在细胞生物学的发展中,随着电子显微镜和染色技术的应用,除了不断认识各种细胞器的结构和功能以外,还发现在细胞质中有一个二维的网络结构系统,这个系统被称为细胞骨架。细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构,主要由三类蛋白纤维构成,即微管,微丝和中间纤维。组成微管的基本成分是微管蛋白,组成微丝的基本成分是肌动蛋白,组成中间纤维的基本成分相对复杂一些,包含一类纤维蛋白家族。通常微管主要分布在核周围,呈放射状向细胞质四周扩散,微丝主要分布在细胞膜的内侧,而中间纤维则分布在整个细胞。虽然细胞骨架各成分在细胞质中的分布有一定的规律性,但不是绝对的,随着细胞类型或发育时期的不同会发生相应的变化。
(1)它在细胞内形成一个框架结构,为各种细胞器提供附着位点,将细胞器组成各种不同的体系和区域网络,保证了各细胞器生命活动正常有序地进行。(2)细胞骨架为细胞内的物质和细胞器的运输及运动提供机械支撑。例如,由内质网产生的囊泡向高尔基体的运输,通常由细胞骨架提供运输轨道。(3)为细胞运动提供机械动力。细胞上的纤毛和鞭毛主要由细胞骨架构成。
(4)参与细胞分裂。有丝分裂中的两种主要事件,即核分裂和胞质分裂都与细胞骨架相关。这主要是由于有丝分裂中的纺锤体是由微管形成的,而胞质分裂中的缢缩环是由微丝形成的。