《分子细胞与组织教学课件》5.细胞核的结构与功能.ppt

第一节第一节 核被膜核被膜nuclear envelope一、内外层核膜和核周间隙一、内外层核膜和核周间隙二、核孔二、核孔三、核纤层三、核纤层四、核被膜的主要功能四、核被膜的主要功能五、细胞有丝分裂时核膜的解聚和重新形成五、细胞有丝分裂时核膜的解聚和重新形成内外层核膜内外层核膜一、内外层核膜和核周间隙一、内外层核膜和核周间隙Inner and outer nuclear membrane&Perinuclear space内外层核膜：内外层核膜：构成细胞核和细胞质之间的分隔核周间隙：核周间隙：内、外层核膜交会形成的腔隙，与内质网腔相通外层核膜与内质网相连内层核膜内表面与核纤层相贴附二、核孔二、核孔（Nuclear pore）核孔核孔：核膜上的孔洞，其边缘为内、外层核膜融合形成核孔复合体：核孔复合体：组成核孔的一组蛋白质颗粒以特定排列方式形成的复合体，可以从核膜上分离出来核核 纤纤 层层三、核纤层三、核纤层（Nuclear lamina）高等真核细胞内层核膜下由纤维蛋白构成的网络壳层。1 1.(.(核被膜核被膜)分隔细胞核与细胞质分隔细胞核与细胞质2.2.(核孔核孔)沟通细胞核与细胞质之间物质双向交流沟通细胞核与细胞质之间物质双向交流3.3.(核纤层核纤层)提供染色质和染色体的附着位点提供染色质和染色体的附着位点 四、核被膜的主要功能四、核被膜的主要功能（核被膜）分隔细胞核与细胞质（核被膜）分隔细胞核与细胞质核膜包围核物质形成特定的代谢环境核膜包围核物质形成特定的代谢环境将将RNA合成和蛋白质合成分开合成和蛋白质合成分开communicationofmaterialandinformation细胞核细胞核细胞质细胞质物质与信息交流物质与信息交流转录加工转运翻译降解(核孔核孔)沟通细胞核与细胞质之间的物质双向交流沟通细胞核与细胞质之间的物质双向交流遗传物质复制、转录、加工所需酶、蛋白质入核遗传物质复制、转录、加工所需酶、蛋白质入核RNA和核糖核蛋白复合体出核和核糖核蛋白复合体出核转录以及转录以及RNA加工加工染色体复制染色体复制蛋白质合成蛋白质合成核糖体亚基核糖体亚基(核纤层核纤层)提供染色质和染色体的附着位点提供染色质和染色体的附着位点染色体上两个位点（染成黄色和红色）附着于核被膜内面的核纤层上（绿色显示核纤层蛋白）第二节第二节 染色质和染色体染色质和染色体 chromatin&chromosome一、染色质和染色体的形态一、染色质和染色体的形态二、染色质和染色体的化学组成二、染色质和染色体的化学组成三、三、DNA分子分子四、染色体蛋白质四、染色体蛋白质五、五、DNA分子的包装分子的包装六、六、DNA分子的包装形式与基因表达调控分子的包装形式与基因表达调控七、染色质和染色体的功能七、染色质和染色体的功能染色质染色质(chromatin)：间期：伸展、细长结构，一定程度的互相缠绕。间期：伸展、细长结构，一定程度的互相缠绕。透射电镜观察，呈点状、块状点状、块状，特殊方法处理使染色质铺展，可见呈纤维状。纤维状。光镜下能被染料显示，但形态结构不可见。光镜下能被染料显示，但形态结构不可见。电镜下呈纤维状电镜下呈纤维状的染色质的染色质电镜下的染色质电镜下的染色质光镜下的染色质光镜下的染色质细胞核电镜照片细胞核电镜照片异染色质异染色质常染色质常染色质异染色质：核膜下、核仁周围及核内散在，高电子密度异染色质：核膜下、核仁周围及核内散在，高电子密度常染色质：异染色质之间的浅染区域常染色质：异染色质之间的浅染区域染色体染色体(chromosome):分裂期：卷曲、紧缩、螺旋化、棒状结构。分裂期：卷曲、紧缩、螺旋化、棒状结构。（光镜、电镜下均可见）光镜下：碱性染料着色，棒状棒状（或花瓣状花瓣状）。）。扫描电镜下分裂中期染色体：H形形。光镜下看到的染色体光镜下看到的染色体电镜下看到的染色体电镜下看到的染色体 两者之间的区别主要并不在于化学组成上的差异，两者之间的区别主要并不在于化学组成上的差异，而在于而在于包装程度包装程度不同，反映了它们处于细胞周期不同不同，反映了它们处于细胞周期不同阶段的典型形态。阶段的典型形态。DNADNA分子在分子在间期间期核中以较为伸展的形式存在，在核中以较为伸展的形式存在，在分分裂期裂期则以高度紧缩的形式存在。则以高度紧缩的形式存在。染色质染色质和和染色体染色体(一一)DNA（双螺旋）双螺旋）(二二)染色体蛋白质染色体蛋白质染色质或染色体染色质或染色体1.组蛋白组蛋白2.非组蛋白非组蛋白DNA49组蛋白49非组蛋白少量RNA极少量一、一、染色质和染色体的染色质和染色体的化学组成化学组成chemical composition of chromatines and chromosomesDNA分子的包装（分子的包装（The package of DNA）意义意义:*使纤长的DNA双螺旋分子经反复折叠而大大缩短*有利于转录和复制的高效准确进行多个层次的包装：多个层次的包装：*串珠样结构-核小体（nucleosomes）*30nm纤维（30nmfiber）*球状结构（globalstructure）（5cm5m）核小体核心粒核小体核心粒缠绕缠绕DNA连接段连接段DNA组蛋白八聚体核心组蛋白八聚体核心(H2A,H2B,H3,H4)X 2 +缠绕缠绕DNA链链1.75圈圈(146bp)+连接段连接段DNA(0-80bp)平均平均DNA长度长度=200bpDNA分子分子经此包装缩短经此包装缩短（5cm2cm）核小体组成核小体组成一段一段DNA双螺旋双螺旋染色质串珠结构染色质串珠结构染色体上呈伸展染色体上呈伸展状态的某个区段状态的某个区段染色体的紧缩状态染色体的紧缩状态整个中期染色体整个中期染色体30nm染色质纤维染色质纤维间间期期和和分分裂裂期期染染色色体体的的包包装装核仁的形态结构：核仁的形态结构：1）纤纤维维中中心心（fibrillarcenter）呈呈浅浅染染区区，可可有有多多个个。该该部部分分含含有有从从数数条条染染色色体体上上伸伸出出的的DNADNA襻环，上有核糖体襻环，上有核糖体RNARNA（rRNArRNA）基因。基因。2）纤纤维维成成分分（fibrilarcomponent）位位于于浅浅染染区区周周围围，呈呈直直径径为为510nm致致密密纤纤维维。该该处处含含正在转录的正在转录的rRNArRNA分子。分子。3）颗颗粒粒成成分分（granularcomponent）散散布布于于核核仁仁各各处处，呈呈致致密密的的颗颗粒粒，颗颗粒粒直直径径1520nm。是是已已合合成成的的核核糖糖体体前前体体颗颗粒粒，因因此此这这些颗粒比细胞质中的核糖体颗粒略小些。些颗粒比细胞质中的核糖体颗粒略小些。第四节第四节 核仁核仁核仁核仁核仁的功能是合成、核仁的功能是合成、加工核糖体加工核糖体rRNA和装和装配核糖体配核糖体核仁虽然与核内其他区域没有明显分隔，但是形态、化学组成和功能上确实不同于核内其他部分。1.1.基因的转录（基因的转录（transcriptiontranscription）从从DNADNA到到RNARNA 2.2.基因的翻译基因的翻译 （translationtranslation）从从RNARNA到蛋白质到蛋白质遗传信息的表达遗传信息的表达Expression of the genomic informationExpression of the genomic information