《细胞核多媒体》PPT课件

1、细胞核,第四节 核基质,第一节 核膜和核孔复合体,第二节 染色质及染色体,第三节 核仁,细胞核的出现是生物进化史上一极重要的转折点。原核细胞与真核细胞最主要的差别在于无完整的细胞核,生命的基本单位 细胞,细胞核由核膜、核仁、染色质(染色体)和核基质组成，是细胞内遗传信息贮存、复制和转录的场所，也是细胞 功能及代谢、生长、增 殖、分化、衰老的控制 中心,细胞核贮存遗传信息，是细胞内DNA复制的RNA转录的中心，也是细胞生命活动的控制枢纽,细胞核的形状一般与其细胞的形态相适应。 细胞核的大小、位置和数量常因细胞的类型不同而有很大差异。 核质比=细胞核的体积（V）/细胞质的体积（V） 核质比常有一个

2、比较恒定的数值，可作为细胞病变的指标。核质比大表示核大，核质比小则表示核小。 真核细胞通常只有一个细胞核，但肝细胞、软骨细胞、破骨细胞、肾管细胞、肠系膜间皮细胞等可有几个到多个核,示电镜下的细胞核,细胞核的结构组成,核膜 染色质 核仁 核基质,示细胞核的结构模式图,第一节 核膜与核孔复合体,核膜外层(与内质网相连续,上有核糖体附着) 核膜内层(有核纤层附着) 核间隙(与内质网腔相通) 核孔复合体(核-质物质交换结构,核膜的功能: 保护DNA分子,维护核内环境的稳定 调控核内外的物质交换,一、核膜,核膜的结构,动画,二、核孔复合体,八对孔环颗粒 八个边围颗粒 一个中央颗粒 一层隔膜 一些细丝,核

3、孔复合体的结构组成,核孔复合体的功能: 调控核内外大分子物质的出入,动画,核膜胞质面 核膜核质面,三、核纤层,内层核膜靠核质的一侧有一层蛋白(V型中间丝蛋白)组成的纤维网络结构，向外与内膜上的镶嵌蛋白相连;向内与染色质上的特异部位相结合,核纤层的功能,支持核膜,固定核孔位置; 为染色质提供附着点; 与核膜的裂解和重建有关,第二节 染色质与染色体,染色质(chromatin): 指间期细胞核内能被碱性染料 染色的物质.故名,何为染色质,一、染色质的化学组成,染色质=蛋白质+DNA 组蛋白:H1 H2A H2B H3 H4 高度保守 可进行乙酰化、磷酸化及甲基化等修饰而 改变基因的转录活性 非组蛋

4、白:种类多 有种属和组织特异性 为转录调控因子,一）DNA,双螺旋结构 3种序列：单一序列；中度重复序列（1015）；高度重复序列（105,带正电荷，为结构蛋白，共5种，分为： 核心组蛋白（core histone）：H2A、H2B、H3、H4； 连接组蛋白（linker histone）：H1,二）组蛋白,序列特异性DNA结合蛋白。特性： 带负电，属酸性蛋白。 整个细胞周期都合成，组蛋白只在S期合成。 能识别特异DNA序列，结合靠氢键和离子键。 功能：帮助DNA折叠、复制；调节基因表达,三）非组蛋白,二、从DNA到染色体,核小体（nucleosome）：一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DN

5、A两部分组成，通过酶消化实验建立。 核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1,由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒； DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合,相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA,在低盐亲水介质中展开的染色质，示串珠状的核小体（JA，Gall 1981,核小体,核心颗粒,核心,DNA连接部,动画,A,B,核小体与核小体连接形成串珠状的染色质,动画,螺旋管顶面观,二级结构：螺线管,三级结构-超螺线管,超螺线管直径为300nm，长约11一60um,染色质的组装,动画,三、染

6、色质的类型,间期核中的染色质，根据其螺旋化程度及染色程度分为常染色质和异染色质两类。 常染色质 异染色质 间期染色程度 染色浅 染色深 分布 核中央 核膜附近 螺旋化程度 低 高 呈疏松状态 呈凝集状态 DNA序列 单一序列和 高度重复序列 部分重复序列 功能状态 活跃的DNA分子部分 不活跃的DNA分子部分 进行转录和翻译 不能转录和翻译,染色质与染色体是同一物质在不同时期的两种形态。 染色质存在于间期, 染色体仅存在于分裂期。 分裂期染色体的形成是为了遗传物质的平均分配,雌性哺乳动物细胞中一条异固缩化的X染色体。 人的胚胎发育到16天以后出现巴氏小体,barr body,巴氏小体,染色单体

7、 在着丝粒处相连,互称为 姐妹染色单体。 着丝粒和动粒 着丝粒位于两条染色单体连接处,将染色体分为两个臂。 动粒（着丝点）是着丝粒周围有蛋白质性质的盘状结构，可直接连接纺缍丝，是纺缍丝的附着区域。 主缢痕和次缢痕 染色体臂 长臂（q) 短臂（p）。 随体 在有些染色体的短臂近末端，有一棒状或球状的结构，称随体。 端粒 是染色体末端的特化部位,四、染色体的形态特征,Telomere(in green,染色体的数目和核型,生物的染色体数目相对恒定,在体细胞中染色体成对存在,称为二倍体，用2n表示.在生殖细胞中,染色体数目为体细胞的一半,称为单倍体,用n表示。人体细胞染色体数目为46条（2n46），

8、单倍体为23条（n23,核型：根据染色体的相对大小、着丝粒的位置、臂的长短，随体的有无等特征，把某种生物体细胞中的全套染色体按一定顺序分组排列起来，就构成了这一物种的染色体组型，即核型。（正常人的46条染色体分为A-G七组,A,B,C,D,E,F,G,人类染色体核型分组及形态特征,组号 染色体号 形态 着丝粒位置 随体 次缢痕 A 1-3 大 中 无 1 B 4-5 亚中 无 C 6-12+X 亚中 无 9 D 13-15 顶端 有 13 E 16-18 近端 无 16 F 19-20 中 无 G 21-22+Y 小 顶端 有,第三节 核仁,间期细胞核内呈圆球形的结构，一般12个。功能是转录r

9、RNA和组装核糖体单位。 蛋白合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和较多的核仁，反之核仁很小或缺如。 核仁在分裂前期消失，末期又重新出现,细胞核中形成核糖体的结构 光镜下为细胞核中均质 无包膜的球形小体. 一个或多个. 位于核中央或边缘,核仁,一、核仁形态,纤维中心FC：是致密纤维包围的低电子密度的圆形结构，主要成分为RNA聚合酶和rDNA。 致密纤维组分DFC：呈环形或半月形包围FC，由致密纤维构成，是新合成的RNP。 颗粒组分GC：由直径15-20 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的RNP,一、核仁的结构,Nucleolus,核仁相随染色质,核仁周围染色质(异染色质) 核仁内染色质(常染色质,

10、为rDNA,又称核仁组织区NOR,何为核仁组织区,核仁组织区(NOR):是存在于细胞内特定染色体次缢痕处，含有主要rRNA（18S和28S rRNA ）基因的一个染色体区段,核仁是由核仁组织区延伸的DNA环形成,NOR,二、核仁周期,核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化（形成和消失）。 有丝分裂进入前期，染色质凝集，核仁变小，核仁的颗粒组分和纤维组分消失。当核膜破裂进入中期，核仁的核仁组织区收缩回到相应的染色体而使核仁消失。到末期，染色体去凝缩，核仁组织区也开始解凝集，重新合成rRNA。重建核仁,第四节 核基质,核基质(nuclear matrix)是间期细胞核内，除去染色质和核仁之外的由纤维蛋白构成的核内网架体系的均质物质,结构上与细胞骨架相联系,又称核骨架。 核基质的形态结构 核基质由直径330nm的粗细不均的纤维蛋白和一些颗粒结构组成 核基质的基本组分 非组蛋白性的纤维蛋白，其中相当部分是含硫蛋白。 少量RNA和DNA。 少量磷脂、无机盐、水和各种酶等,1. DNA复制：提供DNA聚合酶结合位点 。 2