細(xì)胞核和染色體

細(xì)胞核和染色體第一頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一原核細(xì)胞的核物質(zhì)分布在細(xì)胞質(zhì)中相對(duì)集中的區(qū)域。真核生物的核物質(zhì)包裹在核膜中具有相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，對(duì)于細(xì)胞中各種活動(dòng)有條不紊地進(jìn)行是有利的。這是生命的進(jìn)化。細(xì)胞核的作用：貯存、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄遺傳物質(zhì)、和調(diào)節(jié)控制細(xì)胞各種功能。細(xì)胞的活動(dòng)有周期性，分為分裂間期和分裂期。分裂間期的細(xì)胞核又叫做間期核。數(shù)目:通常一個(gè)，成熟的篩管和哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞（0）、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞(1-2）、破骨細(xì)胞(6~50）、骨骼肌細(xì)胞(數(shù)百）、植物氈絨層細(xì)胞(2~4)。細(xì)胞核第二頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一第一節(jié)：細(xì)胞核結(jié)構(gòu)1.核被膜與核孔復(fù)合體2.核仁3.染色質(zhì)和染色體的分子結(jié)構(gòu)4.其它第三頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一細(xì)胞核的形狀：

常見的為球形、卵形①核被膜②核仁③核基質(zhì)④染色質(zhì)⑤核液第四頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)核膜核仁染色質(zhì)雙層膜核孔：1、折光性較強(qiáng)易辨認(rèn)2、細(xì)胞增殖時(shí)，周期性的消失和重建成分：DNA+蛋白質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗解螺旋，變細(xì)變長(zhǎng)染色體易被堿性溶液染成深色染色質(zhì)核孔核膜核仁染色質(zhì)大分子物質(zhì)進(jìn)出的通道物質(zhì)交換細(xì)胞核第五頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.核被膜是細(xì)胞核最外層的兩層膜結(jié)構(gòu)

外核膜：常附有核糖體

內(nèi)核膜核周腔：兩層核膜之間的空隙，寬15～30nm。

核孔復(fù)合物核纖層：核膜內(nèi)表面，

厚30～160nm

中間纖維

核纖肽

保持核的形態(tài)參與染色質(zhì)和核的組裝（核纖層被磷酸化，核膜解體）gp210第六頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一核孔復(fù)合物(NPC)

直徑為80~120nm中間通道直徑僅9×15nmfish-trap結(jié)構(gòu)

外經(jīng)120nm呈8面對(duì)稱plug-中央運(yùn)輸?shù)鞍譙poke-8個(gè)輻條

ring-核質(zhì)環(huán)胞質(zhì)環(huán)

籃

第七頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一核被膜的功能物質(zhì)運(yùn)輸通道維持細(xì)胞核內(nèi)環(huán)境染色體和核內(nèi)酶分子的支架和固著部位第八頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一信號(hào)類別蛋白名稱信號(hào)在蛋白中的位置信號(hào)序列單信號(hào)SV40病毒大T抗原殘基126-132ProLysLysLysArgLysVal腺病毒E1aC-末端LysArgProArgPro流感病毒核蛋白靠近C-末端336-345AlaAlaPheGlyAspLeuArgValLeuSer二重信號(hào)非洲爪蟾核質(zhì)蛋白靠近C-末端155-171LysArgProAlaAlaThrLysLysGlyGlnAlaLysLysLysLysLeu非洲爪蟾N1核蛋白內(nèi)部534-550LysArgLysThrGluGluGluSerProLeuLysAspLysAspAlaLysLys酵母SW15轉(zhuǎn)錄因子內(nèi)部636-652LysLysTyrGluAsnValValIleLysArgSerProArgLysArgGlyArg鼠poly-ADP核糖體聚合酶內(nèi)部208-224ArgLysGlyAspGluValAspGlyThrAspGluValValLysLysLysGlu雞雌激素受體內(nèi)部205-260ArgLysAspArgArgGlyGlyGluMetMetLysGlnLysArgGlnArgGlu

幾種核定位信號(hào)的結(jié)構(gòu)

第九頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一含有豐富亮氨酸核輸出信號(hào)的貨物蛋白的輸出模型

第十頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一核輸入蛋白：

α亞基可與親核蛋白、β亞基可與核孔復(fù)合體結(jié)合在胞質(zhì)溶膠中，核輸入蛋白與親核蛋白的核定位信號(hào)識(shí)別、結(jié)合形成轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體Ran蛋白：是一個(gè)小G蛋白在胞質(zhì)中Ran-GTPRan-GDPRan核苷轉(zhuǎn)換蛋白R(shí)an-GTP與轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體結(jié)合，釋放親核蛋白；在核中Ran-GTPRan-GDPRanGAP第十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2.核仁核仁核仁染色質(zhì)纖維成分顆粒成分核仁基質(zhì)非膜性結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)：80%RNA:11%①結(jié)構(gòu)第十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一纖維中心:是rRNA基因rDNA的存在部位致密纖維成分:5nm細(xì)絲，可被RNA酶和蛋白酶消化故纖維成分為RNA顆粒成分:位于核仁的周邊部分，電子密度較高，顆粒15~20nm。為核糖體前體。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)架核仁染色質(zhì)。核仁周圍染色質(zhì)：包圍在核仁周圍的染色質(zhì)，高度螺旋，屬異染色質(zhì)。

核仁內(nèi)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)，它是形成核仁的部位。核仁基質(zhì):低電子密度、無(wú)定形的蛋白質(zhì)液體物質(zhì)。第十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一②核仁的主要功能轉(zhuǎn)錄rRNA組裝核糖體的大小亞基第十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一核仁周期：核仁隨細(xì)胞周期的進(jìn)行而呈現(xiàn)周期性變化（形成和消失）。間期細(xì)胞有1~2個(gè)或多個(gè)核仁。分裂期染色質(zhì)濃縮、rRNA合成停止，rDNA袢環(huán)逐漸縮回到染色體，核仁縮小繼而消失。細(xì)胞分裂期后末期核仁組織者染色體解旋，rDNA伸展成袢樣，在酶的作用下合成rRNA，經(jīng)積累和包裝rDNA袢環(huán)周圍又組建成新的核仁。核仁（有）核仁（消失）核仁（再現(xiàn)）③

核仁組織者區(qū)和分裂后核仁的重新裝配第十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一核基質(zhì)核基質(zhì)：光鏡下見到的核內(nèi)膠狀物，為核內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——核骨架。核基質(zhì)還應(yīng)包括核纖蛋白和核孔復(fù)合體?；瘜W(xué)成分蛋白質(zhì)（90%）：少量RNA和DNA主要是非組蛋白的纖維蛋白，相當(dāng)部分為含硫蛋白，分子量40~60KD.第十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一3.染色質(zhì)和染色體的分子結(jié)構(gòu)第十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一①

染色質(zhì)DNA真核細(xì)胞的DNA是線狀分子特點(diǎn):基因組龐大；基因序列僅占10%；相同序列反復(fù)出現(xiàn)；大部分基因中有內(nèi)含子；

基因表達(dá)調(diào)控蛋白多數(shù)結(jié)合于DNA的大溝部位。染色質(zhì)（chromatin）指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu),是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。染色體(chromosome):

指細(xì)胞在有絲分裂或減數(shù)分裂過(guò)程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。第十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

①異染色質(zhì)(濃縮染色質(zhì)、非功能性染色質(zhì)):②常染色質(zhì)(伸展染色質(zhì)、功能性染色質(zhì)):高度螺旋和盤曲、染色深、功能上不很活躍。結(jié)構(gòu)疏松處于伸展?fàn)顟B(tài)、染色淺、功能上活躍。染色質(zhì)染色質(zhì)的種類第十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)根據(jù)著絲粒位點(diǎn)不同,分為四種:①中著絲染色體(metacentric)②近中著絲染色體(submetacentric)③近端著染色體(acrocentric)④端著絲染色體(telocentric)第二十頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一長(zhǎng)度為0.2～50μm,一般為1～10μm。著絲粒

-連接兩個(gè)染色單體

動(dòng)粒（著絲點(diǎn)）-主縊痕處兩個(gè)染色單體外側(cè)表層部位的特殊結(jié)構(gòu)，它與仿錘絲微管相接觸。主縊痕-DNA含量少,染色很淺或不著色。次縊痕-位置相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)目、位置和大小是鑒定染色體個(gè)別性的一個(gè)顯著特征。隨體

-位于染色體末端的,是識(shí)別染色體的主要特征之一.

端粒-特化部分，末端有粘性，高度保守，哺乳類的序列為GGGTTA②

中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)

第二十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一為確保染色體的復(fù)制和穩(wěn)定遺傳，染色體具有3個(gè)基本元素:①自主復(fù)制序列(autonomouslyreplicatingDNAsequence,ARS)②著絲粒序列(centromereDNAsequence,CEN)③端粒序列(telomereDNAsequence,TEL)。染色體DNA的三種功能元件:第二十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一①自主復(fù)制序列(ARS)

是DNA復(fù)制的起點(diǎn).大多數(shù)具有一個(gè)11-14bp;富含AT的共有序列（ARSconsensussequence,ACS）。②著絲粒序列(centromereDNAsequence,CEN)

不同來(lái)源的CEN的共同特點(diǎn)是具有兩個(gè)彼此相鄰的核心區(qū):一個(gè)是80-90bp的AT區(qū)，另一個(gè)是11bp的保守區(qū)。CEN由大量串聯(lián)的重復(fù)序列組成，其功能是參與形成著絲粒，使細(xì)胞分裂中染色體能夠準(zhǔn)確地分離.不同生物的端粒序列都很相似，由長(zhǎng)5-10bp的重復(fù)單位串聯(lián)而成.人的重復(fù)序列為GGGTTA。真核細(xì)胞染色體端粒的重復(fù)序列不是染色體DNA復(fù)制時(shí)連續(xù)合成的，而是由端粒酶（telomerase）合成后添加到染色體末端。端粒酶是一種核糖核蛋白復(fù)合物，具有逆轉(zhuǎn)錄酶的性質(zhì)，以物種專一的內(nèi)在RNA為模板，把合成DNA的添加到染色體的3‘端。③端粒序列(telomereDNAsequence,TEL)第二十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一端粒起到細(xì)胞分裂計(jì)時(shí)器的作用，端粒核苷酸復(fù)制和基因DNA不同.每復(fù)制一次減少50-100bp，正常體細(xì)胞染色體缺乏端粒酶活性，故隨細(xì)胞分裂而變短，細(xì)胞隨之衰老。人的生殖細(xì)胞和部分干細(xì)胞染色體具有端粒酶活性，所以人的生殖細(xì)胞染色體末端比體細(xì)胞染色體末端長(zhǎng)幾千個(gè)bp。腫瘤細(xì)胞和永生細(xì)胞系具有端粒酶的活性。第二十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二節(jié)：細(xì)胞核化學(xué)組成染色質(zhì)DNA2.DNA結(jié)合蛋白質(zhì)3.RNA4.其它RNA、非組蛋白含量不同DNA、組蛋白含量穩(wěn)定（1:1）第二十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一DNA經(jīng)四級(jí)包裝形成染色體染色質(zhì)DNA第二十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2.DNA結(jié)合蛋白質(zhì)①組蛋白-與DNA非特異性結(jié)合②非組蛋白-與DNA特異性結(jié)合第二十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一①組蛋白帶正電荷，含Arg，Lys，屬堿性蛋白，共5種:核心組蛋白（corehistone）：H2A、H2B、H3、H4（將DNA分子盤繞成核小體);連接組蛋白（linkerhistone）：H1（染色質(zhì)極性

）。核小體（nucleosome）:一種串珠狀結(jié)構(gòu)，由核心顆粒和連結(jié)線DNA兩部分組成。核小體單位包括約200bp的DNA、一個(gè)組蛋白核心和一個(gè)H1。功能：參與染色體的構(gòu)建；維持染色體結(jié)構(gòu)；調(diào)節(jié)DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。第二十八頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一由H2A、H2B、H3、H4各兩分子形成八聚體，構(gòu)成核心顆粒；DNA分子以左手螺旋纏繞在核心顆粒表面，每圈80bp，共1.75圈，約146bp，兩端被H1鎖合；相鄰核心顆粒之間為一段60bp的連接線DNA。核小體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二十九頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一從DNA到染色體第三十頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一從DNA到染色體第三十一頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一②非組蛋白序列特異性DNA結(jié)合蛋白。特性:帶負(fù)電，屬酸性蛋白,富含天門冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。整個(gè)細(xì)胞周期都合成，組蛋白只在S期合成。能識(shí)別特異DNA序列，結(jié)合與氫鍵和離子鍵。功能:幫助DNA折疊、復(fù)制；調(diào)節(jié)基因表達(dá)。第三十二頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一非組蛋白與DNA結(jié)合方式:α

螺旋-轉(zhuǎn)角-α

螺旋結(jié)構(gòu)(H-T-Hmotif)α

螺旋-環(huán)-α

螺旋結(jié)構(gòu)(H-L-Hmotif)亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)(Lucinezippermotif)鋅指結(jié)構(gòu)(Zincfingermotif)非組蛋白常常是通過(guò)磷酸化與DNA結(jié)合調(diào)節(jié)基因表達(dá)第三十三頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一LucinezippermotifH-L-HmotifZincfingermotif(Cys-cys-his-his)第三十四頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一tRNA、rRNA、mRNA、snRNA（核內(nèi)小RNA);含量不到DNA量的10%。3.RNA第三十五頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一核蛋白:核內(nèi)核酸（DNA和RNA）與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的超大分子復(fù)合物。少量的水、無(wú)機(jī)鹽、脂類（磷脂+蛋白質(zhì)脂蛋白）。4.其它第三十六頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三節(jié)：細(xì)胞核功能1.遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的主要場(chǎng)所2.細(xì)胞遺傳特性和代謝活動(dòng)的控制中心第三十七頁(yè)，共四十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一染色質(zhì)包裝的多級(jí)螺旋模型

一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體10nm

二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管30nm三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管700nm四級(jí)結(jié)構(gòu)：染色單體