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医学细胞生物学-细胞的运动


肌球蛋白运动的机制:
①肌球蛋白结合ATP, 引起头部与肌动蛋
白纤维分离;
②ATP水解,引起头部
与肌动蛋白弱结合。
肌球蛋白运动的机制:
③Pi释放,头部与肌动蛋白强 结合,头部构象恢复,带动 颈部和尾部朝细肌丝方向移 动; ④ADP释放,肌球蛋白恢复初
始状态。
肌球蛋白运动机制
2、驱动蛋白和动位蛋白的运动机制
驱动蛋白
动位蛋白
(一)肌球蛋白 一条重链和数条轻链组成,
3、肌球蛋白的结构:
头部:水解ATP产生动力的部位 颈部:调节头部的活性
尾部:决定肌球蛋白的类型
(二) 驱动蛋白
由两条重链两条轻链聚合而成,头部是
产生动力的活性部位。
(三)动位蛋白
胞质动位蛋白
举例:顶体运动
顶体突起由一束细肌丝支撑,这些微丝束是 在顶体反应开始后才重新聚合组装的。细胞 丝从一小段微丝核心的(+)端不断聚合而
延长,推动顶体突起的细胞膜向前伸长。顶
体反应后,精子核进入卵细胞。
五、染色体分离
六、肌肉收缩
1、肌肉收缩是粗、细肌丝相互滑动的结果 2、肌肉收缩收钙离子浓度的调节,游离钙离子浓度 升高能触发肌肉收缩 3、肌原纤维由粗丝和细丝组成
细胞运动的形式:
一、细胞的位置移动 二、细胞的形态改变 三、细胞内运动
一、细胞的位置移动
局部性:近距离
运动形式
整体性:远距离
(一)鞭毛、纤毛摆动(整体)
1、摆动使位置移动
2、摆动起到运送物质的作用
(二)阿米巴样运动(整体)
附着固体的表面移动时,在前进方向的 一端伸出大小不等的伪足。
(三)褶皱运动(局部)
七、成纤维细胞的运动
▪运动特点:属于慢速运动细胞
▪运动过程:细胞膜向运动方向 突起,形成线状足或片状足 ▪随着细胞膜伸展及细胞骨架的 组装,线状足和片状足与基底介 质结合,在细胞腹形成黏着斑 ▪尾部拉向前方,一部分细胞附 于基底 ▪黏着斑作用:一可将细胞固定 在基底,二可防止细胞回缩
八、白细胞的运动
• 趋化分子结合细胞表面受体,激活G蛋 白
三、钙离子梯度
1、在含有趋化分子梯度的溶液中,运动细胞胞 质中钙离子浓度也存在梯度。即细胞前部钙离子 浓度最低 ,在后部浓度最高; 2、许多肌动蛋白都受钙离子浓度影响, 3、钙离子可以调节细胞在运动中凝-溶转换,细 胞前的低钙离子环境有利于形成肌动蛋白网络, 后高钙离子则导致肌动蛋白网络解聚形成溶胶
五、胆道括约肌功能紊乱及胆结石成因等:胆道括约 肌的细胞骨架的改变对解释成因具有重要意义。正常 胆道括约肌细胞含有大量排列整齐、集结成束的微丝 及密体,这是胆道括约肌产生的“高压带”,是调节 胆流的重要结构基础,而细胞骨架的研究可以深入加 以研究
六、细胞运动方向的医学前景展望
随着细胞骨架的基础研究的进展,在这方面探讨疾 病的发病机制和治疗手段将大有可为。现在凭借荧 光显微镜、超高压电镜技术、免疫组化技术等进行 研究,这些技术的局限性也使目前的研究难以深入 。随着技术的发展,必将解释细胞骨架在某些疾病 发生中的作用,找到更好的治疗方法,使基础研究 为临床实践提供理论依据。
1、基本过程:细胞膜伸向细胞前方形成伪足→伪足被细胞质充 满→细胞尾部拉向细胞体 2、特点;移动速度快(包括阿米巴) 3、快速移动细胞的运动特点:可见伪足和细胞质流动,并伴有 皮质区细胞骨架在“凝”、“溶”间转换,从而引起皮质区细胞质 黏度的变化
第三节 细胞运动的调节
• 许多分子均可作为趋化因子,包括糖,肽等
以微管为轨道,驱动蛋白朝微管的+端移动,
动位蛋白朝微管的-端运动。
三、纤毛和鞭毛的运动机制
通过轴称的二联管中的动位蛋白臂水解 ATP释放能量,促使A动位蛋白沿相邻B微
管动位蛋白朝-端移动,从而引起二联管
之间相互滑动。
四、微丝和微管组装引起的细胞运动
肌动蛋白、微管蛋白组装和去本身
组装能引起细胞产生的某种运动。
4、紫杉酚等 能够紧密与微管结合,起到 稳定微管、抑制微管解聚的作 用,这样可使分裂期的细胞停 止分裂
第四节 细胞运动与医学
一、原发性纤毛运动障碍(PCD)或纤毛无运动 综合征:其纤毛超微结构具有特异的、先天性 遗传缺陷导致的一组疾病
二、阿尔茨海默病(AD):与其严重性最相关的 是新皮质和海马中突触的丧失,在AD的神经元 中,微观是缺乏的或扭曲变形的,微管的不正 常导致了轴浆流的不正常,进而导致了痴呆
第二节
细胞运动的机制
两种基本机制: ① 动力蛋白水解ATP,释放能量驱动细胞运动; ② 细胞骨架体系微管、微丝组装和去组装。
一 、动力蛋白的类型与结构 二、动力蛋白介导细胞运动的机制 三、纤毛和鞭毛的运动机制
四、微丝和微管组装引起的细胞运动
一 、动力蛋白
特点:
①具有ATP酶活性
②水解ATP释放能量使化学能转换为机械能 类型: ①微丝的动力蛋白: 肌球蛋白 ②微管的动力蛋白:
三、癌症:患者恶化细胞内的微丝短、微丝束 减少,微丝组装变化使其不能成束,微管数量 减少,并且钙调蛋白增多,抑制微管聚合,癌 细胞细胞器运动异常
四、肿瘤的浸润和转移:肿瘤转移的因素有很多,其 中,肿瘤细胞活跃的移动能力是其浸润生长的重要因 素之一,微管的形态改变特征与肿瘤细胞的侵袭及转 移潜能有关,作为细胞骨架的微管,在正常细胞的运 动和肿瘤细胞的侵袭都有着重要的作用,另外,微管 的破坏可能抑制肿瘤细胞的转移
四、影响细胞骨架和运动的药物
1、细胞松弛素 和肌动蛋白快速生长的正 极处结合,制止肌动蛋白分子 聚合成微丝
2、鬼笔环肽 稳定微丝,抑制解聚,不易通过细 胞膜,只与聚合的微丝结合,不 与肌动蛋白分子结合,制止肌动 蛋白分子聚合及解聚的动态平衡
3、秋水仙素等 阻止微丝聚合,阻止细胞分 裂,破坏微管,抑制细胞分 裂,此外长春新碱、长春碱 等广泛用于抗癌
二、细胞的形态改变
细胞骨架不断组装、去组装,使细胞适应
其功能状态,发生形态改变及其他运动形式。
举例:
肌纤维收缩、神经元轴突生长、
细胞分裂中的胞质分裂
三、细胞内运动
1、细胞质流动(胞质环流)
2、膜泡运输(胞吞作用、胞吐作用) 3、物质运输(轴突运输)
4、染色体分离
①体细胞有丝分裂 ②生殖细胞形成
分 类 纤毛(或鞭毛)动位蛋白
结构:由两条相同的重链 和一些种类繁多的 轻链以及结合蛋白 构成。 作用:在细胞分裂中推动 染色体的分离、驱
动鞭毛的运动、向
着微管(-)极运 输小泡。
二、动力蛋白介导细胞运动的机制
1、肌球蛋白的运动机制 ATP存在情况下,肌球蛋白结合在肌动蛋白 丝上,通过水解ATP,朝向微丝的+端移动。
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