.rcn.com/.../ C/Cytoskeleton.html

http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/C/Cytoskeleton.html

微絲microfilament

又稱為肌動蛋白絲(actin filaments)由肌動蛋白(actin)組成

肌動蛋白分子相連成長鏈狀，每兩條蛋白鏈纏繞成螺旋狀可重組(polymerizes)或分解(depolymerizes)

http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/actin.html

中間絲intermediate filament最穩定的細胞骨架成分

不易被分解(depolymerizes)中間絲的組裝

• 兩個單體，形成兩股超螺旋二聚體

• 兩個二聚體反向平行組裝成四聚體，三個四聚體連成原絲

• 兩個原絲組成原纖維• 4根原纖維組成中間纖維

微管組織中心(microtubule organizing center)

微管進行組裝的區域如中心體

－星狀體、紡錘絲的形成基體－鞭毛、纖毛的形成

中心粒中心粒((centriolecentriole))

靠近核的非膜狀胞器

組成︰

9束三聯微管(9×3)1對中心粒相互垂直中心粒及其周圍蛋白質形成中心體(centrosome)

fig.cox.miami.edu/.../ 150/cells/organelle.htm

http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/cells/organelle.htm

基體(basal body)

9束三聯微管= 9 × 3 + 0

http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/flagella-movement.html

細胞骨架與運動分子

運動分子(motor molecules)種類：

dynein (動力蛋白)kinesin (驅動蛋白)myosin (肌凝蛋白)微管與dynein－鞭毛、纖毛、胞器的移動微管與kinesin－胞器的移動微絲與myosin －肌肉收縮、偽足、質流

微管與dynein

鞭毛、纖毛

9束二聯微管以動力蛋白

相連

+中央2微管 = 9 × 2 + 2

http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/flagella-movement.html

http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/flagella-movement.html

微管與dynein

動力蛋白臂

B管A管

A管對著相鄰的B管

伸出兩條動力蛋白臂

鞭毛與纖毛的運動

靠動力蛋白(dynein)水解ATP，使相鄰的二聯微管相互滑動

http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/flagella-movement.html

kinesin (驅動蛋白)

1985年發現由兩條輕鏈和兩條重鏈構成的四聚體

外觀具有兩個球形的head(具有ATP 活性)、一個螺旋狀的stalk和兩個扇子狀的tail

news-service.stanford.edu/ news/2003/december1...

http://news-service.stanford.edu/news/2003/december10/kinesinproof-1210.html

kinesin (驅動蛋白)

透過結合和水解ATP，導致頸部(neck)發生構象改變，使兩個頭部交替與微管結合，從而沿微管“行走”，將“尾部”結合的“貨物”(運輸囊泡或胞器)往微管「＋端」運輸Johm Wiley and Sons, Inc.

dynein (動力蛋白)

1963年發現由兩條相同的重鏈和一些種類繁多的輕鏈以及結合蛋白構成將輕鏈結合的“貨物”(運輸囊泡或胞器)往微管「－端」運輸

http://www.cella.cn/book/09/01.htm

http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/cellstructures/microtubuletransport.swf

微絲與myosin

偽足肌肉收縮

質流

Campbell & Reece

肌小節

TEM照片

http://www.cella.cn/book/09/01.htm

細肌絲的組成

原肌球蛋白(tropomyosin)，由兩條平行的多肽 鏈扭成螺旋。原肌球蛋白與肌動蛋白結合，位於肌動蛋白雙螺旋的溝中，主要作用是加強和穩定肌動蛋白絲，抑制肌動蛋白與myosin結合肌鈣蛋白(troponin)，可與Ca2+結合

肌鈣蛋白與Ca2+結合，引發原肌球蛋白構象改變，暴露出肌動蛋白與myosin的結合位點

http://www.cella.cn/book/09/01.htm

微絲(actin)與myosin

Johm Wiley and Sons, Inc.

肌肉肌肉收縮收縮

由myosin結合ATP，引起頭部與肌動蛋白纖維分離；ATP水解，引起頭部與肌動蛋白弱結合；Pi釋放，頭部與肌動蛋白強結合，頭部向M線方向彎曲(微絲的負極)，引起細肌絲向M線移動； ADP釋放ATP結合上去，頭部與肌動蛋白纖維分離，如此循環

http://35.9.122.184/images/

細胞骨架(cytoskeleton)細胞骨架cytoskeleton細胞骨架cytoskeleton微管microtubule微絲microfilament中間絲intermediate filament微管組織中心(microtubule organizing center)中心粒(centriole)基體(basal body)細胞骨架與運動分子微管與dynein鞭毛與纖毛的運動kinesin (驅動蛋白)kinesin (驅動蛋白)dynein (動力蛋白)微絲與myosin肌小節細肌絲的組成微絲(actin)與myosin肌肉收縮