原創 十全鬥 微亞實驗室
編者的話：自2024年1月1日起，本微信公眾號「十全鬥」被授權在「今日頭條「、」知乎」等互聯網資訊平台上刊登中國生物醫學電子顯微鏡獨立科研機構 —— 微亞實驗室的科普文章，敬請關註。相關超微結構學術研討和生物醫學電鏡技術交流等事宜，請直接與微亞實驗室聯系。
微管(MT)是由球狀微管蛋白組成，它以α-和β-微管蛋白亞基的二聚體形式出現。α-和β-微管蛋白亞基就像是兩塊積木，兩者相間排列，構成一條原纖絲，有13根這樣的原纖絲繞成了一個環，就是一根微管，又叫單微管。
圖1 苜蓿根細胞中綠色熒光蛋白(GFP)標記的微管與微管結構模式圖
既然有單微管，那有雙微管和三微管嗎？
當然有，只是大家一般叫雙微管叫做二聯微管，三微管叫做三聯微管。
為什麽不這樣稱呼呢？多加一個字，難道不麻煩嗎？
實際上，二聯微管並不是13+13根原纖絲，而是13+10根共23根；三聯微管並不是13+13+13根原纖絲，而是13+10+10根共33根，「雙」或「三」微管容易讓人把它們想成是兩個或三個單個微管。
或許，你還會問，為什麽是13，不是12或14根原纖絲呢？
那麽，請讓你的耳朵向我靠近一些，這是一個秘密，你可不能告訴其他人！
那是因為，咳咳......第一點，13這個數碼非常的奇妙，它是12和14之間的自然數，同時還是奇數、質數。第二點，在中國，數碼13是一個吉祥、高貴的數碼：佛教裏的13是大吉數，代表功德圓滿；13又是帝王之數，皇帝腰帶的玉枚制式的就是十三枚，象征著帝王的權力至高無上。所以，13這個數碼意義重大，因此微管是由13根原纖絲組成的，它才能圓滿了，比較吉祥。以上是作者開了個玩笑，切莫當真。因為忌諱，西方人千方百計避免和「13」接觸。在西方國家，人們很難找到13號樓和13號的門牌，電影院中你找不到13排和13座位，他們也忌諱13號出門，13人同席就餐更是會要了他們的命一樣。
那到底為什麽是13呢，研究顯示，微管形成起始於中心體上的γ-微管環狀復合物，這個復合物主要由14個γ-微管蛋白組成，其中第1個與第14個是上下重疊的，所以在橫截方向上就有13個位點，每一個γ-微管蛋白與微管的α-蛋白特異結合，最後微管的13條原纖絲就在此位點生長，該復合物決定了微管原纖絲的數目和極性。
圖2 γ-微管環狀復合物(含14個γ-微管蛋白，Wieczorek M 2019)與微管生長
圖3 單微管、二聯微管與三聯微管的結構模式圖
單微管常見於散在細胞質、有絲分裂時期以及神經元中的微管等，大部份細胞質性的微管都屬單微管，這類微管易受低溫、Ca和秋水仙素影響而解聚。二聯微管見於纖毛或鞭毛的周圍微管，對低溫、Ca和秋水仙素較不敏感，但在超聲波或高壓處理時仍會解聚。三聯微管見於中心粒和基體，最為穩定。
同微絲一樣，微管的組裝是指由微管蛋白二聚體組合成微管的特異性和程式性過程。相反，由微管解離成為微管蛋白二聚體的過程稱去組裝。微管在適當條件下或在進行功能活動時，組裝與去組裝狀態在細胞內可相互轉換，以達到微管在數量及分布等方面的動態平衡。所以說，微管也會發生「踏車行為」。
圖4 微管組裝與去組裝
微管在植物細胞中發揮著許多重要作用，主要是其在核分裂時染色體運動和胞質分裂時細胞板形成中的作用，但在間期細胞中，它們通常局限於細胞外周。微管還參與了植物細胞壁的纖維素的定向和沈積，有些在細胞壁沈積之前為細胞形成特定的形狀。
圖5 洋蔥根尖間期與分裂期細胞中的微管分布
圖6 TEM下細胞壁與周圍橫向排列的微管（右上放大可見13根原纖維絲）
在細胞的整個生命周期中，微管反復地分解（解聚）和重組（聚合），以適應細胞形狀的變化或對應激的反應。在一個成熟的、非分裂的細胞中，微管系統在整個細胞質中形成一個網絡，主要與用於初生細胞壁生產的纖維素合成機制的方向一致。
到此，我們把植物細胞中幾乎所有的胞器結構與功能都有了一個大致的了解。接下來，我們還得看看在植物細胞中積累的一些貯藏物，它們與我們的日常飲食息息相關。
微亞實驗室創始人李伯勤教授參與編輯寫作的生物醫學電鏡新著【生命科學中的電子顯微鏡技術】
微亞實驗室簡介
微亞生物科技有限公司是國內生物醫學電鏡領域的專業測試機構，是從事超微結構研究的獨立實驗室，是電鏡技術互動交流的平台。在這裏，微亞實驗室可以協助您完成：相關科研課題設計、樣品制備、各種染色、電鏡觀察，以及超微結構影像的解讀和分析。
