4细胞核和染色体学习课程

1、纤维中心(FC) 是被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆形结构，主要成分为RNA聚合酶和rDNA，这些rDNA是裸露的分子，可能是NORsNORs在间期核的副本。致密纤维组分(DFC) 呈环形或半月形包围FC，由致密的纤维构成，是新合成的RNP（指结合蛋白质的rRNA），转录主要发生在FC与DFC的交界处。第1页/共28页第一页，编辑于星期五：五点 三十八分。颗粒组分(GC) 由直径15-20 nm的颗粒构成，是正在加工、成熟的核糖体亚单位的前体颗粒。 核仁相随染色质分为两部分，一部分位于核仁周围，称为核仁周染色质，属异染色质；一部分位于核仁内，为常染色质，即核仁组织区，是rDNA所在的位

2、置。第2页/共28页第二页，编辑于星期五：五点 三十八分。鼠肝细胞核仁的结构第3页/共28页第三页，编辑于星期五：五点 三十八分。二、核仁的功能 主要功能是核糖体的生物发生，包括rRNA的合成、加工和核糖体的亚单位的装配。第4页/共28页第四页，编辑于星期五：五点 三十八分。1、rRNA基因转录的形态和组织特征 染色体上NORs的DNA是rRNA的信息来源，1964年Miller的电境铺展照片及后来的研究证明，rRNA的基因转录呈“圣诞树”样的结构。真核生物中rRNA基因有100-5000个拷贝，串联成重复序列。人单倍体基因组含200个rRNA基因拷贝，成簇分布在5条不同的染色体上。 rRNA

3、基因由RNA聚合酶I负责转录，可以在一个转录单位连续工作。第5页/共28页第五页，编辑于星期五：五点 三十八分。核仁组织者中心形成核仁第6页/共28页第六页，编辑于星期五：五点 三十八分。核仁基因转录单位的“圣诞树”样结构第7页/共28页第七页，编辑于星期五：五点 三十八分。第8页/共28页第八页，编辑于星期五：五点 三十八分。2、rRNA前体的加工 RNA聚合酶转录产生的初始转录产物为rRNA前体。哺乳类的rRNA前体为45S，果蝇的为38S，酵母的为37S。前体的转录、加工过程见下图：第9页/共28页第九页，编辑于星期五：五点 三十八分。第10页/共28页第十页，编辑于星期五：五点 三十八

4、分。 真核生物的5S rRNA5S rRNA基因不定位在核仁，通常定位在常染色体，人大约有20002000个5S rRNA5S rRNA基因，串联成簇，由RNARNA聚合酶负责转录。 小分子核仁蛋白(small nucleolar (small nucleolar ribonucleoproteins, snoRNAs) ribonucleoproteins, snoRNAs) ：rRNArRNA前体的加工是非常复杂的过程，涉及一系列核酸降解和碱基修饰。snoRNAssnoRNAs在这一过程中起到非常重要的作用。第11页/共28页第十一页，编辑于星期五：五点 三十八分。3、核糖体亚单位的装配

5、新合成的45 SrRNA很快与蛋白质形成RNP复合体（80S的RNP），45 S rRNA甲基化以后经RNA酶裂解为2个分子，18 SrRNA和32 SrRNA，后者再裂解为28 SrRNA的5.8 SrRNA。成熟的rRNA仅为45 S rRNA的一半，丢失的大部分是非甲基化和GC含量较高的区域。 5S rRNA合成后被转运至核仁区参与大亚基的装配。第12页/共28页第十二页，编辑于星期五：五点 三十八分。核仁生产核糖体过程示意图第13页/共28页第十三页，编辑于星期五：五点 三十八分。 45SrRNA的加工过程的加工过程45SrRNA第14页/共28页第十四页，编辑于星期五：五点 三十八分

6、。核糖体亚单位形成和装配示意图第15页/共28页第十五页，编辑于星期五：五点 三十八分。三、核仁周期 细胞周期中核仁是高度动态的结构，有丝分裂前期末核仁解体，末期核仁开始重建。第16页/共28页第十六页，编辑于星期五：五点 三十八分。(A) Conventional electron microscopic sample preparation. (B,D) The DNA fibers appear in the nucleolar region after NAMA-Ur DNA-specific staining, (C) the lowest electronic density re

7、gion contains DNA clumps. 第17页/共28页第十七页，编辑于星期五：五点 三十八分。Immunolocalization of fibrillarin and specific DNA staining in nucleoli of Allium sativum cells. The gold particles are restricted to nucleoli. Gold particles are mainly distributed over the DNA fibers. 第18页/共28页第十八页，编辑于星期五：五点 三十八分。In situ hybri

8、dization using an rDNA probe on sections processed with specific DNA staining. Gold particles are distributed over the DNA fibers. 第19页/共28页第十九页，编辑于星期五：五点 三十八分。The configuration of rDNA in the nucleolus after DNAspecificstaining. The rDNA fibers are distributed around the FC,forming multiple circula

9、r rDNA arrangements (arrows). The DNAcomponents within the FC remain in an aggregated states. 第20页/共28页第二十页，编辑于星期五：五点 三十八分。Profile of the arrangement of rDNA in the nucleolus. 第21页/共28页第二十一页，编辑于星期五：五点 三十八分。Micrographs of rDNA arrangement at high magnifications. (A,B) DNA clumps within FCs are connec

10、ted with rDNA surrounding theFC by DNA fibers (white arrows). A andB are partial enlargements of C. 第22页/共28页第二十二页，编辑于星期五：五点 三十八分。rDNA ultrastructures after specific staining, showingthe variation in thickness of rDNA fibers (A). 第23页/共28页第二十三页，编辑于星期五：五点 三十八分。The distribution of Ag-NOR protein in th

11、e nucleolus. (A) Ag-NORproteins are mainly distributed in the interior of the nucleolus and present as circular configurations with hollow centers. 第24页/共28页第二十四页，编辑于星期五：五点 三十八分。The similarity between rDNA and Ag-NORarrangement configurations. A is one of the arrangementsof rDNA. B is the circular distribution configuration of Ag-NOR protein.第25页/共28页第二十五页，编辑于星期五：五点 三十八分。The nucleolus labeled with the RNA/DNA hybrid antibody.The signals of colloid gold particles for transcription sites are locatedat the periphery