細(xì)胞核和遺傳信息儲(chǔ)存

1、關(guān)于細(xì)胞核與遺傳信息的儲(chǔ)存第一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 概述 第一節(jié) 核被膜第二節(jié) 染色質(zhì)和染色體第三節(jié) 核仁第四節(jié) 核基質(zhì)第五節(jié) 細(xì)胞核的功能第六節(jié) 細(xì)胞核與疾病內(nèi)容第二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月概 述3.是細(xì)胞生命活動(dòng)的調(diào)控中心一、細(xì)胞核最基本的功能1.貯存遺傳信息（DNA）2.復(fù)制、轉(zhuǎn)錄遺傳信息并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成第三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、細(xì)胞核的大小、形態(tài)、數(shù)目1.大小 生長旺盛的細(xì)胞，如卵細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞核較大； 分化成熟的細(xì)胞核較??； 細(xì)胞核的大小用核質(zhì)比表示； 核質(zhì)比=細(xì)胞核體積/細(xì)胞質(zhì)體積 核質(zhì)比大表示核大，核質(zhì)比

2、小表示核小。第四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.形態(tài)細(xì)胞核常位于細(xì)胞的中央,但也有偏向細(xì)胞一端的，如在脂肪細(xì)胞,核被脂滴擠到邊緣。細(xì)胞核的形態(tài)一般為圓形或橢圓形,但肌細(xì)胞核呈桿狀,嗜中性細(xì)胞核呈分葉狀。3.數(shù)目每個(gè)細(xì)胞通常只有一個(gè)核，但有些細(xì)胞為雙核甚至多核，如人的肝細(xì)胞(12)和骨骼肌細(xì)胞(多個(gè))。第五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核 膜核 仁染色質(zhì)核基質(zhì) 細(xì)胞核的形態(tài)伴隨細(xì)胞的增殖過程呈現(xiàn)周期性的變化。處于間期的細(xì)胞核叫間期核。間期細(xì)胞核第六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 一、核膜的結(jié)構(gòu)外核膜（outer nuclear membrane)

3、內(nèi)核膜（inner nuclear membrane)核周間隙（perinuclear space)核 孔（nuclear pores)核纖層（nuclear lamina)第一節(jié) 核 膜第七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）內(nèi)、外核膜和核周間隙第八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月其表面附核糖體，形似粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),并與其相通，膜可與胞質(zhì)中的某些微管、微絲相連起固定核位置的作用。外核膜外核膜第九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月其內(nèi)表面有一層電子密度高的蛋白質(zhì)細(xì)絲附著，稱為核纖層。內(nèi)核膜核纖層 內(nèi)核膜第十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月隙寬

4、：2040nm,充滿液態(tài)物質(zhì),為蛋白質(zhì)和酶。此間隙與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有臨時(shí)通道，可進(jìn)行核質(zhì)物質(zhì)交換。核周間隙核周間隙第十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核膜上的圓形小孔，是核質(zhì)的通道，不與核周隙相通。核孔（二）核孔第十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Cytoplasmic face（胞質(zhì)面）第十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Nuclear face （核質(zhì)面）第十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月胞質(zhì)顆粒胞質(zhì)環(huán)中央栓輻胞質(zhì)纖維核質(zhì)環(huán) 核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)模型核纖層第十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）gp210代表一類結(jié)構(gòu)性跨

5、膜蛋白，為N連接甘露糖殘基寡糖修飾，位于核膜的“孔膜區(qū)”，在錨定核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)上起重要作用。功能： a.介導(dǎo)核孔復(fù)合體與核被膜的連接，為核孔復(fù)合體裝配提供起始位點(diǎn)。 b.在核質(zhì)交換功能活動(dòng)中起作用。第十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）p62代表一類功能性的核孔復(fù)合體蛋白。它帶有O連接N乙酰葡萄糖胺殘基寡糖修飾。分兩個(gè)結(jié)構(gòu)域： N端區(qū)：具有XFXFX形式的重復(fù)序列（F：苯丙氨酸），直接參與核質(zhì)交換。 C端區(qū)：具有疏水性的七肽重復(fù)序列，適合形成 -螺旋。與其他核孔復(fù)合體蛋白成分相互作用, 將p62分子穩(wěn)定到核孔復(fù)合體上,為其N端進(jìn)行核質(zhì)交換活動(dòng)提供支持。第十七張，PPT共一

6、百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核 孔復(fù) 合 體膜蛋白外 膜內(nèi) 膜 鑲 嵌 膜 蛋 白核 周 腔BBBBBBBAC ACACACACACAC核纖層染色質(zhì)（三）核纖層（nuclear lamina）第十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 由核纖層蛋白構(gòu)成，分別稱lamin A、 lamin B、lamin.C。其中l(wèi)aminB與核內(nèi)膜上的鑲嵌蛋白結(jié)合在一起， laminA和 laminC 又掛靠著 laminB，染色質(zhì)纖維一個(gè)或幾個(gè)部位與laminA和 laminC連接在一起，核纖層蛋白還可以與核基質(zhì)中的蛋白質(zhì)形成聯(lián)接。核纖層（nuclear lamina）第十九張，PPT共一百三

7、十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Lamins（核纖層）第二十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.支持和固定核膜，穩(wěn)定核的形狀。 核纖層的外層與內(nèi)核膜的脂雙分子層中的特殊蛋白相結(jié)合，與維持核孔的位置和核被膜的形狀有關(guān)。核纖層的功能 2.對染色質(zhì)的有序排列起一定作用。 核纖層蛋白與染色質(zhì)上的一些特殊位點(diǎn)相結(jié)合，與核基質(zhì)也相互連接，為染色質(zhì)提供了結(jié)構(gòu)支架，在維持染色質(zhì)高度有序性方面起重要作用。第二十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月前期：核纖層蛋白磷酸化，核纖層 蛋白解聚成單體，導(dǎo)致核崩解、破裂。 3. 參與核膜的解體和重建細(xì)胞有絲分裂末期：核纖層蛋白去磷酸化，使核膜重建。

8、第二十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Breakdown and reformation of nuclear envelope during mitosis第二十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、核膜的功能（一）核膜為基因表達(dá)提供了時(shí)空隔離屏障 在真核細(xì)胞中，核膜的出現(xiàn)將胞核物質(zhì)與胞質(zhì)物質(zhì)限定在各自特定的區(qū)域， 建立遺傳物質(zhì)穩(wěn)定的活動(dòng)環(huán)境，DNA復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與蛋白合成有時(shí)空間隔，對真核細(xì)胞的進(jìn)一步演化具有重要意義。第二十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）核膜參與了生物大分子的合成 在外核膜的表面附著核糖體，所以可進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成。通

9、過免疫電鏡技術(shù)已證實(shí)，抗體的形成首先出現(xiàn)在核膜的外層。在核周間隙中存在多種結(jié)構(gòu)蛋白和酶類，它也能合成少量膜蛋白、脂質(zhì)。 第二十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（三） 核質(zhì)之間的物質(zhì)運(yùn)輸 1.被動(dòng)擴(kuò)散 無機(jī)離子和小分子物質(zhì)可以自由通過。2.主動(dòng)運(yùn)輸 大分子物質(zhì)通過核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸。第二十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組蛋白， DNA聚合酶，RNA聚合酶，核糖體蛋白主動(dòng)運(yùn)輸RNA，核糖體亞基被動(dòng)運(yùn)輸012 離子，小分子第二十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1) 親核蛋白質(zhì)的核輸入親核蛋白質(zhì)（karyophilic protein) 在細(xì)胞質(zhì)中合

10、成，運(yùn)到核內(nèi)執(zhí)行功能的蛋白質(zhì)。如DNA聚合酶、RNA聚合酶、組蛋白、核糖體蛋白等。 親核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列,保證了整個(gè)蛋白質(zhì)能夠通過核孔復(fù)合體被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)。這段具有“定向”、“定位”作用的序列被命名為核定位信號(nuclear localization signal , NLS）。第二十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 NLS由48個(gè)氨基酸組成，不同的親核蛋白質(zhì)上的核定位信號不同，但都富含帶正電的賴氨酸和精氨酸，通常還有脯氨酸。這些信號可以位于親核蛋白質(zhì)的任何部位。在指導(dǎo)親核蛋白完成核輸入后不被切除。 研究表明僅有核定位信號的蛋白質(zhì)自身不能通過核孔復(fù)合體，它必須

11、通過和NLS受體結(jié)合才可通過核孔復(fù)合體，這種受體稱為輸入蛋白（importin）。 輸入蛋白在被轉(zhuǎn)運(yùn)的親核蛋白質(zhì)與核孔復(fù)合體運(yùn)輸裝置之間作為一種接頭分子而起作用。第二十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 Active transport通過核孔攝取蛋白示意圖第三十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月輸入蛋白的作用方式本身是核孔復(fù)合體組分之一結(jié)合親核蛋白質(zhì)直接轉(zhuǎn)運(yùn)到核內(nèi)；作為一種停泊受體,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)與NLS結(jié)合，然后把親核蛋白運(yùn)輸?shù)胶丝讖?fù)合體，再向核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)；作為一種穿梭受體，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)與親核蛋白質(zhì)結(jié)合， 一起穿過核孔復(fù)合體，在核內(nèi)解離，然后再返回細(xì)胞質(zhì)第三十一張，PPT共

12、一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Process of Nuclear Import第三十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2）RNA及核糖體亞基的核輸出膠體金顆粒tRNA或5SrRNA注入蛙卵核內(nèi)細(xì)胞質(zhì)RNP: ribonucleoproteinNES: (nuclear export signal)Exportin: transport receptor which can recognize NES and then carry RNPs through nuclear envelope to the cytoplasm.第三十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6

13、月 染色質(zhì)與染色體是由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組成的核蛋白復(fù)合體，是遺傳信息的載體。是同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期中所表現(xiàn)的兩種不同的存在形式。 染色質(zhì)是細(xì)胞間期核內(nèi)伸展開的DNA蛋白纖維。染色體是高度螺旋化的DNA蛋白纖維，是在細(xì)胞分裂期看得見的可用染料染色的條狀結(jié)構(gòu)。 第二節(jié) 染色質(zhì)和染色體第三十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、染色質(zhì)的化學(xué)組成核 酸蛋白質(zhì)成 分DNARNA組蛋白非組蛋白所占比例10.050.110.51.5第三十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）DNA單一序列（unique seq.) 中度重復(fù)序列（middle rep

14、etitive seq.)高度重復(fù)序列（highly repetitive seq.)第三十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.單一序列（unique sequence) 在基因組中僅有一個(gè)或幾個(gè)拷貝，負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)氨基酸組成的信息,以三聯(lián)體密碼方式進(jìn)行編碼。大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)(酶)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@種結(jié)構(gòu)形式 。第三十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.中度重復(fù)序列（middle repetitive sequence) 重復(fù)次數(shù)在10105之間。多數(shù)是不編碼的序列，構(gòu)成基因的間隔序列，在基因調(diào)控中起重要作用，涉及DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后加工等方面。有一些是有編碼

15、功能的基因，如rRNA基因，tRNA基因，組蛋白的基因、核糖體蛋白的基因等。第三十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3.高度重復(fù)序列（highly repetitive sequence) 由一些短的DNA序列呈串聯(lián)重復(fù)排列，一般為幾個(gè)、十幾個(gè)或幾十個(gè)bp，但重復(fù)拷貝數(shù)超過105，在染色體的端粒、著絲粒，構(gòu)成結(jié)構(gòu)基因的間隔，維系染色體結(jié)構(gòu)，與減數(shù)分裂中同源染色體聯(lián)會(huì)配對有關(guān)。第三十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）組蛋白 組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白，富含帶正電荷的精氨酸和賴氨酸，屬堿性蛋白質(zhì)。其含量恒定，在真核細(xì)胞中共有5種。第四十張，PPT共一百三

16、十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組蛋白的分類及特性 種類賴氨酸/精氨酸殘基數(shù)分子量 (kD)保守性存在部位及結(jié)構(gòu)作用H1存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體存在于核心顆粒，形成核小體29.0021523.0低高高極高極高H2AH2BH3H41.2212914.02.6612513.60.7713515.30.7910211.3存在于連接線上核小體蛋白，幫助DNA卷曲形成核小體第四十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組蛋白的化學(xué)修飾 乙?；嚎筛淖冑嚢彼崴鶐У碾姾?，降低組蛋白與DNA的結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行。 磷酸化：同乙酰化 甲基化：可增強(qiáng)組蛋

17、白和DNA的相互作用，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性第四十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）非組蛋白 酸性蛋白質(zhì)，帶負(fù)電荷,富含天門冬AA，谷AA等酸性AA 種類多 具有種屬和組織特異性 整個(gè)周期都能合成 特性第四十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月非組蛋白的功能 參與構(gòu)建染色體 啟動(dòng)DNA的復(fù)制 調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄 第四十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、染色質(zhì)的類型第四十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月伸展?fàn)顟B(tài)，螺旋化程度低，用堿性染料染色時(shí)著色淺而均勻的染色質(zhì)。 2.單一序列DNA和中度重

18、復(fù)序列DNA，具有轉(zhuǎn)錄活性。3.大部分位于間期核的中央，一部分介于異染色質(zhì)之間。4.在細(xì)胞分裂期，常染色質(zhì)位于染色體的臂。 (一)常染色質(zhì)（euchromatin) 第四十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）異染色質(zhì)（heterochromatin) 1.螺旋化程度高，處于凝集狀態(tài)，堿性染料染色時(shí)著色較深。2.一般位于核的邊緣或圍繞在核仁的周圍。3.轉(zhuǎn)錄不活躍或無轉(zhuǎn)錄活性。4.可分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)第四十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月組成性異染色質(zhì)（constitutive heterochromatin) 在各種細(xì)胞類型的細(xì)胞周期中（除復(fù)制期外）

19、都呈濃縮狀態(tài)，由高度重復(fù)的DNA序列構(gòu)成；在中期染色體上常位于染色體的著絲粒區(qū)，端粒區(qū)、次縊痕等部位；具有遺傳惰性，不轉(zhuǎn)錄也不編碼蛋白質(zhì)；在復(fù)制行為上，較常染色質(zhì)早聚縮晚復(fù)制。 第四十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月兼性異染色性（facultative heterochromatin) 在某些細(xì)胞類型或在一定發(fā)育階段，原來的常染色質(zhì)聚縮，喪失轉(zhuǎn)錄活性，變?yōu)楫惾旧|(zhì)。兼性異染色質(zhì)的總量隨細(xì)胞類型而變化，一般胚胎細(xì)胞含量少，高度分化的細(xì)胞含量較多，說明隨著細(xì)胞分化，較多的基因漸次以聚縮狀態(tài)而關(guān)閉。因此，染色質(zhì)的壓縮折疊可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。第五十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)

20、作于2022年6月常、異染色質(zhì)的區(qū)別 常染色質(zhì) 異染色質(zhì)螺旋化程度低高染 色 較淺較深 間 期核中央核邊緣 分裂期染色體臂著絲粒區(qū)和端粒區(qū) 活 性常轉(zhuǎn)錄很少轉(zhuǎn)錄 復(fù)制時(shí)間S 早、中期S 晚期第五十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月染色質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：核小體染色質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：螺線管染色質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：超螺線管染色質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：染色單體（一）染色質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)模型三、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)與包裝第五十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.一級結(jié)構(gòu) 核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，為染色質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)， 10nm。染色體的基本結(jié)構(gòu)-核小體第五十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月

21、球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm連接DNA（60bp） H1 H1核小體核心部連接部DNA分子：140160bp、1.75圈組 蛋 白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚體組 蛋 白：H1DNA分子：60bp核小體第五十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2 .二級結(jié)構(gòu) 螺線管是染色質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，6個(gè)核小體纏繞一圈形成的中空性管. 外30nm; 內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。染色質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)螺線管第五十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)10n

22、m組蛋白H1第五十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3 .三級結(jié)構(gòu)超螺線管為染色質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，它是由螺旋管進(jìn)一步盤曲而形成。4 .四級結(jié)構(gòu)超螺線管進(jìn)一步折疊成為四級結(jié)構(gòu)染色單體。（DNA分子長度壓縮至1/80001/10 000）。第五十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）染色質(zhì)的袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型 (loop model)一、二級結(jié)構(gòu)與四級結(jié)構(gòu)模型一致：核小體（10nm），螺線管（30nm）30nm螺形成袢環(huán)第五十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月袢環(huán)模型（loop model）染色體支架（非組蛋白

23、）袢環(huán)（ 30nm螺線管）123456789101112131415161718第六十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、染色體第六十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色單體次縊痕短臂（p）長臂（q）隨體常染色質(zhì)區(qū)異染色質(zhì)區(qū)主縊痕（初級縊痕）第六十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月中期染色體按著絲粒的位置分為： 1/25/8中央著絲粒染色體5/87/8亞中著絲粒染色體7/8 近端著絲粒染色體中部亞中部近端部端部 末端處染色體的類型第六十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于202

24、2年6月主縊痕模式圖動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域配對結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域第六十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月隨體染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕，與核仁的形成有關(guān)，稱為核仁組織區(qū)（NOR)。第六十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月端粒（telomere）第六十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 生殖細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞含有端粒酶，可以使端?；謴?fù)原長。 端粒是存在于染色體末端的特化部位。通常由一簡單重復(fù)的序列組成,進(jìn)化上高度保守。可以保護(hù)染色體末端不被降解，并防止與其它染色體的末端融合。 正常染色體每復(fù)制一次,端粒序列減少50100個(gè)bp,因而端粒也被稱為細(xì)胞的生命鐘

25、,當(dāng)端粒縮短到一定程度，即是細(xì)胞衰老的標(biāo)志。端粒（telomere）第六十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 端粒酶是一種由蛋白質(zhì)和RNA組成的核糖核蛋白酶。具有延長端粒末端重復(fù)序列的功能，如果端粒酶活性喪失，端粒將逐漸縮短，從而導(dǎo)致細(xì)胞衰老。端粒酶端粒酶與端粒的關(guān)系第六十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 2009年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給三名科學(xué)家，他們解決了生物學(xué)的一個(gè)重大問題：在細(xì)胞分裂時(shí)染色體如何完整地自我復(fù)制以及染色體如何受到保護(hù)以免于退化。這三位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者向我們展示，解決辦法存在于染色體末端端粒，以及形成端粒的酶端粒酶。 第七十張，PPT共一百三

26、十二頁，創(chuàng)作于2022年6月Elizabeth H. Blackburn 伊麗莎白-布萊克本Carol W. Greider 卡羅爾-格雷德Jack W. Szostak杰克-紹斯塔克University of California San Francisco, CA, USA美國加州大學(xué)舊金山分校Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, MD, USA 巴爾的摩約翰-霍普金斯醫(yī)學(xué)院Harvard Medical School; Massachusetts General Hospital Boston, MA, USA; 哈

27、佛醫(yī)學(xué)院第七十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）染色體穩(wěn)定遺傳的功能序列第七十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月.自主復(fù)制序列（autonomously replicating sequence, ARS） 是DNA復(fù)制的起點(diǎn)；均有一段保守序列： 200bp-A(T)TTTAT(C)A(G)TTTA(T)-200bp, 2.著絲粒序列 (centromere DNA sequence, CEN) 其功能是形成著絲粒，使細(xì)胞分裂中染色體能夠準(zhǔn)確地分離。由串聯(lián)重復(fù)序列組成；含有11個(gè)高度保守的堿基序列： -TGATTTCCGAA-，第七十三張，PPT共一百三十二頁

28、，創(chuàng)作于2022年6月 草履蟲的：TTGGGG 錐蟲的：TAGGG 擬南芥的：TTTAGGG 人的：TTAGGG3.端粒序列 (telomeric sequence, TEL) 不同生物的端粒序列都很相似，由長5-10bp的重復(fù)單位串聯(lián)而成。第七十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 保證染色體末端的完全復(fù)制，端粒DNA提供復(fù)制線性DNA末端的模板。 在兩端形成保護(hù)性的帽結(jié)構(gòu)，使DNA免受核酸酶和其他不穩(wěn)定因素的破壞和影響。 在細(xì)胞的壽命、衰老和死亡中起作用。端粒的功能：第七十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）人類的正常核型 一個(gè)體細(xì)胞（somatic cell

29、）中的全部染色體，按其大小和形態(tài)特征排列所構(gòu)成的圖像。 1. 核型（Karyotype）2.染色體的顯帶技術(shù) 用特殊的染色方法使染色體在其長軸上顯出明暗交替或染色深淺不同的橫紋帶（band）。第七十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月采血接種培養(yǎng)秋水仙素處理收集細(xì)胞低滲固定制片染色觀察染色體標(biāo)本的制備3)羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備2)骨髓細(xì)胞染色體標(biāo)本制備1)人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染 色體標(biāo)本制備抽羊水最佳時(shí)間妊娠1620周第七十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶：喹吖因或熒光染料G帶：Giemsa染色R帶：Q、G反帶高分辨帶C帶：著絲

30、粒等區(qū)的異染色質(zhì)T帶：端粒N帶：NOR區(qū)酸性蛋白第七十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（四） 巨型染色體是一類形態(tài)特殊、體積巨大的染色體 在某些生物的細(xì)胞中，可以觀察到一些特殊的、體積巨大的染色體，被稱為巨型染色體（giant chromosome），包括燈刷染色體（lampbrush chromosome）和多線染色體（polytene chromosome）。第七十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 燈刷染色體為一類普遍存在于魚類、兩棲類等動(dòng)物卵母細(xì)胞中、處于第一次減數(shù)分裂雙線期的染色體，它是一個(gè)二價(jià)體，包含4條染色單體。該類染色體中央存在由染色粒構(gòu)成的主軸，

31、從染色粒向兩側(cè)伸出一系列對稱的側(cè)環(huán)，呈現(xiàn)“燈刷樣”形態(tài)。1. 燈刷染色體呈燈刷樣形態(tài)結(jié)構(gòu)第八十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月兩棲類卵母細(xì)胞中的燈刷染色體第八十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 大部分DNA以染色粒形式存在，無轉(zhuǎn)錄活性，而側(cè)環(huán)是RNA轉(zhuǎn)錄活躍的區(qū)域，每一個(gè)側(cè)環(huán)往往是一個(gè)大的轉(zhuǎn)錄單位，或由幾個(gè)轉(zhuǎn)錄單位構(gòu)成，是一個(gè)固定的染色質(zhì)功能單位，常有新轉(zhuǎn)錄RNA結(jié)合其上。 燈刷染色體側(cè)環(huán)上的RNA主要是mRNA，mRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成無活性的RNP顆粒，這些顆粒存在于卵母細(xì)胞中，以便受精之后使用。因此燈刷染色體的形態(tài)與卵子發(fā)生過程中營養(yǎng)儲(chǔ)備密切相關(guān)。第八十二張

32、，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 多線染色體是由多條染色體組成的結(jié)構(gòu) 多線染色體存在于雙翅目昆蟲幼蟲的唾液腺、腸、氣管等組織細(xì)胞中，因染色體DNA多次復(fù)制但不分離，子染色體呈平行排列相互連接在一起，由此形成體積巨大的由多條染色體組成的結(jié)構(gòu)，即多線染色體，如果蠅唾液腺細(xì)胞的多線染色體。第八十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月果蠅唾液腺細(xì)胞的多線染色體第八十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 光鏡下多線染色體沿其縱軸可見一系列交替的帶與間帶，多數(shù)基因分布于帶上。果蠅發(fā)育中，多線染色體某些帶將膨大形成許多蓬松點(diǎn)，其上具有袢環(huán)樣結(jié)構(gòu)。每個(gè)袢環(huán)具有一個(gè)基因，隨

33、著基因轉(zhuǎn)錄的進(jìn)行，袢環(huán)染色質(zhì)將逐漸由折疊狀態(tài)變?yōu)樯煺?，以適應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄。 同種屬不同個(gè)體間多線染色體的帶型基本一致，但不同種果蠅多線染色體的帶型差異很大，研究發(fā)現(xiàn)帶型與基因有關(guān)。多線染色體并非細(xì)胞內(nèi)的惰性結(jié)構(gòu)，而是動(dòng)態(tài)的，含有許多在發(fā)育的特定階段形成的蓬松點(diǎn)區(qū)域，是DNA轉(zhuǎn)錄成RNA的結(jié)果。第八十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核仁(nucleolus)第三節(jié) 核 仁第八十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核仁電鏡照片第八十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月光鏡：核仁通常是勻質(zhì)的球體，具較強(qiáng)的折光性，易被酸性或堿性染料著色電鏡：核仁裸露無膜、由纖維絲

34、構(gòu)成，包括纖維成分、顆粒成分、核仁相隨染色質(zhì)和核仁基質(zhì)。一、核仁的結(jié)構(gòu)第八十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核仁相隨染色質(zhì)核仁周圍染色質(zhì)：核仁內(nèi)染色質(zhì) ：包圍在核仁周圍的染色質(zhì)，高度螺旋，屬異染色質(zhì)。伸入核仁內(nèi)的染色質(zhì)，處于非螺旋狀態(tài)，屬常染色質(zhì)，載有rRNA基因（rDNA）,此段DNA稱核仁組織區(qū)（NOR）,它是形成核仁的部位。第八十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月直徑58nm，多在核仁的中心部位?？杀籖NA酶和蛋白酶消化，故纖維成分為RNA與蛋白質(zhì)的復(fù)合物，它可在核仁內(nèi)構(gòu)成海綿狀網(wǎng)架。 纖維中心和致密纖維組份顆粒成份核仁的周邊部分，電子密度較高，顆粒直徑15

35、20nm，為核糖體的前體。核仁基質(zhì)低電子密度、無定形的蛋白質(zhì)物質(zhì)，為上述三種結(jié)構(gòu)的存在環(huán)境。第九十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、核仁的形成 核仁隨細(xì)胞的周期性變化而變化， 而核仁染色體的凝集（前期）與解凝集（末期），決定核仁的消失和重現(xiàn)。核仁組織區(qū)（nucleolar organizer region NOR) 人類有5對染色體上存在核仁組織區(qū)，它們都是短臂上帶有隨體的染色體（D組：13、14、15；G組：21、22）這些染色體稱核仁染色體。其短臂末端與隨體之間有染色質(zhì)細(xì)絲相連（DNA袢環(huán)），含rRNA基因，可指導(dǎo)rRNA的合成。第九十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于20

36、22年6月核膜核仁含有rDNA的10個(gè)伸展的間期染色體袢環(huán)進(jìn)入核仁中第九十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 間 期有12個(gè)或多個(gè)核仁。分裂前期染色質(zhì)濃縮、rRNA合成停止，rDNA袢環(huán)逐漸縮回到染色體，核仁消失。 分裂末期染色體解旋，rDNA伸展，合成rRNA，組建成新的核仁。第九十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、核仁的功能合成、加工rRNA和裝配核糖體亞基的重要場所。（一）rRNA合成和加工定位在核仁組織區(qū)（NOR）的rDNA呈串狀重復(fù)排列（中度重復(fù)順序）第九十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022

37、年6月rDNArRNA轉(zhuǎn)錄單位3nm間隔片段轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的終點(diǎn)RNA聚合酶蛋白質(zhì)顆粒rDNA轉(zhuǎn)錄rRNA(45S rRNA前體、纖維狀)顆粒狀（18s 5.8s 28srRNA、蛋白質(zhì)顆粒）剪切、加工加工、包裝核糖體的亞基第九十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 核仁是裝配核糖體大小亞基的場所，核糖體的大小亞基在核仁中裝配成熟后，通過核孔轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中，形成有功能的核糖體。（二）核糖體亞基的組裝45S rRNA核糖體蛋白共同加工裝配第九十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核仁在核糖體合成和組裝中的作用第九十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月狹義：核基

38、質(zhì)(nuclear skeleton)核骨架廣義：包括核基質(zhì)、核纖層、核 孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)體系、染色 體骨架 核基質(zhì)又稱核骨架（nuclear skeleton）第四節(jié) 核 基 質(zhì)第九十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 真核細(xì)胞核內(nèi)除去核膜、核纖層、染色質(zhì)與核仁以外的一個(gè)以纖維蛋白成分為主的精密網(wǎng)架體系。核基質(zhì)充滿整個(gè)核內(nèi)空間。核基質(zhì)(inner nulear matrix)一、形態(tài)結(jié)構(gòu)和基本組分第一百張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核基質(zhì)基本組分(非組蛋白性質(zhì))纖維蛋白核基質(zhì)蛋白是各種類型細(xì)胞共有的蛋白質(zhì)核基質(zhì)結(jié)合蛋白是與細(xì)胞類型及分化程度相關(guān)的蛋白質(zhì)RNA：RNA

39、與蛋白質(zhì)結(jié)合成RNP復(fù)合物 DNA：可能是染色質(zhì)殘余部分 第一百零一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、核基質(zhì)的功能（一）與DNA復(fù)制有關(guān)(DNA復(fù)制位點(diǎn)結(jié)合于核基質(zhì)上)體外培養(yǎng)的3T3成纖維細(xì)胞大鼠再生肝細(xì)胞3H-TdR進(jìn)行脈沖標(biāo)記分離核基質(zhì)30分鐘內(nèi)，發(fā)現(xiàn)與核基質(zhì)緊密結(jié)合的DNA中有90%是新合成的DNA。第一百零二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月(二）參與基因表達(dá)的調(diào)控3H-尿核苷脈沖標(biāo)記Hela細(xì)胞95%以上的放射性存在于核基質(zhì)上 1. 核基質(zhì)與基因轉(zhuǎn)錄活性說明RNA是在核基質(zhì)上進(jìn)行合成的第一百零三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 Volges

40、tin等(1983) 用雌激素刺激雞輸卵管細(xì)胞中卵清蛋白基因的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)只有活躍轉(zhuǎn)錄的卵清蛋白基因才能結(jié)合于核基質(zhì)上，而不轉(zhuǎn)錄的珠蛋白基因不結(jié)合。 Hentzen等(1984) 報(bào)道了成紅細(xì)胞中正在轉(zhuǎn)錄的珠蛋白基因結(jié)合于核基質(zhì)上。 上述實(shí)驗(yàn)表明，具有轉(zhuǎn)錄活性的基因結(jié)合在核基質(zhì)上，核基質(zhì)上有RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)。 第一百零四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.核基質(zhì)與hnRNA的加工 Ciejek(1982)等以小雞輸卵管細(xì)胞為材料，在-20低溫條件下（降低內(nèi)源核糖核酸酶活性）分離出核基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)所有的卵清蛋白和卵黏蛋白mRNA的前體都僅存在于核基質(zhì)中。有人則具體指出hnRNA上的

41、polyA區(qū)可能就是hnRNA在核基質(zhì)中的附著點(diǎn)。 第一百零五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）參與DNA的包裝與染色體的構(gòu)建(染色體“袢環(huán)”模型) （四）核基質(zhì)與病毒復(fù)制 核內(nèi)病毒的發(fā)生與核基質(zhì)相關(guān)。單純皰疹病毒核衣殼在核基質(zhì)上裝配。腺病毒的hnRNA在拼接過程中能與核基質(zhì)結(jié)合。腺病毒（核內(nèi)DNA病毒）的復(fù)制和裝配與核基質(zhì)關(guān)系密切。 第一百零六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 一方面它是遺傳信息的主要貯存庫，整套的遺傳信息貯存在細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)胞分裂周期中，這些遺傳信息可通過復(fù)制傳遞給下一代細(xì)胞。 另一方面，遺傳信息表達(dá)時(shí)，帶有指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成信息的mRNA，以及

42、在蛋白質(zhì)合成中起重要作用的rRNA和tRNA都來自于細(xì)胞核。細(xì)胞核的功能主要有兩個(gè)方面：第五節(jié) 細(xì)胞核的功能第一百零七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、貯存、傳遞遺傳信息第一百零八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 DNA分子合成一個(gè)與自己相同的DNA分子的過程。其結(jié)果DNA含量增加一倍。1.DNA復(fù)制(replication )DNA復(fù)制的基本形式和過程DNA復(fù)制的特點(diǎn)半保留性半不連續(xù)性第一百零九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月TAATGCCGTAA-TA-TATCGGCGCA-TT AT AA T C GG CT AT AAACGCTTGCG半保留

43、復(fù)制C GG CA TA TAACGCTTGCGATGCAAA-TA-TATCGCGGCGCATTTATGCCGA-TA-TATCGGCGCA-TATGCTACGTAA-TA-TATCGGCG-C第一百一十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月5353復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制叉53535353復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制叉先導(dǎo)鏈后導(dǎo)鏈（延遲鏈）RNA引物崗崎片段第一百一十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月轉(zhuǎn)錄(transcription) ： 以DNA分子為模板，在RNA聚合酶作用下合成RNA的過程。 2.基因的轉(zhuǎn)錄第一百一十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞核的功能是由其各部

44、分共同完成的。二、指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成DNA分子攜帶遺傳信息；DNA復(fù)制和mRNA、tRNA以及5SrRNA的轉(zhuǎn)錄在核基質(zhì)進(jìn)行；核仁合成大部分rRNA并把它們和其他成分一起裝配成糖體的大、小亞基；核膜調(diào)節(jié)核質(zhì)間的物質(zhì)交換。第一百一十三張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月DNARNA聚合酶IIIIIIhnRNA45SrRNA5SrRNAtRNA剪接、戴帽加尾18SrRNA28SrRNA5.8SrRNA小亞基大亞基mRNAPro.合成信息核糖體Pro.合成 場所AA-tRNA復(fù)合物Pro.合成中的轉(zhuǎn)運(yùn)第一百一十四張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 DNA分子在誘變因子直接或間接的作

45、用下，會(huì)發(fā)生堿基組成或排列順序的變化，從而導(dǎo)致遺傳信息的改變。在體細(xì)胞發(fā)生的DNA損傷可能影響其功能或生存，而在生殖細(xì)胞發(fā)生的則可能影響到后代。 盡管環(huán)境中各種因素可對生物體內(nèi)的DNA分子結(jié)構(gòu)造成損傷，但生物體仍然保持了遺傳穩(wěn)定性。這是因?yàn)镈NA損傷后可通過細(xì)胞內(nèi)的DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)。三 、損傷的DNA分子通過DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)第一百一十五張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA損傷修復(fù)的方式1. 光修復(fù)2. 切除修復(fù)3. 重組修復(fù)4. SOS修復(fù)第一百一十六張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 光修復(fù)是最早發(fā)現(xiàn)的DNA修復(fù)方式 光修復(fù)(photo-repai

46、r)是由光修復(fù)酶（photolyase）完成的，此酶能特異性識(shí)別紫外線造成的核酸鏈上相鄰嘧啶共價(jià)鍵結(jié)合的二聚體，并與其結(jié)合，這步反應(yīng)不需要光；結(jié)合后如受300600nm波長的光照射，則此酶就被激活，將二聚體分解為兩個(gè)正常的嘧啶單體，然后酶從DNA鏈上釋放，DNA恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)。具體過程如圖第一百一十七張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月光修復(fù)過程示意圖第一百一十八張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 為完整的DNA分子區(qū)段。 UV照射形成TT，DNA空間構(gòu)型改變。 光修復(fù)酶識(shí)別DNA損傷部位并與之結(jié)合，形成酶- DNA復(fù)合體。 在光作用下，修復(fù)酶被激活，使嘧啶二聚體分開。 酶

47、-DNA復(fù)合體解體，酶釋放，DNA恢復(fù)正常構(gòu)型，光修復(fù)過程完成。 光修復(fù)主要是低等生物的一種修復(fù)方式，后來發(fā)現(xiàn)類似的修復(fù)酶廣泛存在于動(dòng)植物中。 第一百一十九張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.切除修復(fù)是細(xì)胞內(nèi)DNA損傷修復(fù)最重要的方式 切除修復(fù)（excision repair），普遍存在于各種生物細(xì)胞中，對無堿基位點(diǎn)、嘧啶二聚體、堿基烷基化、單鏈斷裂等多種DNA損傷都能起修復(fù)作用。切除修復(fù)發(fā)生在復(fù)制之前，在這種修復(fù)過程中光不起作用，但需要核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶和連接酶等的參與。 如果切除修復(fù)系統(tǒng)有缺陷，例如人的著色性干皮病患者由于缺少核酸內(nèi)切酶，對紫外線特別敏感，該病患者不能切

48、除紫外線誘發(fā)的T=T，導(dǎo)致突變積累，易患基底細(xì)胞癌。第一百二十張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 修復(fù)過程主要有以下幾個(gè)階段：已經(jīng)形成嘧啶二聚體的DNA分子片段由核酸酶識(shí)別DNA的損傷位點(diǎn)，在損傷部位的5端切開磷酸二酯鍵。不同的DNA損傷需要不同的特殊核酸內(nèi)切酶來識(shí)別和切割。由53核酸外切酶將損傷的DNA片段切除。在DNA聚合酶的作用下，以完整的互補(bǔ)鏈為模板，按53方向合成新的DNA片段，填補(bǔ)已切除的空隙。由DNA連接酶將新合成的DNA片段與原來的DNA斷鏈連接起來，完成修復(fù)過程。第一百二十一張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月嘧啶二聚體的切除修復(fù)示意圖第一百二十二張，PPT共一百三十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 重組修復(fù)應(yīng)用DNA重組方式完成修復(fù)過程 又稱復(fù)制后修復(fù)（post replication repair）。在DNA復(fù)制進(jìn)行時(shí)如果發(fā)生DNA損傷，此時(shí)DNA兩條鏈已經(jīng)解旋，其修復(fù)可用DN