细胞生物学第八章细胞核知识点

1、第八章 细胞核一核膜和核孔复合物1核膜 概念：位于细胞核的最外层，是细胞核与细胞质之间的界限，调控细胞核内外的物质交换和信息交流； 组成： 核外膜：表面附有核糖体，与粗面内质网（rER）相连；核内膜：表面光滑，附有一层致密的纤维网络结构（核纤层），决定细胞核形态；膜间隙：与内质网腔相通核孔: 内、外膜相互融合形成的环状开口，嵌有核孔复合体2核孔复合物（1）结构环：胞质环、核质环（核篮）；辐：柱状亚单位、腔内亚单位、环带亚单位； 中央栓（2）功能-双向选择性亲水通道被动运输：孔径10nm， 60kDa主动运输：孔径20nm亲核蛋白的核输入信号：核定位信号(NLS) ；10个氨基酸的短肽，指导亲核

2、蛋白完成核输入后并不切除（ NLS 、NES、信号肽和信号斑 )（importin/、nucleoporin、RanGTP/GDP） 亲核蛋白的入核转运：亲核蛋白通过NLS识别importin ，与可溶性NLS受体importin/异二聚体结合，形成转运复合物；在importin的介导下，转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合；转运复合物通过改变构象的核孔复合体从胞质面被转移到核质面；转运复合物在核质面与Ran-GTP结合，并导致复合物解离，亲核蛋白释放；受体的亚基与结合的Ran并与importin解离，Ran-GDP返回核内再转换成Ran-GTP状态。mRNA 、tRNA和核糖体亚基的核输出：

3、核输出信号nuclear export signal （NES） 请说明Ran在亲核蛋白的核输入过程中所起的作用。 在细胞质内, 受体(importin)与cargo protein的NLS结合受体/亲核蛋白复合物和 Ran-GDP 穿过核孔进入细胞核在核质内，在GEF作用下Ran-GDP 转变为Ran-GTP，并与受体 importin结合构象改变导致受体释放出cargo protein 受体-Ran-GTP complex 被运回细胞质, 在GAP 作用下 Ran-GTP被水解为Ran-GDP, Ran与受体 importin分离3.核纤层lamina是位于细胞核内层核膜下的纤维蛋白片层或

4、纤维网络（1）结构和组成：由核纤层蛋白laminA、B、C组成（2）功能在间期细胞中，核纤层为核膜提供一个支架；在分裂细胞中，核纤层的可逆性解聚调节核膜的崩解和重建；核纤层蛋白磷酸化时，核膜崩解；核纤层蛋白去磷酸化时，核膜重建；在间期细胞中，核纤层为染色质提供核周锚锭部位，维持和稳定间期染色质高度有序的结构；调节基因表达，调节DNA修复二染色质和染色体1组蛋白和非组蛋白与染色质DNA结合的蛋白质负责DNA分子遗传信息的组织、复制（1） 组蛋白 构成真核生物染色体的基本结构蛋白富含Arg和Lys的碱性蛋白质，等电点在pH10.0以上，可以和酸性DNA紧密结合，分为H1, H2A, H2B, H3

5、, H4五种。 H2A, H2B, H3, H4为核小体组蛋白，在进化上十分保守，没有种属和组织特异性。H1的种族保守性低，有一定的种属和组织特异性。Histone在维持染色体结构和功能的完整性上起着关键性的作用。Histone与DNA在细胞周期的S期合成。DNA复制停止，Histone合成也立即停止。（2）非组蛋白 主要指导与特异DNA序列结合的蛋白质富含天冬氨酸、谷氨酸和色氨酸的酸性蛋白质。占染色体蛋白质的6070%，在不同组织细胞中的种类和数量都不相同。在整个细胞周期中都有不同类型的非组蛋白合成。能识别并结合在特异的DNA序列上，识别和结合靠氢键和离子键。非组蛋白在调节真核生物基因表达，

6、染色体高级结构的形成等方面起着重要的作用。非组蛋白与DNA序列的结合模式螺旋-转角-螺旋模式羧基端的螺旋为识别螺旋，识别DNA大沟的特异碱基信号锌指模式Cys2/His2 锌指单位和Cys2/ Cys2锌指单位Leu拉链模式 2个蛋白质分子的螺旋之间靠Leu的疏水键形成一条拉链状结构，以二聚体形式与DNA特异结合。2染色体的分子结构模型（1）染色体的四级结构模型Korberg(1974年)：念珠模型，核小体Finch(1976年)：螺线管Bak(1977年)：超螺线管染色单体（2）袢环模型J.Painta和D.Coffey（1984年）：强调了非组蛋白在染色体包装中的作用。由螺线管形成DNA袢

7、环，每18个袢环呈放射状平面排列，结合在核基质(非组蛋白)上形成微带，大约106个微带沿纵轴构建染色单体 DNA是如何包装成染色体的？四级结构模型：有DNA和组蛋白包装成核小体，即200bp的DNA和组蛋白八聚体（ H2A, H2B, H3, H4各2个）；在H1作用下，由直径10nm的核小体串珠结构螺旋化，每圈6个核小体，形成外径30nm，内径10nm，螺距11nm的螺线管；由螺线管进一步螺旋化形成直径0.4m的超螺线管；超螺线管进一步螺旋折叠，形成长2-10m的染色单体。袢环模型：由螺线管形成DNA袢环，每18个袢环呈放射状平面排列，结合在核基质(非组蛋白)上形成微带，大约106个微带沿纵

8、轴构建染色单体。（强调了非组蛋白在染色体包装中的作用）3重要概念（1）常染色质和异染色质常染色质：间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度低，相对处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的染色质；异染色质：间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度高，处于聚缩状态，用碱性染料染色时着色深的染色质 结构（组成）异染色质：在整个细胞周期都处于聚缩状态，没有较大变化的异染色质； 特点：1、在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段；2、由相对简单、高度重复的DNA序列构成；3、有显著的遗传惰性4、在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制、早聚缩；5、占有较大部分核DNA 兼性异染色质：在发育阶段，

9、原来的常染色体聚缩，并丧失转录活性，变为异染色质。（2）着丝粒和着丝点着丝点结构域、中央结构域、配对结构域着丝粒：染色体中将两条姐妹染色单体结合起来的区域，由无编码意义的高度重复DNA序列组成，为主缢痕，连接两条染色单体，将染色单体分成长臂和短臂。；着丝点：着丝粒外面的蛋白质结构，为板状结构，是纺锤丝插入的位点。着丝粒的3种结构域 着丝点（动粒）结构域：内板、中间间隙、外板 中央结构域：卫星DNA和动粒蛋白（CENP） 配对结构域：内部着丝粒蛋白 （INCENP） 染色单体连接蛋白 （clips）（3）次缢痕和随体 次缢痕和随体是鉴别染色体的重要形态特征之一。次缢痕：除主缢痕外，染色体上其他的

10、浅缢痕部位作为鉴定染色体的标记随体：位于染色体末端的球形染色体节段，通过次缢痕区域染色体主体部分相连。次缢痕随体*人类的第13、14、15、21、22号染色体具有次缢痕和随体（4）核仁组织中心(NOR)位于次缢痕部位（并非所有次缢痕都是NOR）是rRNA的基因（rDNA）所在的部位（除5s rRNA 基因）与间期细胞核仁形成有关具有NOR的染色体称为核仁染色体（5）核型指染色体组在有丝分裂中期的表型，包括染色体数目、大小、形态特征等（6）端粒和端粒酶端粒：是染色体两个端部的特化结构，由富含G的重复DNA序列组成端粒酶：一种核糖核蛋白复合物，具有逆转录酶的性质，以其内在的RNA为模板，合成端粒重复序列，添加在DNA链3末端。（7）染色体DNA的三个功能元件DNA复制起始点 确保DNA的自我复制着丝粒使复制的染色体能平均分配到子细胞中端粒 保持染色体的独立性和稳定性三核仁1超微结构： 纤维中心、致密纤维组分、颗粒组分、核仁基质纤维中心（FC）： rDNA致密纤维组分（DFC）：rRNA颗粒组分（GC）：RNP核糖体亚单位前体颗粒核仁基质：可溶性蛋白质 真核生物细胞核糖体含有4种rRNA，即5.8S、18S、28S和5SrRNA，其中前3种基因组成一个转录单位（rDNA），存在1005000个重复