细胞核医学细胞生物学-课件

1、细胞核医学细胞生物学 细胞核医学细胞生物学 细胞核医学细胞生物学-课件细胞核医学细胞生物学-课件概 述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 质合成概 述3、是细胞生命活动的调控中心 一、细胞核最基本的功能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、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、形态 随细胞不同而不同3、数目二、细胞核的大小、形态、数目1、大小 2、形态核被膜(nuclear envelope)染色质(chromatin)核仁(nucleolus)核基质(nucle

2、ar matrix)即核骨架(nuclear skeleton)间期核细胞分裂期核被膜(nuclear envelope)染色质(chrom细胞核医学细胞生物学-课件第一节 核膜 (nuclear envelope)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,但浓度有差别,胆固醇及甘油三酯的含量较高少量的DNA、RNA 一、核被膜的化学成分蛋白质 一、核被膜的化学成分二、核膜的结构外核膜(outer nuclear membrane)内核膜(inner nuclear membrane)核周间隙(perinuclear sp

3、ace)核 孔(nuclear pores)区别于:膜间腔二、核膜的结构外核膜(outer nuclear membr细胞核医学细胞生物学-课件(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。(一)外核膜(二)内核膜(三)核周间隙 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 核孔内外两层核膜融合形成的小孔。 (四)核孔核 孔核 孔核 孔核 孔核孔复合体 核孔是由一组蛋白质颗粒和纤

4、维物质以特定方式排列形成的复合结构,称为核孔复合体。(nuclear pore plex,NPC)核孔复合体 核孔是由一组蛋白质颗粒和纤维物质以特定方式二、核被膜的功能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二、核被膜的功能1、 区域化作用 内环境相对稳定;DN核质之间的物质运输1、被动运输:无机离子和小分子物质能够自由通过核膜2、主动运输:大分子物质 主要途径:核孔复合体除了Na+核质之间的物质运输1、被动运输:无机离子和小分子物质能够自由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胞质颗粒胞质环中央栓

5、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 核孔复合体的功能: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 被动运输组蛋白, DNA聚合酶,RNA聚合酶,核糖体蛋白主动运输离子 四、核纤层 核纤层是1amin A、 lamin B、 lamin 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、组成 四、核纤层1、组成细胞核医学细胞生物学-课件2、核纤层的功能: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

6、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)参与细胞核构建和DNA复制2、核纤层的功能:1)在细胞核中起支架作用前期:lamin 核纤层蛋白A 核纤层蛋白B 核纤层蛋白C核纤层蛋白A 核纤层蛋白B 核纤层蛋白核纤层蛋白与核内膜及染色质的关系图解核纤层蛋白与核内膜及染色质的关系图解第二节染色质和染色体Chromatin & chromosome第二节Chromatin & chromosome 是遗传物质在细胞内的存在形式,由DNA、组蛋白、非组蛋白及RNA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。 概念 是遗传物质

7、在细胞内的存在形式,由DNA、组蛋白、非组细胞核医学细胞生物学-课件细胞核医学细胞生物学-课件一、化学组成核 酸蛋白质成 分DNARNA组蛋白非组蛋白所占比例10、05-0、110、5-1、5一、化学组成核 酸蛋白质成 分DNARNA组蛋白非组蛋白所占(一) DNA遗传信息的载体 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(一) DNA遗传信息的载体 DNA随着生物进化结构类型单一序列(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

8、序列着丝点序列复制源序列结构类型单一序列(unique seq、) 中度重 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 RNA含量极低 1、组蛋白(二)组蛋核小体核小体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、0021523、0低高高极高极高H2AH2BH3H41、2212914、02、6612513、60、7713515、30、7910211、3存在

9、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卷曲形成核小体组蛋白的分类及特性 种类赖氨酸残基数分子量保守性存在部位H12、非组蛋白 酸性蛋白质,带负电荷,富含 天门冬AA,谷AA等酸性AA 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2、非组蛋白 酸性蛋白质,带负电荷,富含 数量少,种类多 常染色质 (euchromatin) 异染色质(herterchromatin) 结构异染色质 兼性异染色质弱嗜碱性,包装松散,有转录活性二、染色质的类型 常染色质 异染色质 结构异染色质 兼性异染常、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

10、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 晚期常、异染色质的区别 常染色质 异染色质螺旋化程度低高 是构成染色质的基本结构单位,约200bp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)(一)核小体,一级结构 三、染色体的构建 是构成染色质的基本结构单位,约200bp(一)核小体,一级核小体模型图解核小体模型图解(二)螺线管二级结构 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。(二)螺

11、线管二级结构 由核小体构成的染色质细丝再螺(三)超螺线管三级结构 以上即染色体的组装过程,均以螺旋方式实现,总称为多级螺旋模型。(四)染色单体四级结构(三)超螺线管三级结构 以上即染色体的组装过程,均染色质的高度折叠压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍染色质的高度折叠压缩7倍四、染色体的形态特征四、染色体的形态特征细胞核医学细胞生物学-课件中期染色体模式图(主缢痕)中期染色体的形态和结构 中期染色体模式图(主缢痕)中期染色体的形态和结构 着丝粒模式图动粒结构域配对结构域中心结构域着丝粒模式图动粒结构域配对结构域中心结构域 随细胞增殖分裂逐渐缩短,与细胞衰老有关。端粒(telomere) 随细胞增

12、殖分裂逐渐缩短,与细胞衰老有关。端粒(tel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。随体 染色体的臂上凹陷缩窄形成次缢痕,与核仁的形五、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。五、染色体的数目、核型和带型(一)核型: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

13、性蛋白显带整条显带局部显带Q带:喹吖因或荧光染料G带:G染色R带:18三体综合征18三体综合征先天愚型先天愚型细胞核医学细胞生物学-课件细胞核医学细胞生物学-课件21号染色体三体型患者、核型及其发生与母龄的关系 21号染色体三体型患者及其核型21号染色体三体型患者出生率与母龄的关系 女性胚胎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21三体21号染色体三体型患者、核型及其发生与母龄的关系 21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)杜纳综合症表型女性,体矮,(45,X) 示47,XYY患者及其核型(有攻击性,其他正常

14、) 示47,XYY患者及其核型(有攻击性,其他正常)第三节 核 仁第三节 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而不同。 真核细胞间期核中最明显的结构！概 述 真核细胞才有的结构,为非膜性结构。概 述细胞核医学细胞生物学-课件一、核仁的结构光镜: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 颗粒成分核仁基质一、核仁的结构光镜:核仁呈均质海绵状结构,其数目、大小与细胞 细胞内特定染色体次缢痕处,含有主要rRNA(18S、28S、5

15、、8S rRNA)基因的染色体区段。核仁组织区 在人类是第13、14、15、21、22号5对染色体,这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 细胞内特定染色体次缢痕处,含核仁组织区 在人类是第13细胞核医学细胞生物学-课件二、核仁的功能rRNA基因转录和加工的场所装配核糖体大、小亚基的场所二、核仁的功能rRNA基因转录和加工的场所rRNA合成和加工1、定位在核仁组织区(NOR)的rDNA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13000核苷酸加工rRNA合成和加工1、定位在核仁组织区(NOR)的rDNA呈 核仁是