第八章细胞核-J

.,细胞生物学教研室白晓春教授、博士生导师研究方向：骨代谢调节肿瘤细胞信号转导Telemail:baixc15,同学们好,.,第八章细胞核,.,概述第一节核被膜第二节染色质和染色体第三节核仁第四节核基质第五节细胞核的功能第六节细胞核与疾病,内容,.,细胞核(nucleus),.,概述：所谓细胞核通常是指间期核发现：1781年Trontana形状：圆形、椭圆或分支位置：中央或边缘数目：0、1或多个大小：5-10mM核质比：核质比=核体积/细胞体积核体积,.,细胞核形状、数目,.,细胞核数目：破骨细胞,.,细胞核位置：脂肪细胞,诱导前,诱导后,.,肿瘤细胞核质比增加,Con,MNU,AA,.,概述生物进化的产物原核生物与真核生物的主要区别是遗传物质贮存、复制、转录的场所细胞内各种生化活动的调控中心真核细胞最大、最重要的的细胞器,.,.,一、核膜的结构,外核膜（outernuclearmembrane),内核膜（innernuclearmembrane),核周间隙（perinuclearspace),核孔（nuclearpores),核纤层（nuclearlamina),第一节核膜,.,（一）内、外核膜和核周间隙,.,.,形似粗面内质网,与微管、微丝相连,外核膜,外核膜,.,内表面附着核纤层。,内核膜,核纤层,内核膜,.,2040nm,充满蛋白质和酶。与内质网有临时通道。,核周间隙,核周间隙,.,核膜上的圆形小孔，是核质的通道，不与核周隙相通数量与代谢有关。,核孔,（二）核孔,.,核孔复合体,(nuclearporecomplex,NPC）,.,.,核孔复合体结构模型,.,NPC结构模型,捕鱼笼状(Fish-frap)含gp210、p62等数百种蛋白胞质环，外环孔颗粒8核质环，内环孔颗粒8辐8柱状亚单位腔内亚单位环带亚单位中央栓1,.,NPC结构模型,.,核膜的化学组成？,.,（三）核纤层（nuclearlamina）,.,核纤层,染色质,核纤层的结构,.,Thestructureoflamin,.,核纤层的功能,1核支架2核膜重建与染色体凝集3DNA复制,.,参与有丝分裂时核被膜解体与重建,.,二、核膜的功能,（一）核膜为基因表达提供了时空隔离屏障,（二）核膜参与了生物大分子的合成,.,（三）核质之间的物质运输,1.被动扩散无机离子和小分子物质可以自由通过。,2.主动运输大分子物质通过核孔复合体的主动运输。,.,组蛋白，DNA聚合酶，RNA聚合酶，核糖体蛋白,主动运输,RNA，核糖体亚基,被动运输,012,离子，小分子,.,核质之间的物质运输方式,.,.,亲核蛋白的核输入核定位信号(nuclearlocalizationsignal，NLS)亲核蛋白通过NPC入核转运过程示意图importin-a、b；Ran-GTP,.,入核转运过程示意图,.,RNA及核糖体亚基的核输出,胶体金颗粒tRNA或5SrRNA,注入,蛙卵核内,细胞质,RNP:ribonucleoproteinNES:(nuclearexportsignal)Exportin,.,转录产物RNA的核输出,.,转录产物RNA的核输出,.,由DNA、组蛋白、非组蛋白及RNA等组成的复合体遗传信息的载体同一种物质在细胞周期不同时期中不同的存在形式。,染色质：间期核内伸展开的DNA蛋白纤维。染色体：高度螺旋化的DNA蛋白纤维，细胞分裂期,第二节染色质和染色体(chromotinandchromotosome),.,染色质与染色体,.,一、染色质的化学组成,核酸,蛋白质,成分,DNA,RNA,组蛋白,非组蛋白,所占比例,1,0.050.1,1,0.51.5,.,染色质DNA遗传信息载体、一条线性DNA分子基因组(genome)。,.,（一）DNA,单一序列（uniqueseq.),中度重复序列（middlerepetitiveseq.),高度重复序列（highlyrepetitiveseq.),.,(二)组蛋白(histone),.,组蛋白的分类及特性,种类,赖氨酸/精氨酸,残基数,分子量(kD),保守性,存在部位及结构作用,H1,存在于核心颗粒，形成核小体,存在于核心颗粒，形成核小体,存在于核心颗粒，形成核小体,存在于核心颗粒，形成核小体,29.00,215,23.0,低,高,高,极高,极高,H2A,H2B,H3,H4,1.22,129,14.0,2.66,125,13.6,0.77,135,15.3,0.79,102,11.3,存在于连接线上,核小体蛋白，帮助DNA卷曲形成核小体,.,组蛋白的化学修饰,乙酰化：可改变赖氨酸所带的电荷，降低组蛋白与DNA的结合，调节转录的进行。,磷酸化：同乙酰化,甲基化：可增强组蛋白和DNA的相互作用，调节转录活性,.,(三)非组蛋白,组蛋白以外染色质结合蛋白的总称*数量少，种类多*可与特异DNA序列结合*协助DNA折叠，参与启动DNA复制、调控基因转录与表达,.,二、常染色质与异染色质,.,常、异染色质的区别,常染色质,异染色质,螺旋化程度,低,高,染色,较浅,较深,间期,核中央,核边缘,分裂期,染色体臂,着丝粒区和端粒区,活性,常转录,很少转录,复制时间,S早、中期,S晚期,高,较深,核边缘,.,兼性异染色质,巴氏小体X小体性别鉴定,.,三、染色质组装成染色体,（一）核小体(nucleosome)是染色质的一级结构,.,核小体,.,球状组蛋白核心,DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈）,H2A,H2A,H2B,H2B,连接DNA（60bp）,核小体,核心部,连接部,DNA分子：140160bp、1.75圈,组蛋白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚体,组蛋白：H1,DNA分子：60bp,核小体,.,压缩了7倍,.,核酸酶消化染色质，分析结果,.,(二)螺线管染色质二级结构,每圈个核小体，压缩倍，参与,.,染色质的二级结构螺旋管,.,螺旋管核小体,.,(三)螺线管进一步包装,DNA7倍核小体（一级结构）6倍螺旋管（二级结构）40倍超螺旋管（三级结构）5倍染色单体（四级结构）,.,.,放射环模型,.,.,四、染色体的形态结构(中期),.,（一）染色体的形态结构,染色单体,次缢痕,短臂（p）,长臂（q）,随体,常染色质区,异染色质区,主缢痕（初级缢痕）,.,染色体的主要结构,着丝粒(centromere)与着丝点(动粒，kinetochore)次缢痕随体(satellite)端粒(telomere)核仁组织区：,.,着丝粒：未复制的高度重复的DNA着丝点(动粒)：为主缢痕处的特殊蛋白质结构，分为动粒、中央、配对结构域。,动粒与着丝粒,.,染色体类型,中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体亚端着丝粒染色体、端着丝粒染色体,.,端粒富含的端粒DNA和蛋白质组成，维持染色体的稳定性与完整性,.,端粒：染色体线性DNA分子末端端粒酶：RNA与蛋白质复合体、有逆转录酶活性,.,ElizabethH.Blackburn伊丽莎白-布莱克本,CarolW.Greider卡罗尔-格雷德,JackW.Szostak杰克-绍斯塔克,UniversityofCaliforniaSanFrancisco,CA,USA美国加州大学旧金山分校,JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,MD,USA巴尔的摩约翰-霍普金斯医学院,HarvardMedicalSchool;MassachusettsGeneralHospitalBoston,MA,USA;哈佛医学院,.,端粒(telomere)、着丝粒(centromere)、复制源序列(replicationorigin),（二）染色体稳定遗传的功能序列,.,核仁组织者区,rRNA基因，13、14、15、21、22号染色体，次缢痕区,.,（三）人类的正常核型,。,核型(Karyotype)：一个体细胞中的全部染色体，按其大小和形态特征排列所构成的图像。,.,采血接种培养秋水仙素处理收集细胞低渗固定制片染色观察,染色体标本