大学生物9细胞核

1、细胞核核核 膜膜核核 仁仁染色质染色质核基质核基质一、细胞核结构一、细胞核结构间期细胞核结构间期细胞核结构间期细胞核包括：间期细胞核包括：核膜、染色质、核仁、核基质核膜、染色质、核仁、核基质形状：圆形、分叶核；数目：通常一个、破骨细胞形状：圆形、分叶核；数目：通常一个、破骨细胞(6-50(6-50）、骨骼肌胞）、骨骼肌胞 ( (数百）数百）由两层单位膜构成由两层单位膜构成（一）、核（一）、核 膜（核被膜膜（核被膜 nuclear envelope ）外层核外层核 膜膜内层核内层核 膜膜核核 孔复合体孔复合体核周间隙核周间隙核纤层核纤层外层核膜：外层核膜：厚约厚约7-8nm，其表面附有核糖体，并

2、与，其表面附有核糖体，并与糙面内质网相通。与胞质骨架相连固定核的位置。糙面内质网相通。与胞质骨架相连固定核的位置。内层核膜：内层核膜：有一层蛋白质网络结构附着其内表面，有一层蛋白质网络结构附着其内表面，称为核纤层（厚度称为核纤层（厚度 100nm）外层核膜外层核膜内层核膜内层核膜核纤层核纤层 核纤层核纤层( Nuclear Lamina) 由由、 、 三种三种1amin1amin组成的纤维网状结构，属于中间纤维组成的纤维网状结构，属于中间纤维蛋白，但无组织特异性，分布于所有真核细胞中。嵌入内膜脂分子蛋白，但无组织特异性，分布于所有真核细胞中。嵌入内膜脂分子层，与胞质的中间纤维、核骨架相连。层，

3、与胞质的中间纤维、核骨架相连。 lamin lamin都以二聚体的形式存都以二聚体的形式存在在, 有球形的头部、尾部、一个杆状的有球形的头部、尾部、一个杆状的螺旋中心。这些二聚体以头螺旋中心。这些二聚体以头-头、尾头、尾-尾相接的方式形成核纤层。尾相接的方式形成核纤层。核纤层的功能核纤层的功能核周间隙：核周间隙：宽宽20-40nm，充满液态物质（蛋白质和，充满液态物质（蛋白质和酶），与内质网有酶），与内质网有临时通道临时通道，可进行核，可进行核质物质交换质物质交换核孔复合体核孔复合体：核膜上的圆形小孔，孔径核膜上的圆形小孔，孔径80nm，不与，不与核周隙相通，是核核周隙相通，是核质物质交换的质

4、物质交换的直接通道，直接通道，允许水允许水溶性物质通过并选择性运输大分子物质溶性物质通过并选择性运输大分子物质核周间隙核周间隙核孔复合体核孔复合体核孔复合体中央栓中央栓（一个）（一个）胞质颗粒胞质颗粒（八个）（八个）胞质环胞质环 核质环核质环辐辐胞质纤维胞质纤维核纤层核纤层 八重对称（垂直方向）的八重对称（垂直方向）的“捕鱼笼模型捕鱼笼模型”小环小环蓝形纤维蓝形纤维（二）染色质与染色体（二）染色质与染色体细胞核内被碱性染料染色的物质。电镜下染色质为细细胞核内被碱性染料染色的物质。电镜下染色质为细丝状，每一条细丝就是一个丝状，每一条细丝就是一个DNADNA分子，人类体细胞有分子，人类体细胞有46

5、46个个DNADNA分子，配子有分子，配子有2323个，个，平均长度平均长度5cm5cm。常染色质常染色质：常位于核中央、无明显螺旋和：常位于核中央、无明显螺旋和盘曲、染色浅、功能上活跃。部分常染色盘曲、染色浅、功能上活跃。部分常染色质具有转录活性质具有转录活性异染色质异染色质：常位于核周边、高度螺旋和盘：常位于核周边、高度螺旋和盘曲、染色深、功能上不活跃。分为：组成曲、染色深、功能上不活跃。分为：组成性异染色质、兼性异染色质性异染色质、兼性异染色质染色质染色质染色质染色质D N A蛋蛋 白白 质质少量少量RNA组组 蛋蛋 白：白：富含带正电荷的富含带正电荷的Arg Arg 和和LysLys的

6、的碱性蛋白碱性蛋白非组蛋白：非组蛋白：富含带负电荷的富含带负电荷的AspAsp、GluGlu的的酸性蛋白酸性蛋白DNADNA：遗传物质，是染色质的重要组成成分，含量稳定。遗传物质，是染色质的重要组成成分，含量稳定。染色质的化学组成染色质的化学组成组蛋白组蛋白：是染色体的结构蛋白，与带负电的：是染色体的结构蛋白，与带负电的DNADNA紧密结合紧密结合分为分为H H1 1、H H2 2A A、H H2 2B B、H H3 3、H H4 4 。组蛋白。组蛋白 : DNA : DNA 1:1 1:1 ，含，含量稳定。量稳定。功能：参与染色体的构建、维持染色体结构完功能：参与染色体的构建、维持染色体结构

7、完整和稳定、抑制整和稳定、抑制 DNA的复制和转录。的复制和转录。组蛋白组蛋白 分子量分子量 （KD) 氨基酸组成氨基酸组成 种类的变异种类的变异H1 20 富含赖氨酸富含赖氨酸 不保守不保守H2A 137 精、赖氨酸含量中等精、赖氨酸含量中等 相当保守相当保守H2B 137 精、赖氨酸含量中等精、赖氨酸含量中等 相当保守相当保守H3 157 富含精氨酸富含精氨酸 高度保守高度保守H4 112 富含精氨酸富含精氨酸 高度保守高度保守 非组蛋白：非组蛋白：包括：包括：DNADNA聚合酶、连接酶、聚合酶、连接酶、RNARNA聚合聚合酶、结构蛋白、调节蛋白等。功能：参与染色体的构酶、结构蛋白、调节蛋

8、白等。功能：参与染色体的构建、启动基因复制、调控基因转录建、启动基因复制、调控基因转录 RNA: RNA:新合成的新合成的tRNAtRNA、rRNArRNA、HnRNAHnRNA以及以及snRNAsnRNA 其它其它：少量水、无机盐、脂类：少量水、无机盐、脂类 染色体的结构：染色体的结构：染色质各化学组分之间的关系染色质各化学组分之间的关系及相互形成的构造。及相互形成的构造。核小体核小体是染色质的基本结构是染色质的基本结构单位，也是染色体的一级结构单位，也是染色体的一级结构组蛋白八聚体核心组蛋白八聚体核心H4DNA双螺旋双螺旋(140-160bp、1.75圈）圈）H3H4H3H2AH2AH2B

9、H2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B 11nm连接连接DNA（50-60bp） H1 H1核小体核小体核心部核心部连接部连接部DNA分子：分子：140-160bp、1.75圈圈组组 蛋蛋 白：白：2（H2A、H2B、H3、H4）八）八聚体聚体组组 蛋蛋 白：白：H1DNA分子：分子：5060bp核小体核小体染色体一级结构：核小体（染色体一级结构：核小体（nucleosome)nucleosome)模型模型示串珠状的核小体（染色质纤维示串珠状的核小体（染色质纤维 11nm） 内内10nm 外外30nm组蛋白组蛋白H1染色体二级结构：螺线管染色体二级结构：螺线管30nm染色质染色质纤维纤

10、维 一、多级螺旋模型多级螺旋模型染色体组装的结构模型染色体组装的结构模型二、放射环模型二、放射环模型染色体支架染色体支架（非组蛋白）（非组蛋白）襻环（襻环（ 30nm螺旋管）螺旋管）123456789101112131415161718微微 带带一条染色单体约有一条染色单体约有106个微带。个微带。染色单体染色单体Human Chromosomes中期染色体中期染色体chromosome染色质与染色体是同一物质在不同时期的表现形式。染色质与染色体是同一物质在不同时期的表现形式。染色单体染色单体主缢痕（初级缢痕）主缢痕（初级缢痕）次缢痕次缢痕着丝粒：含高度重复着丝粒：含高度重复DNA不含组蛋白不

11、含组蛋白短臂短臂（p）长臂长臂（q）外层外层中层中层内层内层纺锤体微管纺锤体微管着丝点着丝点（动粒）（动粒）随体随体常染色质区常染色质区异染色质区异染色质区着丝点（动粒）：是两条染色单体外表面在初缢痕处的附加结构着丝点（动粒）：是两条染色单体外表面在初缢痕处的附加结构（蛋白质成分），是染色体的运动中心。（蛋白质成分），是染色体的运动中心。动粒动粒染色体的四种类型：染色体的四种类型：1/25/8中央着丝粒中央着丝粒染色体染色体5/87/8亚中着丝粒亚中着丝粒染色体染色体7/8 近端着丝粒近端着丝粒染色体染色体中中部部亚亚中中部部近近端端部部端端部部 末端处末端处端着丝粒端着丝粒染色体染色体 双链

12、双链DNADNA序列序列 端粒结合蛋白端粒结合蛋白端粒端粒（telomeretelomere）：）：线状染色体末端的线状染色体末端的一小段一小段DNADNA蛋白质复合物蛋白质复合物，端粒防止染色体被降解、融合及染色体的，端粒防止染色体被降解、融合及染色体的错误行为，从而使染色体结构保持稳定和完整错误行为，从而使染色体结构保持稳定和完整 。 DNA DNA分子分子每次复制，端粒就缩短一点，每次复制，端粒就缩短一点， 所以端粒长度反映了细胞复所以端粒长度反映了细胞复制史及复制潜能。制史及复制潜能。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持功能和稳定的三大端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持功能和稳定的三大要

13、素。要素。端粒端粒 染色体端粒染色体端粒( (三三 ). ). 核核 仁仁( nucleolus( nucleolus）化学成分化学成分蛋白质蛋白质 ：80% 核糖体蛋白、组蛋白、非组蛋白、酶核糖体蛋白、组蛋白、非组蛋白、酶R N A : 10%D N A : 8% 主要指核仁相随染色质主要指核仁相随染色质 核仁的超微结构核仁的超微结构核核 仁仁核仁染色质核仁染色质致密纤维成份致密纤维成份颗粒成份颗粒成份核仁基质核仁基质由由RNA纤维构纤维构成的海绵状结成的海绵状结构构纤维中心：纤维中心：1 . 纤维中心纤维中心（FC ) FC ) ：被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的：被致密纤维包围的一

14、个或几个低电子密度的圆形结构，主要由几条染色体伸出的圆形结构，主要由几条染色体伸出的DNADNA襻环组成，含有襻环组成，含有rDNArDNA和和RNARNA聚合酶。聚合酶。 rDNArDNA是多拷贝基因，没有组蛋白核心，是裸露的是多拷贝基因，没有组蛋白核心，是裸露的DNADNA节段。节段。核仁相随染色质分成两个部分：核仁相随染色质分成两个部分：1 1、核仁周围染色质：包围在核仁周围的染色质，属异染色质。、核仁周围染色质：包围在核仁周围的染色质，属异染色质。 2 2、核仁内染色质：、核仁内染色质： 伸入核仁内的染色质，属常染色质，上伸入核仁内的染色质，属常染色质，上有有rDNArDNA，称核仁组

15、织区（，称核仁组织区（NORNOR），它是形成核仁的部位。），它是形成核仁的部位。3 3、具有具有NORNOR的染色体数目依不同细胞种类而异，人有的染色体数目依不同细胞种类而异，人有5对染色对染色体即体即13、14、15、21、22号染色体上有核仁组织区。号染色体上有核仁组织区。核仁组织区（核仁组织区（NOR）：人类有人类有5 5对染色体短臂上带有随体，该对染色体短臂上带有随体，该处次缢痕上面存在处次缢痕上面存在核仁组织区核仁组织区，D D组：组：1313、1414、1515；G G组组：2121、2222。这些染色。这些染色体称体称核仁组织者染色体核仁组织者染色体核膜核膜核仁核仁含有rDNA

16、的10个伸展的DNA襻环进入核仁中机械剪切机械剪切分离的含有不完整染色体袢环的核仁 2 . 致密纤维成份致密纤维成份（DFC）环形或半月形包围环形或半月形包围FCFC，由新合成的，由新合成的rRNArRNA及与之结合的及与之结合的蛋白质组成，使蛋白质组成，使核仁内呈海绵状网架。核仁内呈海绵状网架。转录主要发生转录主要发生在在FCFC与与DFCDFC的交界处。的交界处。3 . 3 . 颗粒成份颗粒成份：位于核仁的周边部分，电子密度较高，：位于核仁的周边部分，电子密度较高，为不同加工阶段的核糖体颗粒。为不同加工阶段的核糖体颗粒。4 . 核仁基质核仁基质：液体物质，为上述三种结构的存在环境。 核仁周

17、期：核仁周期：核仁是一种动态结构，核仁随细胞周期的进行核仁是一种动态结构，核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化（形成和消失）。而呈现周期性变化（形成和消失）。间间 期期细胞有细胞有12个或个或多个核仁。多个核仁。分分 裂裂 期期染色质浓缩、染色质浓缩、rRNA合成停合成停止，止，rDNA袢袢环逐渐缩回到环逐渐缩回到染色体，核仁染色体，核仁缩小、消失。缩小、消失。 细胞分裂后末期细胞分裂后末期核仁组织者染色体核仁组织者染色体解旋，解旋，rDNA伸展成伸展成襻样，在酶的作用襻样，在酶的作用下合成下合成rRNA，经积，经积累和包装，累和包装，rDNA袢袢环周围又组建成新环周围又组建成新的核仁。的核仁

18、。核仁：有核仁：有 消失消失 融合再现融合再现核仁的功能：核仁的功能：转录加工rRNA、组装和运输核糖体亚单位。rDNArRNA转录单位转录单位间隔间隔片段片段转录的起点转录的起点转录的终点转录的终点RNA聚合酶聚合酶蛋白质颗粒蛋白质颗粒rDNA转录转录rRNA(45S rRNA前体、纤维状前体、纤维状)颗粒状颗粒状（18s 5.8s 28srRNA、蛋白、蛋白质颗粒）质颗粒）剪切、加工剪切、加工加工、包装加工、包装核糖体的亚基核糖体的亚基人基因组含人基因组含200200个个rDNArDNA拷贝拷贝45sRNA45sRNA核糖体前体核糖体前体大小大小亚基前体，这一过程几乎同时进行。亚基前体，这一过程几乎同时进行。蛋白质蛋白质四四 . 核核 基基 质质又称核骨架，除核膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内三维蛋白网架。核基质与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等生命活动密切相