细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,由主要的三类蛋白纤丝(filamemt)构成,包括微管、肌动蛋白纤维和中间纤维。
细胞骨架对于维持细胞的形态结构及内部结构的有序性,以及在细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分化等一系列方面起重要作用。
①作为支架(scaffold),为维持细胞的形态提供支持结构,例如红细胞质膜的内部主要是靠以肌动蛋白纤维为主要成分的膜骨架结构维持着红细胞的结构。
②在细胞内形成一个框架(framework)结构,为细胞内的各种细胞器提供附着位点。细胞骨架是胞质溶胶的组织者,将细胞内的各种细胞器组成各种不同的体系和区域网络。
③为细胞内的物质和细胞器的运输/运动提供机械支持。例如从内质网产生的膜泡向高尔基体的运输、由胞吞作用形成的吞噬泡向溶酶体的运输通常都是以细胞骨架作为轨道的;在有丝分裂和减数分裂过程中染色体向两极的移动,以及含有神经细胞产生的神经递质的小泡向神经细胞末端的运输都要依靠细胞骨架的机械支持。
④为细胞从一个位置向另一位置移动提供支撑。一些细胞的运动,如伪足的形成也是由细胞骨架提供机械支持。典型的单细胞靠纤毛和鞭毛进行运动,而细胞的这种运动器官主要是由细胞骨架构成的。
⑤为信使RNA提供锚定位点,促进mRNA翻译成多肽。用非离子去垢剂提取细胞成分可发现细胞骨架相当完整,许多与蛋白质合成有关的成分同不被去垢剂溶解的细胞骨架结合在一起。
⑥参与细胞的信号传导。有些细胞骨架成分常同细胞质膜的内表面接触,这对于细胞外环境中的信号在细胞内的传导起重要作用。
⑦是细胞分裂的机器。有丝分裂的两个主要事件,核分裂和胞质分裂都与细胞骨架有关,细胞骨架的微管通过形成纺锤体将染色体分开,而肌动蛋白丝则将细胞一分为二。