医学细胞生物学完整 细胞核-201Xppt课件

1、核概述，真核细胞中最大、最重要的小器官功能：1。遗传物质被储存、复制、转录的地方2。细胞生命活动的控制中心真核生物和原核生物的最大区别核进化意义：核物质的区域化1。保护核内DNA不受损伤，确保遗传稳定性2。将遗传信息的转录和翻译从时空中分离出来。数：单核(大部分细胞)双核(肝、肾、软骨细胞)多核(破骨细胞、骨骼肌细胞等)无核(成熟红细胞)大小：高动物核直径通常在510米(100英尺)至旺盛细胞：核更大。例如：卵，肿瘤细胞分化成熟的细胞：细胞核的相对大小，细胞核的数量，大小，形态，形态：只有时期才能观察到细胞核的完整结构；多种，大部分是圆形或椭圆形；与细胞的形状、类型、发育时期等有关。核膜染色质

2、核仁矩阵，间隔核的结构主要由4部分组成，第一节核膜，核膜(nuclearmembrane)是核膜(nuclearenvelope) 1，核膜的化学组成2，核膜的结构3，核膜的功能，第一，核膜的化学组成，主要是蛋白质(65u)第二，核膜的结构，*电子显微镜下，核膜由核膜、外核膜、核空间、核孔复合体、纤维层等结构组成。(a)外核膜(outermembrane)与粗糙内质网膜相对应，外表面附着有核糖体，外表面附着有细胞骨架成分，起到固定细胞核、维持细胞核形态的作用。(2)核膜(innermembrane)表面贴附核糖体的核纤层，对核膜有支持作用，(3)核周间隙内外两个核膜之间的lacunar，包含多

3、种蛋白质和酶的包裹(4)核孔复合细胞核：内部和外部的核膜融合形成的环开放计数：哺乳动物细胞蛋白质合成旺盛的细胞30004000个，在核孔数量众多的电子显微镜下，核孔是多种蛋白质以特定方式排列的复合结构，称为核孔复合体(nuclearporecomplex，NPC)。NPC是细胞质环环环环子单位环子单位室内部子单位中心螺栓，核心孔复合物的结构*:钓鱼笼结构模型普遍接受，核心孔复合物图案、侧视图、核心孔复合物的化学构成：主要由蛋白质组成的核孔蛋白(nucleoporin)，(5)纤维层概念*:由核膜内部和染色质之间的电子密度纤维蛋白组成的网络层结构。只存在于内部核心，分裂分解，核仁的化学成分：核仁

4、蛋白(属于中间纤维蛋白)哺乳动物细胞的lamin (lamin)有3种laminAlaminCLaminB，nucle的功能*1。纤维层在细胞核中起支撑作用。2 .纤维层与核膜的衰变和重建密切相关，LaminA，c分布在细胞质中，laminB与核膜包裹结合。3.核纤维层和染色质凝固整合了与染色体相关的分割间隔，染色质和核纤维层紧密结合，不能求助于染色体；分裂前，核纤维层分解，染色质和核纤维层失去结合，染色质凝固整合染色体。4 .研究结果表明，核纤维层参与DNA复制，利用Xenopus卵母细胞核重建体系的研究结果重组后的核不能进行DNA复制。表明核层参与了DNA复制。第三，核膜的功能*核膜为基因

5、表达提供了时空隔离障碍，使DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译与时空分离，建立了遗传物质稳定移动的环境；在注入细胞质之前，RNA被转录、加工和变形，指导蛋白质的合成，使遗传信息的表达调节过程更准确、更有效。，2 .核膜参与蛋白质的合成。3 .核工业复合物是核-质交换核工业复合物，是核-物质交换的双向亲水通道，有通过两种运输方式的被动运输的主动运输。在通过核孔复合物的手动输送停止的情况下，核孔的中央有直径910nm的亲水通道，水、无机离子、小分子及直径小于10nm的物质原则上可以自由通过。通过核孔复合物的积极运输必须通过核孔复合物的主动运输方式实现绝大多数生物分子的核质量分布。可选性好，可调节下三

6、面表示的芯孔复合材料的光圈，主动运输比被动运输功能直径大，可调节到1020nm，最大26nm。核孔复合物的主动输送是信号识别和载体介导的过程，能量消耗。具有两面性，有核输入和核输出两种功能核输入。DNA克隆和RNA转录所需的各种酶、组蛋白、核糖体蛋白等的核输出：mRNA、tRNA、核糖体大小亚基等。1 .亲核蛋白的细胞核输入亲核糖体* (karyophilicprolin):是指在细胞质中合成自由核糖体，然后传递到细胞核中进行操作的蛋白质。自由核糖体，亲核蛋白一般具有特殊的氨基酸信号序列，保证蛋白质通过核孔复合物输入细胞核，这种特殊的信号序列称为授权位置序列* (nls)。NLS特征：包含48

7、个氨基酸的短肽序列在不同的亲核蛋白中NLS不同，但富含碱性氨基酸(Lys，Arg)，一般来说，脯氨酸NLS可以位于亲核蛋白的任何部分，诱导亲核蛋白输入后也不会被去除。-pro-Lys-Lys-arg-Lys-val-，T抗原聚集在细胞核内，NLS突变的T抗原分布在细胞质中，病毒SV40的T抗原分布在宿主细胞中，2 .RNA和核糖体亚基的核输出，双节染色质和染色体，染色质：由DNA、组蛋白和少量RNA组成的中间体遗传物质的存在形式。染色体(chromosome):在有丝分裂或减数分裂过程中，染色质复制后反复缠绕在一起的棒状或棒状结构。染色质和染色体在细胞周期中有多种不同的形状。分布在丝状、细胞核

8、上，对遗传信息的克隆和表达有好处，间隙染色质、中期染色体、条带或棒状结构对遗传物质的平均分布有好处。分解的核溢出的染色质，中期染色体。染色质和染色体的组成部分*: DNA组蛋白非组蛋白RNA，少量，根据细胞生理状态改变含量，染色质的稳定成分，这两个占染色质总量98%的比例约为1: 1，1，染色质，染色体的组成部分。1 .DNA序列的类型真核细胞DNA序列分为3种类型的单个序列(单个克隆序列)，在基因组中通常只有单个副本或少数副本的大多数编码蛋白质(酶)的结构基因是单个序列，(1) DNA遗传信息的载体，通常是重复序列：重复次数在10105之间，序列长度在数百到数千个BP的不等多数在控制构成基因

9、内或基因间间隔序列的基因表达中起着重要作用。少数是具有编码功能的基因，如rRNA基因、tRNA基因、组蛋白基因、核糖体蛋白质的基因等。高重复序列：重复次数超过105，分布在染色体的中心和端区域，长度一般为几到几十个BP。非常重复的序列分布着很多，而连续重复的话，主要不能维持构成结构基因的间隔或染色体结构，也可能在减数分裂过程中与同源染色体联合有关。，2 .一个功能性染色质DNA必须有3种功能序列*:GGG TTA，(2)希斯顿，1。组蛋白特性真核生物染色质基本结构蛋白质碱性蛋白，丰富的Arg和Lys等碱性氨基酸，带正电荷，与带负电荷的DNA紧密结合(非特异性结合)。2 .组蛋白分类*组蛋白是5

10、种，可以按功能分为两类。核苷类H2A、H2B、H3、H4；构成八聚体，帮助DNA卷入核小体结构无瘤及组织特异性，进化上高度保守的H1组蛋白稳定核体，与核细胞的进一步包装有关，具有一定的物种及组织特异性。3 .组蛋白的功能*有助于折叠和包装DNA，保护染色体。为了防止DNA消化酶，组蛋白和DNA的结合使DNA的克隆和转录组蛋白乙酰化、磷酸化等化学转化，从而改变组蛋白的电荷特性，从而削弱组蛋白和DNA的结合力，有助于DNA的克隆和转录。甲基化增加组蛋白和DNA的相互作用，抑制DNA的复制和转录。(iii)非组蛋白，概念：组蛋白以外的染色质结合蛋白的一般特征：含量少，不同组织细胞中不同种类和数量与特

11、定DNA序列不同的结合功能*: DNA折叠，DNA复制开始和推进，基因转录调控，2，经常染色和二色子，髓内核，异染色质可分为两类：构型异色：除克隆周期外，不同类型细胞的细胞周期中表示冷凝状态的异色。由非常重复的DNA序列组成，蛋白质分布在染色体上的着丝粒、双、亚、亚和异染色质没有加密。也就是说，仅在特定细胞类型或特定发育阶段，冷凝不激活，其他时候用普通染色质松弛。总量的变化与胚胎细胞含量少、高度分化细胞含量多的细胞类型有关。女性哺乳动物体细胞核的x染色。第三，染色质组装成染色体，*扩展的染色质纤维，(a)细胞核染色质的基本结构单位，核小体(nucleosome)，是染色体组装的主要结构，是直径

12、约10nm的圆盘状粒子。核糖体配置*: DNA:约200bp左右146bp:组蛋白8量1.75元旁路，核心DNA60bp:连接相邻核苷酸部分，DNA(长度变异大)组蛋白8量：1组蛋白：1，1，1，组蛋白H1位于螺线管的内部，是螺线管形成和稳定性的关键因素，30纳米染色质纤维细胞核纽结，在电子显微镜下，细胞核的染色质大部分是30纳米染色质纤维(螺线管)的一种。(c)螺线管当前多级螺旋模型(multiplecoilingmodel)染色体骨架-放射循环模型(scaffold-radialoopstructuremodel)，1 .多级螺旋模型*一级结构：细胞核，直径10纳米二级结构：螺线管，直径3

13、0纳米三级结构：超螺线管，直径0.20.4um四级结构：染色单体，最初根据大量实验结果提出了Laemmli等(1977)。用2mol/L的NaCl和肝素处理hella细胞的中间染色体，去除histon和大部分非histon蛋白后，用电子显微镜观察了许多DNA环，这些环延伸到非histon染色体的骨骼和骨骼。，2 .染色体骨架-放射环模型，染色体骨架-放射环模型*第一结构：核糖体第二结构：螺线管(30纳米纤维)高级结构：螺线管结构和染色单体高级结构的组装过程：螺线管进一步折叠为一系列的扭结结构，扭结的基底连接到中央的染色体骨架。18个钋环形成径向平面阵列的微带。大约106个微带沿垂直轴排列，形成

14、染色单体。染色体骨架-辐射环模型，4，染色体的形态结构在有丝分裂中期，染色体高度聚集，形态、结构特征明显，可以作为染色体一般形态和结构的基础。中期染色体由连接着丝粒的两姐妹染色单体构成主要结构。centromere、主吊、次吊、端粒、suites等。(a)中心，主要悬挂标记：中间染色体的两姐妹染色单体连接处向内凹陷，着色的浅悬挂标记。着丝粒：指主要悬挂标记的染色质部分，由非常重复的异染色质组成。中心将染色体分为双臂，根据中心的位置，将中间染色体分为4种，中心(中心)由中心两侧的圆盘状结构组成，由蛋白质构成，细胞分裂时主轴丝微管的附着部位，参与染色体的运动和分离。(b) centromere-m

15、oving complex，中期染色体，centromere-moving complex:centromere和body的复合结构参数主轴丝和染色体的结合是三个域，即移动的粒子驱动配对域。移动粒子：磁盘结构，由蛋白质组成，主轴移动微管的附着部分。中心域：一个复合主体，它位于动态粒子域的内部，包含丰富的重复序列。配对域：中心域内部面上两个染色单体相互连接的区域。运动粒子在电子显微镜下具有三层板状结构，运动粒子与着丝粒的比较*，(3)第二固定标记，在一些染色体上，除主要固定标记外，浅染色收缩部位的数量、位置和大小可作为标识染色体的标记，部分染色体末端的球形或杆状结构主要由双色物质组成。通过超连线

16、部位连接到染色体主要部分的环也是识别染色体的重要特征之一，(4)水体(satellite)，人类带线条的染色体：1315，21，22都是带近端中心染色体的超连线部位有多个拷贝的rRNA基因(5SrRNA除外)，(5)端粒(telomeres)，染色体末端的专门化部位，由端粒DNA和蛋白质组成。(。端粒DNA没有基因，由富含g的短串联重复序列组成，在进化上非常保守。人：(GGGTTA)n，端粒的功能：确保染色体末端的完整复制在染色体两端形成保护性的帽状结构，从而保护DNA不受核酸酶和其他不稳定因素的破坏和影响，防止染色体末端与其他染色体末端融合，使染色体的结构完整。对细胞的寿命、老化和死亡，以及肿瘤的发生和治疗有作用。端粒是细胞分裂的