一
细胞骨架的概念
狭义的细胞骨架概念是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系(微管、微丝及中间纤维组成的体系),它所组成的结构体系称为“细胞骨架系统”,与细胞内的遗传系统、生物膜系统并称“细胞内的三大系统”。广义的细胞骨架概念是细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和胞外基质所产生的网路体系。
二
细胞骨架的主要组成及功能
1、微管的结构与功能
【结构】微管是由α,β两种类型的微管蛋白亚基产生的微管蛋白二聚体,由微管蛋白二聚体组成的长棒状结构。微管蛋白二聚体上各有一个秋水仙素结合位点和长春花碱结合位点。存在方式有单微管、二联微管和三联微管。
【功能】微管组成了纤毛和鞭毛,促使了她们的运动;微管参与神经细胞内递质的传递,参与细胞内水泡以及色素的运输,对细胞器如线粒体、核糖体有一定的支持作用;微管组成纺锤体,在细胞分裂时染色体的运动上起重要作用等。
2、微丝的结构与功能
【结构】微丝是由肌动蛋白分子螺旋状聚合成的,肌动蛋白是一种高度保守的蛋白质细胞膜骨架,肌动蛋白纤维也是一种极性分子,具有两个不同的末端,一个是正端,一个是负端。微丝与它的结合蛋白以及肌球蛋白两者构成物理机械系统,;借助物理能形成机械运动。
【功能】形成挠度纤维;产生微绒毛;在细胞的变型运动中,微丝起着关键作用;在有丝分裂末期,参与胞质分裂等。
3、中间纤维的结构与功能
【结构】中间纤维又称中间丝,与微管不同的是中间纤维是最稳定的细胞骨架成份,中间纤维在细胞中围绕着细胞核分布,成束成网,并扩充到细胞质膜。
【功能】中间纤维与微观关系密切,可能对微管装配和稳定有作用。对细胞刚性有支持作用和对形成运动的结构有协调作用等。
三
细胞骨架的相关组织结构
1、应力纤维:挠度纤维是真核细胞中广泛存在的微丝束结构,可能在细胞形态发生、细胞分化和组织的产生等方面具有重要作用。
2、微管组织中心(MTOC):微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。
3、胞质分裂环:在有丝分裂末期,两个正式分裂的子细胞之间形成一个收缩环,收缩环是由大量平行排列的微丝组成。
4、网格蛋白:又称笼形蛋白,是一类包被蛋白,由三条重链和三条轻链组成,组装产生多面笼状结构,介导高尔碳化物到溶酶体以及胞吞泡产生等过程。
5、中心体:由一对互相垂直的柱状中心粒以及周围无定形的电子致密的基质组成,是微管组织中心。
6、基体:是鞭毛和纤毛的微管组织中心,是9+0型的结构。
四
秋水仙素使染色体数量加倍的诱因
微管存在于所有的真核细胞中,是由微管蛋白装配成的。细胞内的微管呈网状或束状。可与其他蛋白装配成纺锤体等结构,参与细胞分裂等活动。首先α微管蛋白和β微管蛋白形成长度为8nm的αβ异二聚体,αβ异二聚体聚合产生原纤维,在αβ异二聚体产生原纤维的过程中;微管蛋白加上或释放主要发生在(+)端,即尾端或叫延展端,使原纤维不断延长,从而产生一段微管,这也促使由原纤维产生的微管形成了极性,新的αβ异二聚体再不断加到微管的(+)端,使微管不断延长。微管在体内的装配和去装配在时间上和空间上是高度有序的。
秋水仙素使染色体数量加倍的原理是,每一个异源二聚体上,都有一个与秋水仙素高亲和结合位点和一个与秋水仙素低亲和结合位点,秋水仙素结合到未聚合的微管蛋白异二聚体上产生复合物,制止其他微管蛋白异二聚体的加入,改变了微管组装和去组装稳定状态的平衡细胞膜骨架,破坏了纺锤体的产生,妨碍了染色体的联通,完成了染色体数量的加倍。
秋水仙素通过与微管蛋白结合,制止微管的产生,亦称为微管抑制剂。微管的作用之一就是参与细胞分裂。结合上述两点,微管蛋白已然成为研究与开发全新防癌抗生素的重要靶向之一,作用于微管蛋白的抑制剂也已成为一类有效的防癌抗生素。据悉,秋水仙素作为抗生素被广泛应用,使用最多的是医治湿疹,并举办相应的毒理研究。
来源“生物清风岭”