文档介绍：第二军医大学
细胞生物学教案
第18 次课授课时间: 教案完成时间:
课程名称
医学细胞生物学
年级
09级
专业层次
生物技术本科
教员
谢志芳
专业技术职务
副教授
授课方式
(大、小班)
大班
授课题目(章、节)
第五章细胞骨架(Cytoskeleton)
基本教材和
主要参考书
《医学细胞生物学》,胡以平,高等教育出版社,2009
Essential cell biology. Alberts B et al. Garland
Molecular Biology of the Cell. Alberts B et al. Garland
教学目的:
1、掌握细胞骨架概念、组成及功能;
2、掌握微管、微丝、中间纤维的结构和组装特点;
3、了解微管细胞器的结构及功能
4、了解细胞骨架与疾病的关系。
主要内容与时间安排:
从细胞具有各种形状、细胞器具有相对的位置和移动特点、细胞的运动等现象引出细胞骨架的概念(5min)。分别讲解微管(30min)、微丝(30min)、中间纤维的结构和组装特点(15min)。注意条理清晰,运用图和常见物体形态的对照讲解便于同学接受和理解。
教研室审阅意见:
教学组长(主讲教员)签名:
教研室主任签名:
内容
教具及时间分配
第五章细胞骨架(Cytoskeleton)
Skeleton,中文翻译为“骨架”,但Cytoskeleton与一般意义上的skeleton的不同之处是它不但具有支持,支撑的作用,还对细胞的运动,变形,细胞分裂和分化等许多方面都有着重要的作用;它不但具有一定的硬度,还具有一定的弹性和韧性,而且能够聚合,解聚。下面请同学思考几个问题:
为什么细胞有各种形态?
细胞怎样改变形状?
细胞器怎样迁移?
早年的细胞专家就意识到细胞基质中的结构不会是均质的,可能还存在着尚未被发现的结构。如1928年,一位学者kolt Zoff就曾设想:细胞原生质中存在着一定硬度的骨架体系,细胞靠它们来维持一定的外形。但由于骨架纤维很细,折射率与周围胶体溶液接近,在无特殊技术条件下,不易检测出,故直到应用超高压电镜显微技术才“见”到它的存在。
现已认识到细胞骨架(Cytoskeleton)是由多种化学性质不同的蛋白质纤维构成的立体网架系统。分布在胞质和核质中,类似于细胞内的骨骼和肌肉,在细胞形态的形成和维持中,在细胞的生长和运动中起着重要作用,是真核细胞特有的结构。
细胞骨架包括:微管、微丝、中间纤维三种成员,总的形态结构与其他细胞器有明显的不同,具有弥散性、整体性和可动性的特点,下面分别介绍。
第一节微管(Microtubule,MT)
一、形态结构
它是真核细胞(从酵母到人)独有并普遍存在的结构,它是骨架中最大的一种纤维,形态相似,很少变化,单根微管光镜下不可分辨,电镜下为中空纤维,厚约10nm (外径25nm,内径15nm),长短不一,富弹性可弯曲。
板书
设问
5min
幻灯
幻灯
幻灯
30min
板书
幻灯
用间接免疫萤光法(即抗微管蛋白抗体,再与标有萤光的第二抗体产生反应),在光镜下可见,因为微管壁外均附有抗体分子,并有萤光发散,变粗了。
主要是微管蛋白(tubulin),每个微管蛋白分子是由二个不同而又相似的单体(亚基)组成,分别称为α、β、微管蛋白,,这是一种球形蛋白,含谷AA和天门冬AA较多,通常α、β微管蛋白单体连接成为异二聚体的形式存在。每一二聚体上有一个秋水仙素和长春新碱特异结合位点,还有一个和鸟苷二磷酸(GDP)、鸟苷三磷酸(GTP)结合的专一位点。另外,上面还附有一种小分子微管结合蛋白,它对于微管蛋白的聚合有调节作用。
二、微管的组装
球形的微管蛋白如何装配成中空纤维状的微管呢?
一般认为是通过可逆的蛋白组装方式:单体→异二聚体→聚合体(微管),此过程需GTP提供能量及Mg2+的存在。
具体的装配方式,现认为:二聚体先头尾相连成短线,13股线并列成片,再卷曲合扰成短管,然后从一端添加二聚体使管延长达一定长度。
三、影响微管组装的因素
大多数微管都处在组装(聚合)和去组装(解聚)的动态平衡中,许多因素影响聚合与解聚,如>20℃则聚合,<4℃则解聚,Ca2+ 浓度下降,Mg2+浓度上升均能促进微管的形成,一些药物,秋水仙素、长春花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)。
表1 影响微管组装的因素
促进聚合
抑制聚合
微管蛋白浓度
>临界浓度
<临界浓度
微管相关蛋白
有
无