微管和微丝的区别

主要区别——微管与微丝

微管和微丝是细胞骨架的两个组成部分。细胞骨架由微管、微丝和中间丝构成。微管是由微管蛋白聚合而成的。它们为细胞提供机械支持并有助于细胞内运输。微丝是由肌动蛋白单体聚合形成的。它们有助于细胞在表面上的运动。这 主要区别 微管和微丝之间是 微管是长而空心的圆柱体，由微管蛋白单位组成，而微丝是双链螺旋聚合物，由肌动蛋白组成.

1.什么是微管 – 结构、功能、特征 2.什么是微丝 – 结构、功能、特征 3、微管和微丝有什么区别

什么是微管

微管是在细胞质中随处可见的微管蛋白聚合物。微管是细胞质的组成部分之一。它们是由二聚体 α 和 β 微管蛋白聚合而成。微管蛋白聚合物可以在高度动态的情况下长到 50 微米。管子的外径约为 24 nm，内径约为 12 nm。微管可以在真核生物和细菌中找到。

微管的结构

真核微管是长而空心的圆柱形结构。圆柱体的内部空间称为内腔。微管蛋白聚合物的单体是α/β-微管蛋白二聚体。该二聚体与它们的首尾相连形成线性原丝，然后横向连接形成单个微管。通常，大约 13 根原丝连接在单个微管中。因此，聚合物中每个 α 和 β 微管蛋白的氨基酸水平为 50%。聚合物的分子量约为 50 kDa。微管聚合物在两端之间带有极性，一端含有α-亚基，另一端含有β-亚基。因此，两端分别指定为（-）和（+）端。

图 1：微管的结构

微管的细胞内组织

细胞中微管的组织因细胞类型而异。在上皮细胞中，(-) 端沿根尖轴排列。这种组织促进细胞器、囊泡和蛋白质沿细胞的顶端-基底轴运输。在成纤维细胞等间充质细胞类型中，微管固定在中心体上，将它们的 (+) 端辐射到细胞外围。该组织支持成纤维细胞运动。微管，连同运动蛋白的助手，组织高尔基体和内质网。包含微管的成纤维细胞如图 2 所示。

图 2：成纤维细胞中的微管微管荧光标记为绿色，肌动蛋白标记为红色。

微管的功能

微管有助于形成细胞骨架，即细胞的结构网络。 细胞骨架 提供机械支持、运输、运动、染色体分离和细胞质的组织。微管能够通过收缩产生力，并且它们允许细胞与运动蛋白一起运输。微管和肌动蛋白丝为细胞骨架提供了一个内部框架，使其能够在移动时改变其形状。真核细胞骨架的组成部分如图 3 所示。微管被染成绿色。肌动蛋白丝被染成红色，细胞核被染成蓝色。

图 3：细胞骨架

在有丝分裂和减数分裂过程中参与染色体分离的微管形成 主轴装置.它们在着丝粒中成核，即微管组织中心 (MTOC)，以形成纺锤体装置。它们也像内部结构一样组织在纤毛和鞭毛的基体中。

微管允许通过转录因子的特异性表达进行基因调控，转录因子借助微管的动态特性维持基因的差异表达。

与微管相关的蛋白质

微管的各种动力学，例如聚合、解聚和灾难的速率，都受微管相关蛋白 (MAP) 的调节。 Tau 蛋白、MAP-1、MAP-2、MAP-3、MAP-4、katanin 和烦躁被视为 MAP。像 CLIP170 这样的 Plus-end 跟踪蛋白 (+TIP) 是另一类 MAP。微管是运动蛋白的底物，运动蛋白是最后一类 MAP。向微管 (-) 端移动的动力蛋白和向微管 (+) 端移动的驱动蛋白是细胞中发现的两种运动蛋白。运动蛋白在细胞分裂和囊泡运输中起主要作用。运动蛋白水解ATP以产生用于运输的机械能。

什么是微丝

由肌动蛋白丝组成的丝被称为微丝。微丝是细胞骨架的组成部分。它们由肌动蛋白单体聚合而成。微丝直径约为 7 nm，由两股螺旋组成。

微丝的结构

细胞骨架中最细的纤维是微丝。形成微丝的单体称为球状肌动蛋白亚基（G-actin）。双螺旋的一根细丝称为丝状肌动蛋白（F-actin）。微丝的极性由肌动蛋白丝中肌球蛋白 S1 片段的结合模式决定。因此，尖端称为（-）端，带刺的端称为（+）端。微丝的结构如图3所示。

图 3：微丝

微丝的组织

三个 G-肌动蛋白单体自结合形成三聚体。与 ATP 结合的肌动蛋白与带倒刺的末端结合，水解 ATP。肌动蛋白与相邻亚基的结合能力因自催化事件而降低，直到之前的 ATP 被水解。肌动蛋白聚合是由actoclampins（一类分子马达）催化的。显示了心肌细胞中的肌动蛋白微丝，在图 4 中用绿色染色。蓝色显示细胞核。

图 4：心肌细胞中的微丝

微丝的功能

微丝参与 胞质分裂 和 细胞运动 像变形虫运动。通常，它们在细胞形状、细胞收缩性、机械稳定性、胞吐作用和胞吞作用中起作用。微丝很结实且相对柔韧。它们能够抵抗拉力导致的断裂和多皮牛顿压缩力的屈曲。细胞的运动是通过一端的伸长和另一端的收缩来实现的。微丝还与肌球蛋白 II 蛋白一起充当肌动球蛋白驱动的收缩分子马达。

与微丝相关的蛋白质

肌动蛋白丝的形成受具有微管的相关蛋白质的调节，例如，

结构

微管： 微管是螺旋晶格。

微丝： 微丝是双螺旋。

直径

微管： 微管直径为 7 nm。

微丝： 微丝直径为 20-25 nm。

作品

微管： 微管由蛋白质微管蛋白的α和β亚基组成。

微丝： 微丝主要由称为肌动蛋白的收缩蛋白组成。

力量

微管： 微管是刚性的并能抵抗弯曲力。

微丝： 微丝是柔韧的并且相对坚固。它们可以抵抗压缩力引起的屈曲和拉伸力引起的细丝断裂。

功能

微管： 微管有助于细胞功能，如有丝分裂和各种细胞运输功能。

微丝： 微丝帮助细胞移动。

结论

微管和微丝是细胞骨架中的两个组成部分。微管和微丝之间的主要区别在于它们的结构和功能。微管具有长而空心的圆柱形结构。它们是由微管蛋白聚合而成的。微管的主要作用是为细胞提供机械支持，参与染色体分离并维持细胞内成分的运输。另一方面，微丝是螺旋结构，与微管相比更坚固、更灵活。它们参与细胞在表面上的运动。微管和微丝都是动态结构。它们的动态性质由与聚合物相关的蛋白质调节。

参考：1。 “微管。”维基百科。维基媒体基金会，2017 年 3 月 14 日。网络。 2017 年 3 月 14 日。2.“微丝”。维基百科。维基媒体基金会，2017 年 3 月 8 日。网络。 2017 年 3 月 14 日。

图片提供：1。 “微管结构”作者 Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) – 自己的作品（使用 Maxon Cinema 4D 渲染）（CC BY-SA 4.0），来自 Commons Wikimedia2。 James J. Faust 和 David G. Capco 撰写的“荧光图像成纤维细胞”——NIGMS 开源图像和视频库（公共领域），来自 Commons Wikimedia3。 “荧光细胞”来自（公共领域）通过 Commons Wikimedia4。 “图 04 05 02”来自 CNX OpenStax – (CC BY 4.0) 通过 Commons Wikimedia5。 “文件：心肌细胞中的 F-肌动蛋白丝”，作者 Ps1415 – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 4.0）