Bài giảng Sinh học tế bào - Chương 3: Bộ xương tế bào và các cử động tế bào

3. Bộ xương tế bào và các cử động tế bào 
1- Tổ chức & cân bằng động học của vi ống 
2- Động cơ phân tử của vi ống 
3- Hoạt động của vi sợi và sợi trung gian 
4. Cử động nguyên phân 
1- Tổ chức & cân bằng động học của vi ống 
Khử trùng hợp vi ống (lạnh, colchicin) & theo dõi tái trùng hợp (huỳnh quang)  Vi ống gắn vào MTOC (trung thể ) , vị trí tập hợp vi ống. 
Chứng minh với tế bào sắc tố của vảy cá 
Các hạt sắc tố liên kết vi ống, tập trung hay phân tán trong tế bào chất 
Cắt tế bào sắc tố khi các hạt sắc tố phân tán 
Trung tử do 9 bộ ba vi ống riêng biệt họp thành 
 MTOC thực vật phân tán ở mặt ngoài bao nhân (B). 
 Dùng kháng thể kháng-protein trung thể bê  mặt ngoài nhân phát huỳnh quang (C)  protein MTOC thực vật tương tự protein trung thể động vật . 
Mạng vi ống tế bào cá 
Tế bào thực vật với kháng thể kháng-tubulin 
Trạng thái cân bằng động học của vi ống 
Vi ống hữu cực : đầu + tăng trưởng nhanh, đầu - bền (gắn vào trung thể). 
Vi ống linh động: trùng hợp, rút ngắn & biến mất. 
Các giai đoạn của sự trùng hợp vi ống : 
- lag : tập hợp dimer tubulin (chậm) 
- kéo dài : gắn dimer vào vi ống (nhanh) 
- ổn định : vi ống dài tối đa (ít thay đổi, ở cân bằng động). 
Khảo sát tính linh động của vi ống 
Dùng các chất cản phân chia tế bào: colchicin & taxol 
 Colchicin dính tubulin tự do, làm mất nhanh thoi nguyên phân (dimer không ngừng trao đổi). 
[Vinblastin và vincristin có hiệu ứng tương tự] 
 Taxol liên kết và làm bền vi ống  cản phân chia tế bào. 	 
Để phân chia tế bào, vi ống phải ở trạng thái cân bằng động học. 
Cơ chế trùng hợp và khử trùng hợp vi ống 
Vi ống: trụ rỗng với 13 nguyên sợi thẳng được tạo bởi heterodimer (ß liên kết & thủy giải GTP). 
2- Động cơ phân tử của vi ống 
Động cơ : bộ máy đổi hoá năng (ATP)  động năng 
 Myosin di chuyển dọc vi sợi 
 Kinesin theo vi ống ra ngoại vi 
 Dynein theo vi ống về trung tâm 
Quan sát động cơ phân tử 
Đặt vi ống lên kính, cho giọt cực nhỏ chứa protein vận động + ATP + chùm tia laser hội tụ: giọt di chuyển trên vi ống (được thấy trên màn hình). 
So sánh động cơ phân tử với đầu xe lửa: 
(1) tay quay đưa tới & liên kết tạm trên ray 
(2) tay quay kéo động cơ với hàng hóa tới trước 
(3) tay quay rời ray và đưa tới trước, lặp lại chu kỳ 
Kinesin có 2 đầu bám, cơ chế “tay nối tay” (leo dây, luôn có một đầu dính vào vi ống) 
(1) đầu 1 đưa tới trước, liên kết tubulin 
(2) nhờ điểm tựa, động cơ đưa hàng tới trước 
(3) đầu 2 tới trước, thực hiện bước kế tiếp 
Hai đầu của động cơ không đồng thời ở trước 
3- Hoạt động của vi sợi và sợi trung gian 
Hoạt động của vi sợi 
Các protein vận động của sợi actin đều thuộc nhóm myosin: 
* myosin-II trong tế bào cơ xương 
* myosin-I trong các tế bào khác 
Đuôi myosin I dính màng plasma hay sợi actin để chuyển sợi actin hay bóng màng 
Sự di chuyển tế bào (sự trườn amip) 
Giống sự bước: 
(1) một chân đưa tới trước 
(2) bàn chân chạm đất 
(3) lực cơ chân giúp chuyển cơ thể tới trước 
(4) chân 2 đưa tới trước... 
Sự trườn của tế bào (theo cách bước) 
(1) tạo gờ trước 
(2) protein màng gờ trước dính thể nền 
(3) tế bào chuyển tới trước 
(4) phá vỡ vị trí dính, gờ sau co rút...	 
Giải thích sự nhô tới của màng plasma 
 Actin phóng thích ở đầu trong, gắn vào đầu ngoài 
 Myosin giúp các vi sợi ngoại vi trượt về trước 
 Nhập bào phía sau, xuất bào phía trước. 
Trạng thái động học của actin 
Phân tử actin có dạng vỏ sò. 
Liên kết ATP  mở  vào chuỗi 
Thủy giải ngay ATP  đóng  khử trùng hợp. 
Thymosin, protein che phủ các vị trí dính actin hay trao đổi ADP/ATP (kiểm soát trùng hợp) 
 Bao quanh nhân và kéo dài ra ngoại vi 
 Tạo phiến nhân dưới bao nhân (chừa các lỗ) 
Sợi trung gian 
Làm bền cơ học ở phần lớn tế bào động vật 
4. Cử động nguyên phân 
Prometaphase 
 2 nửa thoi về 2 cực nhờ động cơ hướng về đầu + (1) 
 Nhiễm sắc thể dao động nhờ động cơ hướng về đầu - ở kinetochore (2) và động cơ hướng về đầu + ở kinetochore và trên nhiễm sắc thể (3). 
Metaphase 
Nhiễm sắc thể dao động ở mặt phẳng xích đạo nhờ hoạt động tới lui của các động cơ ở kinetochore (4). 
Anaphase 
Nhiễm sắc thể về các cực nhờ các động cơ hướng về đầu - ở kinetochore, khi các vi ống khử trùng hợp (5).