《細胞生物學(xué)》復(fù)習(xí)題第七章

1、第七章 細胞骨架與細胞的運動1.名詞解釋：細胞骨架、微管組織中心(MTOC)、 -微管蛋白環(huán)形復(fù)合體(-TuRC)、中心體、踏車運動、驅(qū)動蛋白、動力蛋白。 細胞骨架：真核細胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系，由3種不同的蛋白纖維結(jié)構(gòu)組成微管、微絲、中間絲。 微管組織中心：微管的聚合從特異性核心形成位點開始，主要是中心體、纖毛的基體。幫助微管裝配的成核。 -微管蛋白環(huán)形復(fù)合體：可形成1013個-微管蛋白分子的環(huán)形結(jié)構(gòu)（螺旋花排列），組成一個開放的環(huán)狀模板，與圍觀具有相同直徑?？纱碳の⒐芎诵男纬?，包裹微管負端，阻止微管蛋白滲入。還能影響微管從中心粒上釋放。 中心體：是動物細胞中決定微管形成的一種細胞器，包

2、括中心粒和中心粒旁物質(zhì)。兩個桶狀、垂直排列的中心粒，包埋在中心粒旁物質(zhì)中。在細胞間期，中心體位于細胞核附近，在有絲分裂期，位于紡錘體的兩極。 踏車運動：微管的聚合與解聚持續(xù)進行，經(jīng)常是一端聚合，為正端；另一端解聚，是負端，這種微管裝配方式，稱“踏車運動”。 細胞內(nèi)各細胞器和所有的物質(zhì)轉(zhuǎn)運都與微管密切相關(guān)；微管的物質(zhì)運輸由微管動力蛋白（或馬達蛋白）完成，共有幾十種，可分為三大家族：驅(qū)動蛋白kinesin，動力蛋白dynein和肌球蛋白myosin家族（肌球蛋白以肌動蛋白纖維為運行軌道） 驅(qū)動蛋白與動力蛋白的兩個球狀頭部是與微管專一結(jié)合，具有ATP酶活性，水解ATP供能完成與微管結(jié)合、解離、再結(jié)合

3、的動作。驅(qū)動蛋白：由兩條重鏈和兩條輕鏈組成。一對與微管結(jié)合的球狀頭部ATP水解酶，水解ATP產(chǎn)生能量進行運動；將貨物由負端運輸向正端。 動力蛋白：目前已知的最大的、最快的分子運輸?shù)鞍住Ｓ蓛蓷l重鏈和幾種中等鏈、輕鏈組成，頭部具有ATP水解酶活性。沿著微管的正端向負端移動。為物質(zhì)運輸，也為纖毛運動提供動力。在分裂間期，參與細胞器的定位和轉(zhuǎn)運。2.三種骨架蛋白的分布如何？ 微絲：主要分布在細胞質(zhì)膜的內(nèi)側(cè)。 微管：主要分布在核周圍，并呈放射狀向胞質(zhì)四周擴散。 中間纖維：分布在整個細胞中。3.微管由哪三種微管蛋白組成？各有什么結(jié)構(gòu)功能特點？ 管蛋白，管蛋白，管蛋白。 -微管蛋白和-微管蛋白各有一個GTP

4、結(jié)合位點。 -微管蛋白的GTP不進行水解也不進行交換；-微管蛋白的GTP可水解呈GDP，而此GDP也可換成GTP，這一變換對微管的動態(tài)性有重要作用。 管蛋白定位于微管組織中心，對微管的形成、數(shù)量、位置、極性、細胞分裂有重要作用。4.哪一種微管蛋白有GTP酶活性？ -微管蛋白。5.微管結(jié)合蛋白有幾種？分布和功能如何？ 微管結(jié)合蛋白（MAP）：MAP1、MAP2、MAP4和tau。分布：MAP1-2和tau只存在于腦組織；MAP4在哺乳動物非神經(jīng)元、神經(jīng)元細胞中，在進化上具有保守性。Tau只存在于軸突；MAP2分布于神經(jīng)元胞體和樹突中。功能：（1）使微管相互交聯(lián)成束，使微管同其他細胞結(jié)構(gòu)交聯(lián)，如質(zhì)

5、膜、微絲和中間絲等；（2）與微管成核點的作用，促進微管的聚合；（3）與微管壁的結(jié)合，提高微管的穩(wěn)定性。6.為什么說微管具有動態(tài)不穩(wěn)定性？ 增長的微管末端有微管蛋白-GTP帽，在微管組裝期間或組裝后GTP被水解成GDP，從而使GDP-微管蛋白成為微管的主要部分。微管蛋白-GTP帽及短小的微管原纖維從微管末端脫落則使微管解聚。7.微管的裝配分為哪三個時期？ （1）成核期：-異二聚體，首尾相接和側(cè)面相連，當(dāng)片狀帶加寬到13根原纖維，合攏成一段微管；是微管聚合的開始，速度較慢限速過程。 （2）聚合期：高濃度游離的微管蛋白聚合速度大于解聚速度，新的二聚體不斷加到微管正端，微管延長，直至游離微管蛋白濃度降

6、低。 （3）穩(wěn)定期：胞質(zhì)中游離微管蛋白達到臨界濃度，微管的聚合與解聚速度相等。8.微管的體外裝配需要哪些條件？ 微管蛋白異二聚體達到一定的臨界濃度（約為1mg/ml），加入Mg2+、GTP和EDTA（Ca2+的螯合劑，去除Ca2+的抑制聚合作用）、適當(dāng)?shù)膒H（pH6.9）和溫度（37C）的緩沖液。9.微管的體內(nèi)裝配是怎樣的？ 在細胞內(nèi)微管形成時，-TuRC存在于微管組織中心，成為-異二聚體結(jié)合上去的核心，微管從此生長、延長。由于-TuRC像帽子一樣戴在微管的負端而使微管負端穩(wěn)定。-TuRC組織微管形成的能力受細胞周期的調(diào)節(jié)。間期此能力被關(guān)閉，G2期到M期，受細胞周期調(diào)節(jié)激酶作用，磷酸化-TuR

7、C成分，開放微管組織能力。10.溫度、壓力、紫杉醇、秋水仙素、長春花堿對微管的穩(wěn)定性如何影響的？ 紫杉醇：只結(jié)合到聚合的微管上，維持了微管的穩(wěn)定。 秋水仙素：結(jié)合并穩(wěn)定游離的微管蛋白，抑制微管的聚合。 長春新堿：能結(jié)合微管蛋白異二聚體，抑制它們的結(jié)合作用。 溫度：低溫中微管解聚。溫度升高時，微管聚合。11.微管的功能有哪些？ （1）微管構(gòu)成細胞內(nèi)的網(wǎng)狀支架，支持和維持細胞形態(tài)。微管本身不能收縮，有一點的強度，抗壓力、抗彎曲，為細胞提供機械支持力。微管對細胞突起部分，如纖毛、鞭毛、軸突形成和維持起重要作用。 （2）微管參與中心粒、纖毛和鞭毛的形成。中心粒是9組三聯(lián)體微管圍成的圓筒狀結(jié)構(gòu)。纖毛、鞭

8、毛是細胞表面的特化結(jié)構(gòu)，在來源和結(jié)構(gòu)上基本相同。兩者主干部分都是9組二聯(lián)管構(gòu)成，中央是兩條微管中央微管。 （3）微管參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸。細胞內(nèi)各細胞器和所有的物質(zhì)轉(zhuǎn)運都與微管密切相關(guān)；微管的物質(zhì)運輸由微管動力蛋白完成。 （4）微管維持細胞內(nèi)細胞器的定位和分布。微管及其相關(guān)馬達蛋白在膜性細胞器的定位上起著重要作用。 （5）微管參與染色體的運動，調(diào)節(jié)細胞分裂。微管是有絲分裂器的主要成分，有絲分裂前期微管聚合，核膜崩解時侵入核區(qū)，結(jié)合動粒；姊妹染色單體的動粒分別與來自兩極的微管結(jié)合，被拉到細胞兩極。 （6）微管參與細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。已證明微管參與hedgehog、JNK、Wnt、ERK、PAK蛋白激酶

9、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。信號分子直接或通過馬達蛋白、支架蛋白等與微管作用，調(diào)節(jié)包括微管的穩(wěn)定/不穩(wěn)定、微管方向性、微管組織中心位置、細胞極化等。12.哪些結(jié)構(gòu)是9組三聯(lián)管、9組二聯(lián)管結(jié)構(gòu)？ 每個中心粒由9組三聯(lián)管組成。 纖毛、鞭毛的主干部分都是9組二聯(lián)管構(gòu)成。13.微管馬達蛋白主要有哪兩個家族？有何共同特點？ 驅(qū)動蛋白、動力蛋白。 兩者都有兩個球狀頭部，是與微管專一結(jié)合，具有ATP酶活性，水解ATP供能完成與微管結(jié)合、解離、再結(jié)合的動作。14.驅(qū)動蛋白與動力蛋白在微管上的運動方向如何？ 驅(qū)動蛋白：由負端運輸向正端。 動力蛋白：由正端向負端移動。15.微絲又稱什么？占肌肉細胞與非肌肉細胞各多少百分比？ 肌

10、動蛋白絲。 占肌肉細胞總蛋白的10，非肌肉細胞的15。16.肌動蛋白絲直徑多少？是由什么組成的什么樣的結(jié)構(gòu)？ 約8nm；由肌動蛋白單體組成雙股螺旋纖維。17.肌動蛋白的保守性如何？在不同真核生物間相似性如何？ 很保守；不同種類的生物間有90的相似性。18.什么是微絲的正端、負端？它們又名什么？ 正端：相對生長快的一端；又稱禿端。 負端：相對生長慢的一端；又稱指向端。19.微絲結(jié)合蛋白共約多少種？書上介紹了哪些種？各有什么作用？100多種。單體隔離蛋白：沒有單體隔離蛋白，肌動蛋白都將組裝成纖維，這些蛋白的活性和濃度，決定了肌動蛋白趨向聚合還是解聚。交聯(lián)蛋白：改變細胞內(nèi)肌動蛋白纖維的三維結(jié)構(gòu)。末端

11、阻斷蛋白：與肌動蛋白纖維的一端或兩端結(jié)合，調(diào)節(jié)或維持肌動蛋白纖維的長度。結(jié)合肌動蛋白末端，相當(dāng)于加上了帽子，抑制微絲生長，導(dǎo)致胞內(nèi)出現(xiàn)較多短的微絲。纖維切割蛋白：與肌動蛋白纖維結(jié)合并切斷它；由于能控制肌動蛋白絲的長度，可大大降低細胞中的黏度。切割產(chǎn)生的新末端可作為生長點，促進肌動蛋白裝配。切割蛋白也可作為帽子封住肌動蛋白纖維的末端。肌動蛋白纖維解聚蛋白：存在于肌動蛋白絲骨架快速變化的部位，結(jié)合肌動蛋白絲，并引起肌動蛋白絲的快速解聚。膜結(jié)合蛋白：是非肌細胞質(zhì)膜下方產(chǎn)生收縮的機器。在劇烈活動時，由收縮蛋白作用于質(zhì)膜產(chǎn)生的力引起質(zhì)膜向內(nèi)或向外移動。這種運動是由肌動蛋白纖維直接或間接與質(zhì)膜相結(jié)合后所形

12、成的。20.何種交聯(lián)蛋白能使微絲成有彈性網(wǎng)絡(luò)？ 桿狀交聯(lián)蛋白21.微絲組裝的三個階段是什么？ 成核期（延遲期）：成核作用發(fā)生在質(zhì)膜下，由ARP2/3復(fù)合物催化，是微絲組裝的限速過程。 聚合期（生長期）：微絲兩端的組裝速度有差異，快速增長的一端是正端，緩慢增長的一端是負端，正端添加單體的速率是負端的10倍以上。 平衡期：肌動蛋白聚合微絲的速度與其解離微絲的速度達到平衡，微絲長度不變，仍進行著聚合、解聚活動。22.為什么說微絲有踏車行為？ 在微絲裝配時，當(dāng)肌動蛋白分子添加到肌動蛋白絲上的速率正好等于肌動蛋白分子從肌動蛋白絲上解離的速率時，微絲凈長度沒改變，這種過程稱“踏車行為”。23.微絲裝配的成

13、核發(fā)生在哪里？ 質(zhì)膜24.哪些離子、藥物因素能影響微絲的組裝？Mg2+存在，微絲聚合；Ca2+存在，微絲解聚。細胞松弛素B：從霉菌中提取，與微絲正端結(jié)合，抑制微絲的聚合。鬼筆環(huán)肽：從有毒蘑菇中提取，結(jié)合聚合型微絲，穩(wěn)定微絲抑制解聚。25.微絲的功能有哪些？ （1）微絲構(gòu)成細胞的支架并維持細胞的形態(tài)：微絲在細胞內(nèi)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)或成束才能發(fā)揮作用。而應(yīng)力纖維是在細胞膜下方由微絲束構(gòu)成的纖維狀結(jié)構(gòu)，常與細胞的長軸平行，往往一端與細胞膜連接，另一端插入胞質(zhì)，或與中間絲結(jié)合，應(yīng)力纖維賦予細胞韌性和強度。 （2）微絲參與細胞運動：許多動物細胞位置移動時采用變形運動；這些細胞含有豐富的微絲，通過肌動蛋白和微絲結(jié)合

14、蛋白的相互作用，進行變形運動。 （3）微絲參與細胞分裂：有絲分裂的核分裂完成后，兩個即將形成的子細胞間，在赤道面膜下，肌動蛋白微絲與肌球蛋白II組裝成瞬時性收縮束收縮環(huán)，收縮產(chǎn)生動力，將質(zhì)膜向內(nèi)拉，完成一分為二后解體。 （4）微絲參與肌肉收縮：許多微絲結(jié)合蛋白都是在肌細胞中發(fā)現(xiàn)；肌細胞由數(shù)百個肌原纖維組成；每根肌原纖維由細肌絲和粗肌絲重疊而形成；肌肉收縮的基本單位是肌小節(jié)，由肌原纖維組成。 （5）微絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸：微絲也介導(dǎo)一些靠近細胞膜的遠端物質(zhì)運輸，肌球蛋白I從微絲負端向正端運輸貨物；肌球蛋白I尾部同質(zhì)膜結(jié)合，利用其頭部，可將微絲從一個部位運向另一個部位。 （6）微絲參與細胞內(nèi)信號傳

15、遞：細胞膜表面的受體在收到外界信號作用時，可觸發(fā)膜下肌動蛋白結(jié)構(gòu)變化，啟動細胞內(nèi)激酶變化的信號傳導(dǎo)。26.參與有絲分裂胞質(zhì)收縮環(huán)形成的是哪種肌球蛋白？ 肌球蛋白II27.組成肌肉粗肌絲的是哪種肌球蛋白？ 肌球蛋白II28.微絲馬達蛋白是哪種肌球蛋白？運動方向如何？ 肌球蛋白-1；沿微絲的負端向正端移動。29.中間纖維的直徑？結(jié)構(gòu)？類型？ 直徑：10nm； 結(jié)構(gòu)：中間纖維是絲狀蛋白多聚體，是一種堅韌持久的蛋白質(zhì)纖維。中間纖維單體（亞基）是蛋白質(zhì)纖維分子，具有共同的結(jié)構(gòu)域：一個-螺旋的中間去，兩側(cè)是球形的N端和C端。所有的亞基中間螺旋結(jié)構(gòu)域都保守，中間桿狀區(qū)分為4個螺旋區(qū)，之間被3個間隔區(qū)隔開，間

16、隔區(qū)也是保守的。亞基裝配時靠-螺旋區(qū)配對形成二聚體。N端與C端高度可變，不同亞基在N、C端大小和氨基酸組成差別很大。中間纖維亞基的大小主要取決于C端的變化。 類型：（I）酸性角蛋白：主要分布在表皮細胞；（II）中性/堿性角蛋白：主要分布在表皮；（III）非上皮細胞的中間纖維蛋白：A、波形蛋白（成纖維細胞、白細胞及其他細胞）；B、結(jié)蛋白（肌細胞）；C、外周蛋白（外周神經(jīng)元；D、膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（神經(jīng)膠質(zhì)細胞）。（IV）神經(jīng)絲蛋白（NF-L、NF-M、NF-H）：主要分布神經(jīng)元；（V）核纖層蛋白（核纖層蛋白A、核纖層蛋白B、核纖層蛋白C）（VI）巢蛋白：主要分布中央精神系統(tǒng)的干細胞。30.中間纖

17、維的特點 （1）沒有極性，少有游離四聚體，四聚體多組裝為中間纖維； （2）其裝配與穩(wěn)定、蛋白濃度無關(guān)； （3）其裝配不需要ATP、GTP或結(jié)合蛋白的輔助。31.中間纖維是如何裝配的？ 2個亞基的螺旋桿狀區(qū)同向以卷曲螺旋形式相互纏繞，形成約48nm長的繩狀二聚體；2個二聚體反向平行交錯相連，形成四聚體亞單位；四聚體側(cè)向組裝，形成含8個平行排列原纖維的結(jié)構(gòu)，以簡單結(jié)合反應(yīng)加到伸長中的中間纖維上，結(jié)合反應(yīng)沿中間纖維長軸排列，按螺旋形式包裹在一起。32.中間纖維的功能？ （1）中間纖維在細胞內(nèi)形成一個完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)：IF與質(zhì)膜和細胞外基質(zhì)相連，內(nèi)與核纖層相連，整個纖維網(wǎng)架圍繞細胞核，穿過胞質(zhì)終止于

18、質(zhì)膜；中間纖維有一定可塑性，對維持細胞整體結(jié)構(gòu)、功能完成有重要作用。 （2）中間纖維為細胞提供機械強度支持。 （3）中間纖維參與細胞連接：一些器官和皮膚的表皮細胞是通過橋粒和半橋粒連接在一起，中間纖維參與黏著連接的橋粒、半橋粒，在細胞中形成一個網(wǎng)絡(luò)，既能保持細胞形態(tài)，又能提供支持力。 （4）中間纖維參與細胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運輸：中間纖維外連質(zhì)膜、細胞外基質(zhì)，內(nèi)穿核骨架，形成跨膜的信息通道；中間纖維在體外與單鏈DNA有高度親和性，在細胞內(nèi)明顯聚集在核周圍，可能與DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄有關(guān)。 （5）中間纖維維持細胞核穩(wěn)定：細胞核膜下有一層有核纖層蛋白組成的網(wǎng)絡(luò)，對于維持細胞和形態(tài)有重要作用，核纖層是中間纖維的一種。 （6）中間纖