【細胞生物学:細胞骨格微小管microtubule・中間径フィラメント・actinfilament・細胞間情報伝達】

細胞骨格

微小管microtubule

中間径フィラメント

actinfilament

細胞間情報伝達

 

細胞骨格(only eukaryote)

cytoskeleton

構造

・線維性protein

 ・dynamic動的:時に応じて大きさが変わる ex)polymermonomer

機能

 ・細胞の形態(屋台骨)維持

 ・細胞運動 ex)筋収縮、小胞輸送、白血球のアメーバ運動

構成要素

 ・actin filament  6~8nmmonomer:球状⇔polymer:らせん状

 ・中間径filament :10nmmonomer:棒状、場所によってmonomerが異なる

                  ex)皮膚ケラチン、核ラミナ(ラミンという中間径filament

 ・微小管 :25nmmonomer:球状、名称tubulin

微小管microtubule 25nm

構成 

α、βの球状tubulin→α、βの二量体(protofilament)→13本重合→microtubule(profilament×13)

25nm中は空洞のチューブ

性質

  極性有 (+)end() 速く重合(重合おこりやすい)

      (−)end() 遅く重合(脱重合おこりやすい)

 protein

*微小管結合protein MAPsmicrotubule-associated proteins)

    ・MAP2 :dendriteに存在

    ・タウprotein :axonに存在

   ;微小管の構造安定化、微小管の長さを保つ

  *微小管依存性motorprotein

   双頭性protein 

     ・キネシン(+)endへ;順行性

     ・細胞質性ダイニン(−)endへ;逆行性    ⇒物を運ぶex)小胞輸送 

*細胞内分布

 中心体MTOC(maicrotubule-organizing center)

:核近傍の一点から外周に向けて放射状に走行、中心部を中心体MTOC

 機能

 ・形態維持

 ・細胞内輸送(物質輸送)

    *小胞輸送(分泌顆粒)   (+)―――小胞withキネシン―――(―)

  出芽、移動、膜融合、開口

  (−)――→(+)

    *軸策流(axon内)

     順行性:キネシン。細胞体で作られた分泌顆粒は(−)→(+)

     (−)→(+)

     逆行性:細胞質ダイニン。神経末端、不要となったものを戻す

     (+)→(−)

 ・紡錘体

   染色体移動に関与、細胞分裂が終わるとmonomerに戻り消失

 ・鞭毛(10~100nm)、繊毛(5~10nm

   ;安定な構造、morterproteinはダイニン(⇔細胞質ダイニン)、9+2構造(軸糸は9本の周辺微小管(二連微小管)と2本の中心対微小管が細胞膜で囲まれた構造)

 ※微小管の重合阻害:抗細胞増殖→抗悪性腫瘍薬

   ビンクリスチン、ビンブラスチンbyニチニチソウ→小児ガン、白血病などへ

※微小管を安定化

  タキソール→乳ガンへ

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中間径フィラメント10nmフィラメント

 種類 

  ・ケラチン―重合→ケラチンfilament

      monomer         polymer

      ex)上皮に見られるデスモソーム

  ・ラミン―重合→核ラミナ 

  monomer       polymer

   ;核膜裏打ち構造

 分子構造

  monomer : 頭部;N末端――かん部;α-ヘリック――尾部;C末端 

   ↓×2

  ダイマー 2量体、対(逆)平行にならぶ

   ↓×4

  4量体:これが重合単位monomerとなる

 特徴

  ・中間径フィラメントは動的ではないmonomer ←×→polymer(←→actinf.microtubule

   ;一回出来ると安定で壊れない

  ・細胞運動の機能なし:結合proteinなし、motorproteinなし

 機能

  ・細胞の形態を維持する

   ;細胞内をたて横に走ったり、全体として疎な網目を形成

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actinfilament ~nm

 G-actin――→F-actin(=actinfilament

 ●球状      らせん状

・極性有 (+)end

     (−)end

・細胞内分布 

           actinfilament ―束状→ 網目状高次構造 in微絨毛

actin binding protein

        ;存在様式、活性をコントロール

actin依存性motor protein

     ・myosinT:non-muscle:単頭 ○〜

     ・myosinU:muscle:双頭性 〜○○〜  ※○はATPase活性

 機能

  ・形態維持

  ・細胞運動(actin-myosin系)

      *筋収縮

      *アメーバ運動

      *細胞質分裂(収縮環が出来る)

  ・骨格的機能

      *微絨毛

      *アドレヘンス結合

      *斑状接着(adhesion plaques

      *膜の裏打ち構造 ex)赤血球

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細胞間情報伝達

 細胞間コミュニケーション(相互作用)=signal伝達(情報伝達物質介在)

signal cell(発信側)signaltarget cell(標的細胞)receptor:特異性→特異的効果

  signal分子:情報伝達物質

    ・hormone  内分泌腺 ―血液→target cell   ex)insulin

    ・neurotransmittter  neuron-neuronneuron-効果器の間などでex)AC

    ・(cytokine

  receptor

    ・親水性signal:細胞膜receptor

    ・疎水性signal:細胞質receptor

 

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