细胞生物学08细胞核1

1、nucleus 一一 核膜的超微结构核膜的超微结构 v 其表面附着核糖体，形似粗面内质网其表面附着核糖体，形似粗面内质网, 可认可认 为是粗面内质网的特换部分为是粗面内质网的特换部分 v可与胞质中的某些微管、中间纤维相连起固可与胞质中的某些微管、中间纤维相连起固 定核位置的作用。定核位置的作用。 v光滑，无核糖体附着光滑，无核糖体附着 v其内表面有一层电子密度高的蛋白质细丝附着，其内表面有一层电子密度高的蛋白质细丝附着， 称为核纤层（厚度称为核纤层（厚度 100nm）。 核核 孔孔 复复 合合 体体 膜蛋白 外 膜 内 膜 内在 膜 蛋 白 核核 周周 间间 隙隙 核膜崩解核膜崩解核膜重建核膜

2、重建 v为内外层核膜融合而成的圆形小孔（孔径为内外层核膜融合而成的圆形小孔（孔径70nm），），典典 型的哺乳动物核膜上分布有型的哺乳动物核膜上分布有3000-4000个核孔个核孔 v为核为核质的直接通道；质的直接通道； v动态结构动态结构 v隙宽：隙宽：20-40nm v与内质网腔相通，充满各种蛋白质和酶与内质网腔相通，充满各种蛋白质和酶 核孔复合体的电镜照片核孔复合体的电镜照片 核孔：由多种蛋白构成，结构复杂，又称核孔复合体核孔：由多种蛋白构成，结构复杂，又称核孔复合体 核孔复合体的结构：捕鱼笼式结构模型，分核孔复合体的结构：捕鱼笼式结构模型，分 三三 核膜的主要功能核膜的主要功能 v核膜

3、作为核的界膜，维持核内相对穏定的内核膜作为核的界膜，维持核内相对穏定的内 环境；保护环境；保护DNADNA分子。分子。 v核膜的区域化作用使转录和翻译得以在时间核膜的区域化作用使转录和翻译得以在时间 和空间上分离。和空间上分离。 v控制细胞质细胞核之间的物质交换控制细胞质细胞核之间的物质交换 一一 染色质的类型染色质的类型 异染色质异染色质： 常染色质常染色质： 二二 染色质的化学组成染色质的化学组成 染色质染色质 D N A 蛋蛋 白白 质质 少量少量RNA 组组 蛋蛋 白白 非组蛋白非组蛋白 DNA和组蛋白占和组蛋白占98% 功能：功能： v 参与染色体的构建，维持染色体结构。参与染色体的

4、构建，维持染色体结构。 v 抑制抑制 DNA的复制和转录。的复制和转录。 1.组蛋白：组蛋白： v H1、H2A、H2B、H3、H4 v含量高，组蛋白含量高，组蛋白 : DNA 1:1 v碱性蛋白，富含赖氨酸和精氨酸等碱性氨基酸，碱性蛋白，富含赖氨酸和精氨酸等碱性氨基酸， 带正电带正电 v500多种多种 v含量很低含量很低 v酸性蛋白质，富含天冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸，带负电酸性蛋白质，富含天冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸，带负电 功能：功能：1.参与染色体的构建参与染色体的构建 2.启动基因复制启动基因复制 3.调控基因转录调控基因转录 2.非组蛋白：非组蛋白： DNA分子分子 染色体染色体

5、(45cm) (45um) 长度压缩长度压缩1/80001/10 000 z人的体细胞人的体细胞DNA长度长度1.74m 平均每条平均每条DNA长长5cm z细胞核的直径细胞核的直径5-7m左右左右 染色质一级结构-核小体串珠链 核小体由核小体由5 5种组蛋白和种组蛋白和200bp200bp左右的左右的DNADNA组成组成 染色质的基本结构单位-核小体 组蛋白核心颗粒组蛋白核心颗粒 H4 DNA双螺旋双螺旋 (146bp、1.75圈）圈） H3 H4 H3 H2A H2A H2B H2B H4 H3 H3H4 H2A H2A H2B H2B 10nm 连接连接DNA （约（约60bp） H1

6、H1 核小体核小体 核小体的基本结构核小体的基本结构 核心部核心部 核小体核小体 核心部核心部 连接部连接部 DNA分子：分子：140-160bp、1.75圈圈 组蛋白八聚体：组蛋白八聚体：H2A、H2B、H3、 H4 各两分子各两分子 组组 蛋蛋 白：白：H1 DNA分子：分子：5060bp 10nm 染色质的一级结构-核小体链 核小体是染色质的基本结构单位，核小体是染色质的基本结构单位， 许多核小体彼此连接形成许多核小体彼此连接形成 11nm 的串珠链，的串珠链，为染色质的为染色质的一级结构。一级结构。 （将将DNA分子长度压缩分子长度压缩7倍倍） 内 内10nm 外 外30nm 组蛋白组

7、蛋白 染色质的高级结构？ 高级结构：袢环高级结构：袢环 在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架称为在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架称为 染色体支架染色体支架 直径直径30nm30nm的螺线管一端与支架结合，另一端向周围呈的螺线管一端与支架结合，另一端向周围呈 环状迂回后再回到结合处，形成的环状结构称为袢环环状迂回后再回到结合处，形成的环状结构称为袢环( (每每 个袢环包含核小体个袢环包含核小体315315个）个） 袢环（由袢环（由 30nm螺旋管构成）螺旋管构成） 染色体支架染色体支架 （非组蛋白）（非组蛋白） 袢环袢环 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1

8、4 15 16 17 18 微微 带带 高级结构高级结构 ：微带：微带 18个袢环沿染色体的纵轴由中央向四周伸出，个袢环沿染色体的纵轴由中央向四周伸出， 形成放射环，称为微带形成放射环，称为微带 染色单体染色单体 106个微带沿轴心支架个微带沿轴心支架 纵向排列构成染色单体纵向排列构成染色单体 染色体染色体 两条染色单体在着丝两条染色单体在着丝 粒处相连形成染色体。粒处相连形成染色体。 在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架称为染色在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架称为染色 体支架。直径体支架。直径30nm的螺线管一端与支架结合，另一端向周围呈环状迂回的螺线管一端与支架结合，另一端向周

9、围呈环状迂回 后再回到结合处，形成的环状结构称为袢环。后再回到结合处，形成的环状结构称为袢环。 18个袢环沿染色体的纵轴由中央向四周伸出，形成放射个袢环沿染色体的纵轴由中央向四周伸出，形成放射 环，称为微带。环，称为微带。 106个微带沿轴心支架纵向排列构成染色单体。个微带沿轴心支架纵向排列构成染色单体。 两条染色单体在着丝粒处相连形成染色体。两条染色单体在着丝粒处相连形成染色体。 核小体链核小体链 （一级结构）（一级结构） 螺线管螺线管 （二级结构）（二级结构） 超螺线管超螺线管 （三级结构）（三级结构） 染色单体染色单体 （四级结构）（四级结构） 袢环袢环微带微带 四级结构模型四级结构模型

10、 袢环模型袢环模型 一一 核仁的化学组成和结构核仁的化学组成和结构 化学组成化学组成 蛋白质蛋白质 ：80%80% R N A : 10% D N A : 8% 核仁的结构核仁的结构 核核 仁仁 致密纤维组分致密纤维组分 颗粒组分颗粒组分 纤维中心纤维中心 核仁基质核仁基质 电镜观察到的电镜观察到的3部分部分 主要成分为主要成分为rRNA和蛋白质和蛋白质 1)致密纤维组分致密纤维组分 2 2）颗粒组分颗粒组分 核糖体亚基的前体。核糖体亚基的前体。 NOR： 深入核仁内的常深入核仁内的常 染色质，载有染色质，载有rRNArRNA基因基因 （rDNArDNA），是形成核仁），是形成核仁 的部位的部

11、位，此段此段DNADNA称核仁称核仁 组织区（组织区（NORNOR）。）。 3）纤维中心）纤维中心-核仁组核仁组 织区（织区（NORNOR）存在部位）存在部位 核膜核膜 核仁核仁 含有含有rDNA的的10个个 伸展的间期染色体伸展的间期染色体 袢环进入核仁中袢环进入核仁中 核仁组织区（核仁组织区（NOR)NOR) 1)rRNA1)rRNA合成、加工合成、加工 2)2)核糖体亚基的装配核糖体亚基的装配 二二 核仁的功能核仁的功能 核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化（形成和消失）。核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化（形成和消失）。 间间 期期 细胞有细胞有 1212个或个或 多个核仁。多个核仁

12、。 分分 裂裂 期期 染色质浓缩、染色质浓缩、 rRNArRNA合成停止，合成停止， rDNArDNA袢环逐渐缩袢环逐渐缩 回到染色体，核回到染色体，核 仁缩小继而消失。仁缩小继而消失。 细胞分裂期后末期细胞分裂期后末期 核仁组织者核仁组织者rDNArDNA伸伸 展成袢环样，合成展成袢环样，合成 rRNArRNA，组建成新的，组建成新的 核仁。核仁。 核仁（有）核仁（有） 核仁（消失）核仁（消失）核仁（再现）核仁（再现） 第五节第五节 细胞核与疾病细胞核与疾病 本章节重点本章节重点 1.1.掌握核膜的结构和功能。掌握核孔复合体掌握核膜的结构和功能。掌握核孔复合体 的结构。的结构。 2.2.掌握染色质的掌握染色质的2 2种类型，化学组成，会用多种类型，化学组成，会用多 级螺旋化（四级结构）模型和染色体骨架级