细胞骨架的功能与起源
细胞骨架:由三种主要的蛋白质丝状结构组成:肌动蛋白丝(Actin Filaments)、微管(Microtubules)和中间纤维(Intermediate Filaments)。
肌动蛋白丝:决定细胞表面的形状,并参与细胞整体运动以及细胞分裂时的分裂环形成。
微管:定位膜包裹的细胞器、引导细胞内运输,并形成在细胞分裂期间分配染色体的纺锤体。
中间纤维:提供机械强度,抵抗细胞的形变。
细胞骨架的结构与动态行为
动态适应性:细胞骨架的结构像蚂蚁路径一样,能够根据需求快速适应变化,从而实现细胞的形状改变、移动、和内部结构的重组。
微丝与微管的自组装:这些丝状结构由蛋白质亚基组成,这些亚基通过非共价键相互结合,形成具有结构极性的丝状结构,具有较高的动态性。
细胞运动与极性
细胞迁移:细胞骨架的重组对于细胞的运动至关重要,特别是在细胞分裂和免疫细胞追逐病原体的过程中。
细胞极性:在成熟的分化细胞中,细胞骨架帮助维持细胞的极性和结构,确保功能区的分布,例如上皮细胞中的顶端和基底侧面。
细菌的细胞骨架同源物
FtsZ:细菌中的FtsZ蛋白是微管蛋白的同源物,能够聚合形成Z环,参与细胞分裂。
MreB和Mbl:这些是细菌中肌动蛋白的同源物,主要在杆状或螺旋状细胞中组装成动态结构,决定细胞形状。
肌动蛋白和肌动蛋白结合蛋白
肌动蛋白丝的结构:肌动蛋白单体聚合成右手螺旋结构,具有极性,即具有正端(快速生长)和负端(缓慢生长)。
成核过程:肌动蛋白的成核是聚合的限速步骤,由Arp2/3复合物或Formins蛋白催化,分别形成分支或直线型的丝状结构。
微管的动态不稳定性
微管的动态行为:微管具有动态不稳定性,其生长和收缩取决于微管末端是否存在GTP帽。
Molecular biology of the cell (Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis etc