细胞骨架(cytoskeleton)及作用

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疑难问题:同事讨论的话题,细胞溶胶和细胞质基质是不是相同?有同事认为不一样,理由是是不是含有细胞骨架的问题,看了《细胞生物学》,没有统一的观点,仅仅是部分学者认为细胞溶胶应该不包含细胞骨架,细胞骨架可看作是细胞器,也就是细胞溶胶和细胞质基质是有区别的。何为细胞骨架?
一、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MT、微丝MF及中间纤维IF)组成的体系。
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形成的网络体系。核骨架、核纤层与中间纤维在结构上相互连接,贯穿于细胞核和细胞质的网架体系。它通常也被认为是广义上细胞器的一种。
二、生理作用
细胞骨架不仅在维持细胞形态,承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动。
例如,在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离,在细胞物质运输中,各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运;在肌肉细胞中,细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统;在白细胞的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关。
另外,在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成。
1.微管
它是中空的圆筒状结构,长度变化很大,可达数微米以上。构成微管的主要成分是微管蛋白。这种蛋白既具有运动功能又具有ATP酶的作用,使ATP水解,获得运动所需的能量。除了独立存在于细胞质中的微管外,纤毛、鞭毛、中心粒等基本上也是由许多微管聚集而成,细胞分裂时出现的纺锤丝也是由微管组成。此外,微管常常分布在细胞的外线,起细胞骨架的作用。微管和功能在不同类型的细胞内并不完全相同,组成纤毛、鞭毛的微管主要与运动有关,而神经细胞中的微管可能与支持和神经递质的运输有关。
2.微丝
微丝是原生质中一种细小的纤丝,常呈网状排列在细胞膜之下,在光镜下看不见,但如果微丝集合成束,则可在光镜下看到。微丝的成分是肌动蛋白和肌球蛋白,这是肌纤维的运动蛋白。由此可知,它有运动功能,细胞质的流动、变形运动等都和微丝的活动有关。动物细胞在进行分裂时,细胞中央发生横缢,将细胞分成两个,也必须由微丝收缩而产生。有的微丝主要起支架作用,与维持细胞的形状有关。
3.中间纤维
其粗细介于微管和微丝之间,也是由蛋白质组成。不同组织中,中间纤维的蛋白质成分有明显的差异。中间纤维与微管、微丝一起形成一个完整的骨架体系,细胞起支撑作用。同时参与桥粒的形成。它外连细胞膜,内与核内的核纤层相通,它在细胞内信息传递过程中可能起重要作用。