细胞生物学翟中和编 第十章-细胞核与染色体 -ppt课件

.是真核细胞中最大和最重要的细胞器，细胞核，核质比=细胞核(体积)/细胞质(体积)，大多数细胞的核质比约为10%，细胞核的变化是病理条件下细胞坏死的主要标志，与正常细胞相比，肿瘤具有较高的核质比，大小和形状不均匀，形状异常，核形状不规则。是真核细胞中最大和最重要的细胞器，细胞核，细胞遗传和代谢的调节中心，是真核细胞不同于原核细胞的最重要标志之一，电镜照片中的核结构、核结构模式图、核包膜、核膜，也称核膜，是围绕核物质的不对称双层膜，是整个内膜系统的一部分。包裹在细胞核外的双层膜结构在细胞核内形成特殊的微环境，保护DNA分子不受损伤，在空间和时间上分离出DNA复制和RNA翻译表达，染色体位于核膜上，有利于子核的解卷、复制、浓缩和均匀分布。核外壳也是核物质交换的通道。核膜，核膜，外核膜，核周间隙，内核膜，核膜-外核膜：附着在粗面内质网上的核糖体。外核膜被认为是粗面内质网的一个特殊区域，有利于核膜和内质网之间的物质交换和核膜的更新。外核膜外表面有网状中间纤维，与细胞质中细胞核的位置有关。核膜与核膜外核膜之间的间隙为20-40纳米，与粗面内质网腔相通，腔内电子密度低，一般无固定结构。含有多种蛋白质酶和其他液态无定形物质。核周间隙与内质网相通，是核与细胞质之间物质交流的重要通道。核膜-外核膜核膜核膜间隙核膜：朝向核质量，光滑表面，无核糖体附着。内核膜包含核纤维层蛋白B受体，其为核纤维层蛋白B提供结合位点，从而将核包膜固定在核纤维层上。核被膜、核孔复合体、提取核孔复合体胞质表面结构、提取核孔复合体核表面结构、核被膜-核孔复合体结构模型，电镜观察，核孔为圆形或八角形，结构类似于捕鱼器，主要包括以下几个部分：胞质环：位于核孔复合体的胞质侧，环上有8条纤维延伸至胞质；(2)核环：位于核孔复合体的核侧，有8根纤维突出，纤维末端与端环相连，形成笼状结构；(3)栓：核孔中心的一个栓状中央颗粒；(4)轮辐：核孔边缘向核孔中心的投影。据推测，100多种不同的多肽和1000多种蛋白质分子统称为核孔蛋白(Nup)。酵母中已鉴定出30多种，脊椎动物中已鉴定出10多种。核膜-核孔复合体的结构模型成分主要由蛋白质组成。核包膜-核孔复合结构模型组件功能：双功能和双向亲水核物质交换通道，被动扩散，主动转运，特殊跨膜转运蛋白复合物，双功能和双向。首先，被动扩散指的是通过自由扩散或辅助扩散将物质从高浓度转运到低浓度。运输的驱动力来自物质的浓度梯度，细胞不需要提供代谢能量。胶体金颗粒通过核孔，核孔中心通道的直径估计为12.5纳米。作为被动扩散的亲水通道，核孔复合体的有效直径为9-10纳米，有些可以达到12.5纳米，即直径小于10纳米的离子、小分子和物质原则上可以自由通过。核孔复合材料运输-被动非洲爪蟾卵母细胞核胞质蛋白注射试验的核定位信号：亲核蛋白通常含有特殊的氨基酸序列，而这些含有特殊短肽的蛋白质保证了整个蛋白可以通过核孔复合体转运到细胞核中。这种特殊的氨基酸序列被命名为核酸序列(NLS)。第一个被证实的NLS病毒是SV40病毒的T抗原，它在细胞质中合成后迅速在细胞核中积累。它的NLS是亲赖赖-赖-赖-阿-赖-瓦尔。即使一个氨基酸被取代，它也会失去功能。NLS由4-8个氨基酸组成，含有脯氨酸、赖氨酸和精氨酸。对其所附着的蛋白质没有特殊要求，并且在核输入完成后不会被切除。嘿。(4)转运复合物与冉-GTP(小分子GTP酶)结合，复合物溶解，释放亲核蛋白；亲核蛋白从细胞质向细胞核输入的过程图，亲核蛋白通过NLS和NLS受体结合，即导入/二聚体结合；形成一个运输综合体。(2)运输复合物结合到核孔复合物的细胞质环上的纤维上；(5)导入结合冉-GTP输出核，冉-GTP结合冉在细胞质中水解形成冉-GDP并与导入解离。冉-国内生产总值回到核心，再转换成冉-GTP。(3)运输复合体通过改变其构象的核孔复合体从细胞质表面转移到核表面。核纤维层概念：核纤维层是一种高电子密度的蛋白质网络结构，结合在核膜内表面，由中间纤维交织而成，在所有真核细胞中都很常见。一般约10-20纳米厚。B、C、A、外核膜、内核膜、核纤维层蛋白、染色质纤维、细胞质、受体、核纤维层结构模式图，组成：三种中间纤维多肽交织在一起，分别称为核纤维层蛋白A、B、C，形成一层网状结构。b与内膜结合，a和c与染色质结合。(1)保持核孔的位置和核包膜的形状；(2)为间期染色质提供附着位点；(3)有丝分裂与核膜的解体和重建有关。染色质：在光学显微镜下，在间期细胞核中可以看到一种具有强嗜碱性的物质。它是由脱氧核糖核酸、组蛋白、非组蛋白和少量核糖核酸组成的线性复合结构。它是遗传物质的存在形式。染色质，染色质是细胞生命活动的基础，染色质成分，脱氧核糖核酸组蛋白非组蛋白少量核糖核酸，脱氧核糖核酸和组蛋白是染色质的稳定成分，非组蛋白和核糖核酸的含量随着细胞生理状态的不同而不同。染色质-成分-脱氧核糖核酸，所有具有细胞形态的生物都有它们的遗传物质脱氧核糖核酸，只有少数病毒有它们的遗传物质核糖核酸，人类基因组计划(HGP)、曼哈顿原子弹计划、阿波罗计划和三大科学项目被称为。人类基因组计划简介人类基因组计划(HGP)由美国科学家于1985年首次提出，并于1990年正式启动。来自美国、英国、法兰西共和国、德国、日本和中国的科学家共同参与了这个耗资30亿美元的人类基因组计划。根据该计划，到2005年，人体内大约10万个基因的所有编码都将被解开，人类基因的谱图将被绘制出来。换句话说，这是为了揭开构成人体10万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组计划简介人类基因组计划从1990年开始到2003年结束，历时13年。最新的分析报告：基因组序列包含28.5亿个核苷酸，接近完成，覆盖了99%以上的常染色质基因组序列。人类基因组图谱的精确版本，精确度为99.999%，误差小于1/100，000，即误差率仅为1/100，000。而且还进一步修正了蛋白质编码基因的数量，只有20，000到25，000个，而不是最初估计的100，000个。秀丽隐杆线虫是一种低等动物，仅1毫米长，生命周期只有几天，但它的基因组包含大约19，500个基因。最新研究结果显示，项研究表明，黑猩猩与人类基因组之间的DNA序列相似性达到99%，环球科技 2009涵盖：为什么人可以是人，DNA、磷酸和脱氧核糖核酸的分子结构构成了分子的基本框架，与之相连的碱基对随机分布，从而形成了DNA分子结构的复杂性和多样性。在这个复杂多样的DNA分子中，有无数的生物学遗传信息。DNA的每个片段都是基因吗？脱氧核糖核酸的分子结构具有三种不同构象的脱氧核糖核酸的双螺旋是右旋螺旋，每圈有10.9个碱基。Z-DNA:左手螺旋，每圈12个碱基。乙-脱氧核糖核酸：沃森克提出的右旋螺旋模型，每个螺旋有10个碱基。在人类基因组DNA中，每个体细胞中有2套染色体(2n)，因此包含的DNA由两个基因组组成。每个单倍体基因组包含约3.2109bp。人类基因的平均长度为1-1.5kb，因此基因组大到足以编码1.5106个蛋白质，但实际上只有20，000-25，000个编码蛋白质的结构基因，仅占总基因组的2%-3%。高度重复序列在每个基因组中包含至少105个拷贝，每个重复单元的长度约为10-300 bp，卫星DNA，重复单元长度为5-100bp，小卫星DNA，重复单元长度为12-100bp，高度重复DNA序列(占脊椎动物基因组的10%)，微卫星DNA，重复单元长度为1-5bp。高度重复和中度重复的单个序列约占基因组的60%-65%，其中只有约10%是基因和基因相关序列。与DNA的结合没有序列特异性。染色质成分，脱氧核糖核酸组蛋白非组蛋白少量的核糖核酸，非组蛋白主要是指与特定的脱氧核糖核酸序列结合的蛋白质，所以它也被称为序列特异性脱氧核糖核酸结合蛋白质。非组蛋白大多是酸性的。凝胶滞后实验。非组蛋白特征，螺旋-转角-螺旋锌指Leu拉链螺旋-环-螺旋，不同结构模式的非组蛋白特异性结合的DNA，根据其形态特征、活动状态和染色质表现，常染色质和异染色质、间期染色质分为常染色质和异染色质两种类型。常染色质：指间期细胞核中的染色质纤维，折叠和压缩程度低，相对拉伸，用碱性染料染色时颜色较浅。构成常染色质的DNA主要是单序列DNA和中等重复序列DNA。2.常染色质是基因转录的必要条件，而不是充分条件。异染色质是指间期细胞核中的染色质纤维高度折叠和压缩，相对处于浓缩状态，用碱性染料染色时颜色较深。异染色质可分为结构性异染色质：在所有类型的细胞中，除了复制期外，它们在整个细胞周期中都处于浓缩状态，并且DNA组装比率基本上是染色质，在整个细胞周期中没有显著变化。兼性异染色质：在某些细胞类型或某些发育阶段，原始的常染色质浓缩并失去基因转录活性，成为异染色质。在雌性哺乳动物体细胞的细胞核中，两条X染色体中的一条在发育早期随机地经历异染色质化和失活，形成梭形细胞。兼性异染色质的总量因细胞类型不同而不同。通常，胚胎细胞的数量很少，而高度特化细胞的数量很大。这表明随着细胞的分化，更多的基因在浓缩状态下逐渐关闭，因此它们不能再接近基因激活蛋白。一个网球怎么能包含2公里长的细线呢？人体每个体细胞中所含的DNA约为6x109bp，分布在46条染色体上，总长度为2m。每条染色体的平均长度约为5米，而细胞核的直径只有5-8微米。这意味着染色质DNA组装成染色体需要被压缩近一万次，这相当于一个包含2公里长细线的网球。，染色质的基本结构单位-核小体，盐处理前后染色质丝的电子显微照片A:天然结构：30纳米原纤维b:解聚珠状结构，核小体的关键点：1。每个核小体单位包括大约200bp的DNA链、一个组蛋白八聚体和一个组蛋白H1分子、核小体-念珠模型。核小体的要点：2。组蛋白八聚体形成核小体的盘状核心颗粒，核小体由四个异二聚体组成，包括两个H2A、H2B和两个H3和H4组蛋白。核小体-念珠模型，核小体的关键点：组蛋白八聚体周围的3.146bp超螺旋的DNA分子是1.75倍。组蛋白H1将另外20 bp的DNA结合到核心颗粒上，锁定核小体DNA的入口和出口端，并在稳定核小体中发挥作用。核小体-念珠模型，核小体的要点：4。两个相邻的核小体通过连接的DNA连接在一起，典型的长度为60bp，不同的种类从0到0-80bp不等。组蛋白和DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本上不依赖于特定的核苷酸序列。核小体-蔷薇型，核小体，核小体核心颗粒直径为10纳米，排列成一串形成10纳米染色质丝。核小体和螺线管的结构，多级螺旋模型骨架-辐射环结构模型，DNA核小体螺线管？染色质组装的前期过程被大多数科学家所认识，染色质组装的多级螺旋模型，DNA核小体螺线管超级螺线管染色体，一级结构，二级结构，进一步螺旋，三级结构，四级结构，染色体骨架-辐射环结构模型，染色体骨架图，由非组蛋白组成的染色体骨架和从骨架中伸出的无数的DNA侧环，染色体骨架-辐射环结构模型，染色体骨架-辐射环结构模型：30纳米螺旋管形成DNA复制环，每18个复制环排列在径向平面上，并结合在核基质(核骨架)上形成微带(三级结构)，约106个微带沿纵轴形成亚染色体。DNA核小体螺线管(辐射环)微带染色体，染色质结构和基因激活在第三节，染色质根据不同的功能状态可分为活性染色质和非活性染色质。活性染色质：具有转录活性的染色质。大约占基因总数的10%。非活性染色质：没有转录活性的染色质。大约占基因总数的90%。活性染色质的主要特征如下：1 .活性染色质具有脱氧核糖核酸酶过敏位点(指当染色质用低脱氧核糖核酸酶处理时首先出现的一些特定位点)。这些特定位点被称为脱氧核糖核酸过敏位点)。过敏位点是染色质上没有核小体的DNA片段，通常位于5-启动子区，长度为100-200bp，是启动转录所必需的。它可以为核糖核酸聚合酶、转录因子和调节因子提供结合位点。2.活性染色质很少与组蛋白H1结合。3.组蛋白乙酰化程度高。4.核小体组蛋白H2B很少被磷酸化。5.H2A有几个变体。6.6的变体。H3只存在于活跃的染色质中。7.HMG14和HMG17(非组蛋白之一)只存在于活性染色质中。