第八章细胞核-JPPT课件

细胞生物学教研室白晓春教授 博士生导师研究方向 骨代谢调节肿瘤细胞信号转导Tel 020 61648724 email baixc15 同学们好 第八章细胞核 概述第一节核被膜第二节染色质和染色体第三节核仁第四节核基质第五节细胞核的功能第六节细胞核与疾病 内容 细胞核 nucleus 概述 所谓细胞核通常是指间期核发现 1781年Trontana形状 圆形 椭圆或分支位置 中央或边缘数目 0 1或多个大小 5 10mM核质比 核质比 核体积 细胞体积 核体积 细胞核形状 数目 细胞核数目 破骨细胞 细胞核位置 脂肪细胞 诱导前 诱导后 肿瘤细胞核质比增加 Con MNU AA 概述生物进化的产物原核生物与真核生物的主要区别是遗传物质贮存 复制 转录的场所细胞内各种生化活动的调控中心真核细胞最大 最重要的的细胞器 一 核膜的结构 外核膜 outernuclearmembrane 内核膜 innernuclearmembrane 核周间隙 perinuclearspace 核孔 nuclearpores 核纤层 nuclearlamina 第一节核膜 一 内 外核膜和核周间隙 形似粗面内质网 与微管 微丝相连 外核膜 外核膜 内表面附着核纤层 内核膜 核纤层 内核膜 20 40nm 充满蛋白质和酶 与内质网有临时通道 核周间隙 核周间隙 核膜上的圆形小孔 是核 质的通道 不与核周隙相通数量与代谢有关 核孔 二 核孔 核孔复合体 nuclearporecomplex NPC 核孔复合体结构模型 NPC结构模型 捕鱼笼状 Fish frap 含gp210 p62等数百种蛋白 胞质环 外环孔颗粒8 核质环 内环孔颗粒8 辐8 柱状亚单位 腔内亚单位 环带亚单位 中央栓1 NPC结构模型 核膜的化学组成 三 核纤层 nuclearlamina 核纤层 染色质 核纤层的结构 Thestructureoflamin 核纤层的功能 1核支架2核膜重建与染色体凝集3DNA复制 参与有丝分裂时核被膜解体与重建 二 核膜的功能 一 核膜为基因表达提供了时空隔离屏障 二 核膜参与了生物大分子的合成 三 核质之间的物质运输 1 被动扩散无机离子和小分子物质可以自由通过 2 主动运输大分子物质通过核孔复合体的主动运输 组蛋白 DNA聚合酶 RNA聚合酶 核糖体蛋白 主动运输 RNA 核糖体亚基 被动运输 012 离子 小分子 核质之间的物质运输方式 亲核蛋白的核输入核定位信号 nuclearlocalizationsignal NLS 亲核蛋白通过NPC入核转运过程示意图importin a b Ran GTP 入核转运过程示意图 RNA及核糖体亚基的核输出 胶体金颗粒tRNA或5SrRNA 注入 蛙卵核内 细胞质 RNP ribonucleoproteinNES nuclearexportsignal Exportin 转录产物RNA的核输出 转录产物RNA的核输出 由DNA 组蛋白 非组蛋白及RNA等组成的复合体遗传信息的载体同一种物质在细胞周期不同时期中不同的存在形式 染色质 间期核内伸展开的DNA蛋白纤维 染色体 高度螺旋化的DNA蛋白纤维 细胞分裂期 第二节染色质和染色体 chromotinandchromotosome 染色质与染色体 一 染色质的化学组成 核酸 蛋白质 成分 DNA RNA 组蛋白 非组蛋白 所占比例 1 0 05 0 1 1 0 5 1 5 染色质DNA遗传信息载体 一条线性DNA分子基因组 genome 一 DNA 单一序列 uniqueseq 中度重复序列 middlerepetitiveseq 高度重复序列 highlyrepetitiveseq 二 组蛋白 histone 组蛋白的分类及特性 种类 赖氨酸 精氨酸 残基数 分子量 kD 保守性 存在部位及结构作用 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 00 215 23 0 低 高 高 极高 极高 H2A H2B H3 H4 1 22 129 14 0 2 66 125 13 6 0 77 135 15 3 0 79 102 11 3 存在于连接线上 核小体蛋白 帮助DNA卷曲形成核小体 组蛋白的化学修饰 乙酰化 可改变赖氨酸所带的电荷 降低组蛋白与DNA的结合 调节转录的进行 磷酸化 同乙酰化 甲基化 可增强组蛋白和DNA的相互作用 调节转录活性 三 非组蛋白 组蛋白以外染色质结合蛋白的总称 数量少 种类多 可与特异DNA序列结合 协助DNA折叠 参与启动DNA复制 调控基因转录与表达 二 常染色质与异染色质 常 异染色质的区别 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 很少转录 复制时间 S早 中期 S晚期 高 较深 核边缘 兼性异染色质 巴氏小体X小体性别鉴定 三 染色质组装成染色体 一 核小体 nucleosome 是染色质的一级结构 核小体 球状组蛋白核心 DNA双螺旋 140 160bp 1 75圈 H2A H2A H2B H2B 连接DNA 60bp 核小体 核心部 连接部 DNA分子 140 160bp 1 75圈 组蛋白 2 H2A H2B H3 H4 八聚体 组蛋白 H1 DNA分子 60bp 核小体 压缩了7倍 核酸酶消化染色质 分析结果 二 螺线管 染色质二级结构 每圈 个核小体 压缩 倍 参与 染色质的二级结构 螺旋管 螺旋管核小体 三 螺线管进一步包装 DNA7倍核小体 一级结构 6倍螺旋管 二级结构 40倍超螺旋管 三级结构 5倍染色单体 四级结构 放射环模型 四 染色体的形态结构 中期 一 染色体的形态结构 染色单体 次缢痕 短臂 p 长臂 q 随体 常染色质区 异染色质区 主缢痕 初级缢痕 染色体的主要结构 着丝粒 centromere 与着丝点 动粒 kinetochore 次缢痕 随体 satellite 端粒 telomere 核仁组织区 着丝粒 未复制的高度重复的DNA着丝点 动粒 为主缢痕处的特殊蛋白质结构 分为动粒 中央 配对结构域 动粒与着丝粒 染色体类型 中着丝粒染色体 亚中着丝粒染色体亚端着丝粒染色体 端着丝粒染色体 端粒富含 的端粒DNA和蛋白质组成 维持染色体的稳定性与完整性 端粒 染色体线性DNA分子末端端粒酶 RNA与蛋白质复合体 有逆转录酶活性 ElizabethH Blackburn伊丽莎白 布莱克本 CarolW Greider卡罗尔 格雷德 JackW Szostak杰克 绍斯塔克 UniversityofCaliforniaSanFrancisco CA USA美国加州大学旧金山分校 JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore MD USA巴尔的摩约翰 霍普金斯医学院 HarvardMedicalSchool MassachusettsGeneralHospitalBoston MA USA 哈佛医学院 端粒 telomere 着丝粒 centromere 复制源序列 replicationorigin 二 染色体稳定遗传的功能序列 核仁组织者区 rRNA基因 13 14 15 21 22号染色体 次缢痕区 三 人类的正常核型 核型 Karyotype 一个体细胞中的全部染色体 按其大小和形态特征排列所构成的图像 采血 接种 培养 秋水仙素处理 收集细胞 低渗 固定 制片 染色 观察 染色体标本的制备 3 羊水细胞培养及染色体标本制备 2 骨髓细胞染色体标本制备 1 人