医学细胞生物学细胞核nucleus课件

第七章

细胞核(nucleus)细胞核的特点：

位置：一般位于中央，有的位于细胞的一侧或边缘。形状：多种多样，与细胞形状相适应。数量：一般为单核，有的为双核或多核。大小：5-30um核质比＝核体积细胞质体积=细胞核的主要结构：

核膜

核纤层染色质核基质核仁外核膜(outernuclearmembrane)

外核膜的形态、组成和生化反应与粗面内质网相似。

外核膜的外表面存在微管和中间纤维，参与核定位。一、内外核膜内核膜(innernuclearmembrane)

面向核质，由核纤层支撑，包围核物质。二、核周间隙

(perinuclearspace)

由内、外层核膜围成的间隙。其间充满液态不定型物质。

具有缓冲的作用；

是细胞核与细胞质进行物质交换的重要通道之一。三、核孔（nuclearpore）

电镜下核孔是由多个蛋白质颗粒以特定方式排列而成的复杂而又有规律结构，称为核孔复合体（nulearporecomplex，

NPC）。四、核膜的主要功能2.控制着细胞核与细胞质的物质交换;（1）自由扩散

无机离子，如K+、Ca2+、Mg2+、Cl-离子，水分子等；分子量小于5KD的单糖、氨基酸和核苷酸。

1.核膜的区域化作用，使转录和翻译在时空上分离;

（2）主动运输

主动运输在核孔复合体上进行。两种核转运受体：1）核转运受体（入核素）

2）能识别RNA或RNA结合蛋白的受体（出核素）第二节核纤层与核骨架一、核纤层

真核细胞中，紧贴内核膜下的一层高电子密度的纤维蛋白网。

成分：核纤层蛋白A、B、C

功能：1.为染色质提供附着的位点2.为核膜提供支架，稳定核膜3.与细胞核构建有关核膜镶嵌蛋白外核膜内核膜核周间隙ABC二、核骨架

核骨架：又称核基质，是间期核内，除去核膜、核纤层染色质和核仁之外，以非组蛋白为主组成的纤维网架结构。核骨架1.非组蛋白性的纤维蛋白：构成核骨架的基本成分。2.核基质结合蛋白：与核基质结合的酶、细胞调控蛋白等。3.RNA：维持核骨架的三维结构。DNA：不是骨架结构成分，只是功能的结合。（一）组成

（二）功能1.参与DNA的复制；2.参与基因的表达；3.参与前体RNA的加工修饰及定向运输；4.参与细胞分裂中DNA的包装和染色体的构建；5.与细胞分化相关。

分化程度越高，细胞的RNA合成能力越旺盛，核骨架越发达。第三节染色质和染色体染色质(chromatin)：

间期细胞核中，能被碱性染料染色的物质。呈细丝状、形态不规则，弥散于细胞核内。

染色体(chromosome)：

有丝分裂时，染色质组装、凝集成光镜下可见的棒状或点状结构。一、染色质和染色体的化学组成

DNA：组蛋白：RNA：非组蛋白1：1：0.05：0.5-1.5

2.组蛋白(histone)

是染色体的基本结构蛋白。呈碱性、带正电，可以与DNA分子结合，与染色体形成有关。H1：有种属和组织特异性，保守性最小。连接核小体。H2A、H2B：

含赖氨酸较多，比较保守。H3、H4：

含大量精氨酸，非常保守。组蛋白在“S期”与DNA同时合成。组蛋白的化学修饰：乙酰化/磷酸化：改变赖氨酸所带电荷，组蛋白与DNA的结合能力减弱，利于复制和转录的进行。甲基化：增强组蛋白和DNA的相互作用，降低DNA复制和转录活性。3、非组蛋白(nonhistone)：是染色体上与特异DNA序列结合的蛋白质，所以又称序列特异性DNA结合蛋白。为一类带负电的酸性蛋白。有种属和组织特异性，在整个细胞周期都能进行合成。

功能：

（1）与特异性的DNA序列相识别、结合，启动并促进基因的转录和复制，调控基因的表达；（2）促进核小体结构中DNA分子的进一步的盘曲、折叠参与染色体结构的构建。1、结构异染色质

在所有细胞核内都呈异固缩的染色质。多位于着丝粒区、端粒、次缢痕区及染色体短臂的某些节段。

2、兼性异染色质

在不同细胞类型或不同发育时期出现的异染色质区。如雌性哺乳类动物一条X染色体常表现为异染色质。三、染色质的结构与包装（一）染色质的一级结构11nm的染色质纤维—核小体(nucleosome)

核小体：200bp的DNA包绕组蛋白八聚体构成的颗粒状结构。

（二）染色质的二级结构

30nm的染色质纤维—螺线管模型

螺线管模型：每6个核小体染色质纤维螺旋式的围绕一圈，形成外径30nm，内径10nm的螺线管结构。

H1组蛋白位于螺线管的内部，对螺线管的形成有重要作用。DNA分子压缩了6倍。（三）染色体的三级结构——襻环模型

30nm的染色质纤维（螺线管）折叠形成襻环，襻环沿染色体纵轴由中央向四周放射状伸出，其基部与染色单体中非组蛋白轴相连，由此构成放射环状结构。DNA分子又压缩了40倍。（四）染色体的四级结构

徽带徽带：18个襻环以染色体骨架为中心，放射状地平面排列成一个圈，形成的结构。

约106个徽带沿轴心骨架纵向排列，形成染色单体。

1.染色单体(chromatid)

姐妹染色单体以着丝粒相连组成染色体。

四、染色体的结构2.主缢痕(primaryconstriction)

两条染色单体相连处，染色体出现向内凹陷的、浅染的缢痕区。

（1）着丝粒(centromere)

主缢痕处两条染色单体相连处。（2）动粒(kinetochore)

主缢痕着丝粒外侧，特化的圆盘状结构，与纺锤丝微管相连。qP

中央着丝粒染色体

亚中央着丝粒染色体

近端着丝粒染色体染色体分型：根据着丝粒在染色体的位置

4.

随体：

染色体短臂上的球形或棒状结构，通过染色质丝与短臂相连。带有随体的染色体称为SAT染色体。3.次缢痕除主缢痕外，在染色体上第二个浅染的缢缩部位。次缢痕在染色体上的位置相对稳定，是鉴定染色体个别性的一个显著的特征。5.端粒(telomere)：

染色体末端，由DNA和蛋白质构成的特殊结构。能够维持染色体结构的稳定，防止染色体末端粘连。同源染色体配对时，端粒可粘到核膜的一定位置。正常染色体每复制一次，端粒序列减少50—100bp。

根据染色体的大小、形态、着丝粒的位置，将人类体细胞中的46条染色体配成23对。编成A、B、C、D、E、F、G，7组，1～22号为常染色体，X、Y为性染色体。Denver体制第四节

核仁

(nucleolus)

核仁是真核细胞中最明显的结构。1~2个或多个。一般位于核的一侧，在生长代谢活跃的细胞中，核仁边集。核仁是一个高度动态的结构。随着细胞周期的进程，可以在有丝分裂期发生周期性的重建与消失。蛋白质：80％，组蛋白、非组蛋白、

核糖体蛋白及酶类rRNA：10%45S、28S、18S、5.8SDNA：8%，rDNA脂类：微量的一、主要成份二、核仁的超微结构电镜下，核仁是无界膜包裹的、由多种成分构成的网络状结构。核仁的结构包括三个不完全分隔的部分。1.核仁相随染色质

是指紧靠核仁的染色质，由10nm的染色质纤维组成。

包括：核仁内染色质核仁周围染色质

rDNA和RNA聚合酶。核仁组织者：即rDNA，核仁内染色质DNA上含有成串排列的rRNA基因，这些基因通过高速转录，可以产生rRNA，进而在组成、形成核仁的过程中发挥作用，称为核仁组织者。核仁组织者区(NOR)：在人类细胞中，rDNA基因分别定位于13，14，15，21和22号染色体上，在间期细胞中，这些核仁组织者间相互融合，形成了间期中常见的核仁，其共同构成的这样的区域称为核仁组织者区。2.纤维结构

包括正在转录形成的rRNA，还有核糖体蛋白，RNA结合蛋白（如核仁素）。3.颗粒组分

主要是RNA和蛋白质复合物（不同加工阶段的核糖体）。4.核仁基质用DNA酶和RNA酶处理核仁后残余的结构。是核仁骨架。

细胞有丝分裂过程中，核仁发生的周期性变化与核仁组织区的活动有关。三、核仁组织区与核仁周期（1）合成rRNA（2）装配核糖体四、核仁的功能核仁组装核糖体的过程1、

构成DNA、RNA的核苷酸

DNA：dAMP、dGMP、dCMP、dTMPRNA：AMP、GMP、CMP、UMP戊糖O1`H2`OH3`OH4`HHOCH2O=P-OHO磷酸5`碱嘌呤嘧啶核苷酸★