1、细胞核医学细胞生物学 3、是细胞生命活动的调控中心 一、细胞核最基本的功能1、贮存遗传信息(DNA)2、复制、转录遗传信息并指导蛋白 质合成3 3、数目 一般仅一个,破骨细胞有数百个二、细胞核的大小、形态、数目1 1、大小 胚胎细胞、肿瘤细胞细胞核比例大 衰老细胞细胞核比例小2 2、形态 随细胞不同而不同核被膜(nuclear envelope)染色质(chromatin)核仁(nucleolus)核基质(nuclear matrix)即核骨架(nuclear skeleton)第一节 核膜(nuclear envelope)蛋白质 占65-75%,所含酶类与内质网相似 脂类 与内质网相似,但
2、浓度有差别,胆固醇及甘油三酯的含量较高 少量的DNA、RNA 外核膜(outer nuclear membrane)内核膜(inner nuclear membrane)核周间隙(perinuclear space)核 孔(nuclear pores)(一)外核膜 与粗面内质网相连,其外表面附着核糖体。(二)内核膜 无核糖体附着,有核纤层蛋白受体,从而固定到核纤层上。(三)核周间隙 内、外核膜之间的空腔。核孔内外两层核膜融合形成的小孔。一般来说,合成功能旺盛的细胞,核孔数目较多(其数量主要是与细胞核的转录水平有关,密度大约35-65个/m2)(四)核孔 核孔是由一组蛋白质颗粒和纤维物质以特定方
3、式排列形成的复合结构,称为核孔复合体。(nuclear pore plex,NPC)1、区域化作用 内环境相对稳定;DNA复制、转录与蛋白合成有时空间隔。2、控制细胞核与细胞质之间的物质和信息流通1 1、被动运输:无机离子和小分子物质能够自由通过核膜2 2、主动运输:大分子物质 主要途径:核孔复合体胞质颗粒胞质环中央栓辐胞质纤维核质环核纤层捕鱼笼式模型组成 核孔复合体的功能:介导细胞核与细胞质之间的物质交换组蛋白,DNA聚合酶,RNA聚合酶,核糖体蛋白主动运输离子,小分子RNA,核糖体亚基 被动运输 核纤层是1amin A1amin A、lamin Blamin B、lamin C lamin
4、 C三种多肽组成的纤维网状结构。属于中间纤维蛋白,与核外中间纤维、核骨架相连。1)1)在细胞核中起支架作用2)参与核膜的重建前期:lamin 磷酸化lamin解聚核膜崩解末期:lamin去磷酸化lamin装配核膜重建 参与染色质的凝集阻碍染色质螺旋化形成染色体3 3)参与细胞核构建和DNADNA复制核纤层蛋白A 核纤层蛋白B 核纤层蛋白C第二节染色质和染色体Chromatin&chromosome 是遗传物质在细胞内的存在形式,由DNADNA、组蛋白、非组蛋白及RNARNA等组成的核蛋白复合体。染色体和染色质是同一种物质在细胞周期的不同时期中所表现的两种不同存在方式。核 酸蛋白质成 分DNAD
5、NARNARNA组蛋白 非组蛋白所占比例1 10 0、05-005-0、1 11 10 0、5-15-1、5 5 DNA随着生物进化而呈现增加趋势,但也不尽然。12条104条80条48条44条116,160条单一序列(unique seq、)中度重复序列(middle repetitive seq、)高度重复序列(highly repetitive seq、)端粒序列端粒序列着丝点序列复制源序列 RNA含量极低 1、组蛋白 组蛋白是真核细胞染色质的主要结构蛋白,富含带正电荷的精氨酸和赖氨酸,属碱性蛋白质。(二)组蛋白和非组蛋白核小体 种类赖氨酸/精氨酸残基数分子量 (kD)(kD)保守性存在部
6、位及结构作用H1存在于核心颗粒,形成核小体存在于核心颗粒,形成核小体存在于核心颗粒,形成核小体存在于核心颗粒,形成核小体29、0021523、0低高高极高极高H2AH2BH3H41、2212914、02、6612513、60、7713515、30、7910211、3存在于连接线上,锁定核小体及参与高一层次的包装 核小体蛋白,帮助DNA卷曲形成核小体2、非组蛋白 酸性蛋白质,带负电荷,富含 天门冬AAAA,谷AAAA等酸性AAAA 数量少,种类多 具有种属和组织特异性 整个周期都能合成 特性 常染色质(euchromatin)异染色质(herterchromatin)结构异染色质 兼性异染色质弱
7、嗜碱性,包装松散,有转录活性 常染色质 异染色质螺旋化程度低高染 色 较浅较深间 期核中央核边缘分裂期染色体臂着丝粒区和端粒区活 性常转录特别少转录复制时间S 早、中期S 晚期u 是构成染色质的基本结构单位,约200bp200bpu 核小体模型核心颗粒:组蛋白八聚体及周围缠绕的1、75圈DNA(约146bp)Linker DNA:连结两个核小体(约60bp)(H1:锁住DNA进出端,稳定核小体的结构)由核小体构成的染色质细丝再螺旋化,形成中空的螺线管,每个螺旋内含6个核小体。压缩7 7倍压缩6 6倍压缩4040倍压缩5 5倍(主缢痕)中期染色体的形态和结构 动粒结构域配对结构域中心结构域 随细
8、胞增殖分裂逐渐缩短,与细胞衰老有关。随体 染色体的臂上凹陷缩窄形成次缢痕,与核仁的形成有关,称为核仁组织区。五、染色体的数目、核型和带型(一)核型:指体细胞中的全部染色体组成,包括染色体的数目、大小、结构等特点。(二)带型:是染色体中的非组蛋白和DNA碱基呈现的特定带纹。显带技术:染色体经过一定处理,并用特定染定料染色后,其长轴显现出明暗或深浅相间的横行带纹。显带技术整条显带局部显带Q带:喹吖因或荧光染料G带:G染色R带:Q、G反带高分辨带C带:着丝粒等区的异 染色质T带:端粒N带:NOR区酸性蛋白18三体综合征先天愚型2121号染色体三体型患者、核型及其发生与母龄的关系 21号染色体三体型患
9、者及其核型母母亲亲生生育育年年龄龄（岁岁）出出生生先先天天愚愚型型的的危危险险率率 曾曾经经出出生生过过先先天天愚愚型型患患儿儿再再出出生生患患儿儿的的危危险险率率 45 1/50 无无明明显显增增加加 2121号染色体三体型患者出生率与母龄的关系 女性胚胎6 6个月时已完成第一次减数分裂,若在第二次减数分裂中发生染色体不分离,而形成2121三体杜纳综合症表型女性,体矮,蹼颈,后发际低性腺发育不全,原发性闭经,肘外翻。(45,X)(45,X)示47,XYY患者及其核型(有攻击性,其他正常)第三节 核 仁 真核细胞才有的结构,为非膜性结构。核仁的形状、大小、数目依生物的种类、细胞的形状和生理状态
10、而不同。真核细胞间期核中最明显的结构！光镜:核仁呈均质海绵状结构,其数目、大小与细胞的蛋白质代谢活跃程度有关。常有“核仁趋边”现象。电镜:核仁裸露无膜、有纤维丝构成组成:纤维中心致密纤维组分 颗粒成分核仁基质 细胞内特定染色体次缢痕处,含有主要rRNA(18SrRNA(18S、28S28S、5 5、8S rRNA)8S rRNA)基因的染色体区段。在人类是第1313、1414、1515、2121、2222号5 5对染色体,这5 5对染色体属于核仁染色体。具有组织形成核仁能力的染色质区1 1、定位在核仁组织区(NORNOR)的rDNArDNA呈串状重复排列(中度重复序列)约200个基因18SrRNA约2000核苷酸28SrRNA约5000核苷酸5、8SrRNA约160核苷酸2、rDNA转录45S RNA约1300013000核苷酸加工核仁是装配核糖体大小亚基的场所,核糖体的大小亚基在核仁中成熟后,通过核孔转运至细胞质中,形成有功能的。45S RNA共同加工装配rDNArDNA45SrRNA45SrRNA蛋白质RNPRNP18SrRNA18SrRNA28SrRNA28SrRNA小亚单位5 5、8SrRNA8SrRNA5SrRNA5SrRNA核仁外DNADNA大亚单位3333种PrPr、4949种PrPr、核仁在核糖体合成和组装中的作用感谢您的聆听！
