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1、细胞核是细胞中最大、最重要的细胞器，是细胞代谢的调控中心。第十章 细胞核与染色体10.1 10.1 核被膜与核孔复合体核被膜与核孔复合体10.2 10.2 染色染色质质10.3 10.3 染色体染色体10.4 10.4 核仁核仁10.5 10.5 核基核基质质作作业业10.1 核被膜与核孔复合体 核被膜 核孔复合体n细胞遗传物质与周围的细胞别分开来，这能够是真核细胞区别于原核细胞的独一重要特征。 核被膜核被膜构造组分：构造组分：外核膜，上面附着有核糖体，外核膜，上面附着有核糖体，与内质网相连。与内质网相连。内核膜，带有细胞核专注性蛋内核膜，带有细胞核专注性蛋白。白。核周隙，内外核膜之间的空隙，
2、核周隙，内外核膜之间的空隙，与内质网腔相连。与内质网腔相连。核孔，在核孔处，内外核膜相核孔，在核孔处，内外核膜相交融。交融。功能：功能：发扬屏障作用，阻止离子、溶质和大分子在核质之发扬屏障作用，阻止离子、溶质和大分子在核质之间的自在穿越，使细胞核成为一个独立的生化空间。间的自在穿越，使细胞核成为一个独立的生化空间。n n构造组分n n胞质环n n核质环n n幅n n中央栓：转运体 核孔复合体核孔复合体核孔复合体构造模型核孔复合体构造模型 核孔复合体核孔复合体n nNLSNLS的受体将蛋白的受体将蛋白质质运运进细进细胞核胞核n n双功能双向性双功能双向性亲亲水通道水通道n n核孔复合体以被核孔复
3、合体以被动动分散和自分散和自动动运运输输的方式介的方式介导导物物质进质进出出细细胞胞核右核右图图所示。所示。核孔复合体的功能：核孔复合体的功能： n n核核定定位位信信号号NLSNLS, ,是是短短的的氨氨基基酸酸序序列列，富富含含碱碱性性氨氨基基酸酸，比比如如：赖赖氨氨酸酸、精精氨氨酸酸或或脯脯氨氨酸酸，可可指指点点其其所在蛋白所在蛋白进进入入细细胞核。胞核。10.2 染色质 n n染色染色质质概述概述n n化学成分化学成分n n染色染色质质的根本构造的根本构造单单位位核小体核小体n n染色染色质质包装模型包装模型n n常染色常染色质质和异染色和异染色质质n n染色染色质质 DNA DNAn
4、 n真核真核细细胞中的胞中的DNADNA是是线线状大分子，而原核状大分子，而原核细细胞中的胞中的DNADNA是是环环状状的。的。n n染色染色质质蛋白蛋白n n组组蛋白蛋白 ( (见见 “ “核小体一核小体一节节 ) )n n与与DNADNA严严密密结结合合n n非非组组蛋白蛋白 - - 序列特异性序列特异性DNADNA结结合蛋白合蛋白n n与与DNADNA松散松散结结合合 化学成分化学成分染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量的RNA构成，在细胞周期中以不同的形状存在。 染色质概染色质概述述n n染色染色质质( (间间期期) )n n 纤维纤维，直径，直径为为10-30nm10-30nmn
5、n 在整个在整个细细胞核中弥散性分布胞核中弥散性分布n n染色体染色体(M(M期期) )n n细细胞分裂，胞分裂，这这些些纤维纤维凝集、折叠成凝集、折叠成较较大的、致密的大的、致密的构造。构造。n n构造构造组组分：分：n n一个一个组组蛋白八聚体蛋白八聚体n n由由H2AH2A、H2BH2B、H3H3、H4H4各两分子构成；各两分子构成；n n构成核小体的中心。构成核小体的中心。n n一分子一分子H1H1组组蛋白蛋白n n结结合合1550bp1550bp衔衔接接DNADNA；n n赋赋予予DNADNA以极性。以极性。n nDNADNA，约约200bp200bpn n146bp DNA146b
6、p DNA缠绕组缠绕组蛋白蛋白1.651.65圈；圈；n n15-50bp15-50bp的的衔衔接接DNADNA与与H1H1结结合。合。 染色染色质根本构造根本构造单位位核小体核小体1.1.多级螺旋模型多级螺旋模型2.2.骨架放射环模型骨架放射环模型 染色质包装模型染色质包装模型n核小体组装成30nm的染色质纤维依赖于组蛋白H1，H1能够将核小体拉到一同构成规那么的陈列。 n包装到染色体中的DNA分子要缩短10,000倍。 多级螺旋模型 染色染色单单体体 ( (四四级级构造构造) ) 核小体核小体 ( (一一级级构造构造) ) 螺螺线线管管 ( (二二级级构造构造) )超螺超螺线线管管 ( (
7、三三级级构造构造 ) )线线性性 DNA DNA紧缩紧缩7 7倍倍紧缩紧缩6 6倍倍紧缩紧缩4040倍倍紧缩紧缩5 5倍倍 骨架放射环模骨架放射环模型型n n非组蛋白为染色质丝提供了构造框架。非组蛋白为染色质丝提供了构造框架。微微带带核小体核小体 螺螺线线管管复制复制环环线线性性DNADNA染色染色单单体体10610618181.1.常染色质常染色质2.2.异染色质异染色质 常染色质和异染色质常染色质和异染色质n n特征： n n凝集程度较低n n染色浅n n有转录能够性n n成分：n n非反复DNA序列 n n中度反复DNA序列 (组蛋白基因、tRNA基因)常染色质 n n特征：特征：n n
8、高度凝集高度凝集n n染色深染色深n n没有转录的能够性没有转录的能够性n n成分：成分：n n高度反复高度反复DNADNA序列，如位于着丝粒和端粒的序列，如位于着丝粒和端粒的DNADNA序列。序列。n n种类：种类：n n组成型异染色质组成型异染色质n n兼性异染色质兼性异染色质异染色质10.3 染色体n n中期染色体的形状构造 n n染色体的功能元件 中期染色体的形状构中期染色体的形状构造造人类第人类第14号染色体号染色体 次缢痕次缢痕(核仁组织区，核仁组织区，NOR)随体随体端粒端粒着丝粒着丝粒 (主缢痕主缢痕)n根据着丝粒在染色体上所处的位置的不同，可将中期染色体分为中着丝粒染色体、亚
9、中着丝粒染色体、亚端着丝粒染色体、端着丝粒染色体。n n着丝粒n n染色单体在缢痕区结合在一同。染色单体在缢痕区结合在一同。 n n着丝粒既是姐妹染色单体的结合位点，也是纺锤体微管的着丝粒既是姐妹染色单体的结合位点，也是纺锤体微管的附着位点。附着位点。 n n着丝粒的功能着丝粒的功能n n稳定染色体稳定染色体n n姐妹染色单体配对姐妹染色单体配对n n有丝分裂和减数分裂纺锤体微管的有丝分裂和减数分裂纺锤体微管的附着附着n n染色体运动染色体运动n n细胞周期检验点控制细胞周期检验点控制n n端粒n n允许染色体末端的完全复制。允许染色体末端的完全复制。n n防止染色体的侵蚀以及与其它染色体片段
10、的交融。防止染色体的侵蚀以及与其它染色体片段的交融。 染色体的功能元染色体的功能元件件v为保证复制和遗传的稳定性，需求三个功能元件。1. 1.自主复制自主复制DNADNA序列序列 (ARS) (ARS)2. 2.复制的起始点复制的起始点3. 3.着丝粒着丝粒DNADNA序列序列 (CEN) (CEN) 4. 4.作为着丝粒的附着位点作为着丝粒的附着位点 5. 5.端粒端粒DNADNA序列序列() () 6. 6.保证染色体完全复制保证染色体完全复制7. 7.防止防止DNADNA被核酸酶降解被核酸酶降解8. 8.防止染色体末端交融防止染色体末端交融 染色体的功能元染色体的功能元件件10.4 核仁
11、pp核仁的超微构造核仁的超微构造pp核仁功能核仁功能 pp核仁周期核仁周期 n在光镜下，核仁是真核细胞核中最明显的构造。n在核仁处进展rRNA的转录、加工和核糖体的组装。n n构造组分：构造组分：n n纤维中心纤维中心(FC): rDNA(FC): rDNA的存在部位。的存在部位。n n致致密密纤纤维维组组分分(DFC): (DFC): 在在FCFC和和DFCDFC的的边边境境进进展展转转录录，前前rRNArRNA的加工在的加工在DFCDFC起始，并在起始，并在GCGC继续进展。继续进展。n n颗粒组分颗粒组分(GC): (GC): 核糖体亚单位在此装配，并运输到细胞质。核糖体亚单位在此装配，
12、并运输到细胞质。 核仁的超微构造pprRNArRNA基因的分布基因的分布pprRNArRNA基因的转录基因的转录pp核糖体的组装核糖体的组装 核仁功能n n5.8S,18S5.8S,18S和和28SrDNA28SrDNA作作为为一个一个转录单转录单位，由位，由 RNA RNA 聚合聚合酶酶 转录转录；核仁在；核仁在5.8S,18S5.8S,18S和和28SrRNA28SrRNA基因的周基因的周围围构成。构成。n n5SrDNA5SrDNA位于核仁外，串位于核仁外，串联联反复反复陈陈列，由列，由RNA RNA 聚合聚合酶酶 转录转录。真核真核细细胞内胞内rRNArRNA基因的分布：基因的分布：r
13、RNA基因的转录：1.1.5.8S,18Sand28SrRNA5.8S,18Sand28SrRNA在核仁内转录。在核仁内转录。2.2.核糖体蛋白在细胞质中合成，之后运到核仁。核糖体蛋白在细胞质中合成，之后运到核仁。3.3.5SrRNA5SrRNA在核仁外转录，也运到核仁内。在核仁外转录，也运到核仁内。4.4.核糖体亚基运输到细胞质后成熟核糖体亚基运输到细胞质后成熟. .核糖体亚单位的组装：pp核核 仁仁 的的 动动 力力 学学 变变 化化 依依 赖赖 于于rDNArDNA的转录活性和细胞周期。的转录活性和细胞周期。 核仁周期 n人类细胞的细胞周期中核仁的变化。n在大部分真核细胞中，细胞进展有丝
14、分裂时和膜破裂，如虚线所示。 10.5 核基质 n n位于细胞核中的蛋白网络称为位于细胞核中的蛋白网络称为核基质或细胞骨架，是一核基质或细胞骨架，是一种弥散在细胞中的蛋白脚手架种弥散在细胞中的蛋白脚手架样的网络。细胞骨架由肌动蛋样的网络。细胞骨架由肌动蛋白和多种其他蛋白成分构成，白和多种其他蛋白成分构成，可以重构并浓缩构成中期染色可以重构并浓缩构成中期染色体，但其特征尚未完全了解。体，但其特征尚未完全了解。 10.5 核基质 n n核骨架为染色体提供了构造框架。核骨架为染色体提供了构造框架。n n某些构成的核基质的蛋白与特异的某些构成的核基质的蛋白与特异的DNADNA序列结合，这个序列称为序列
15、结合，这个序列称为SARsSARs或或MARSMARS。推测这些。推测这些DNADNA序列构成染色体环的基部，或者将染序列构成染色体环的基部，或者将染色体结合到核被膜或细胞核的其他构造上。色体结合到核被膜或细胞核的其他构造上。Synthesis and processing of rRNA precursor in mammal cellSynthesis and processing of rRNA precursor in mammal cellMammalia名词解释：核被膜核孔复合体核定位信号简答题：简述和孔复合体的构造和性质.概述染色质包装成染色体模型。简述染色体DNA的3种功能元件。简述核仁的超微构造。
