4细胞核和染色体.pptx
纤维中心(FC)是被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆形结构，主要成分为RNA聚合酶和rDNA，这些rDNA是裸露的分子，可能是NORsNORs在间期核的副本。致密纤维组分(DFC)呈环形或半月形包围FC，由致密的纤维构成，是新合成的RNP（指结合蛋白质的rRNA），转录主要发生在FC与DFC的交界处。第1页/共28页颗粒组分(GC)由直径15-20 nm的颗粒构成，是正在加工、成熟的核糖体亚单位的前体颗粒。核仁相随染色质分为两部分，一部分位于核仁周围，称为核仁周染色质，属异染色质；一部分位于核仁内，为常染色质，即核仁组织区，是rDNA所在的位置。第2页/共28页鼠肝细胞核仁的结构第3页/共28页二、核仁的功能 主要功能是核糖体的生物发生，包括rRNA的合成、加工和核糖体的亚单位的装配。第4页/共28页1、rRNA基因转录的形态和组织特征 染色体上NORs的DNA是rRNA的信息来源，1964年Miller的电境铺展照片及后来的研究证明，rRNA的基因转录呈“圣诞树”样的结构。真核生物中rRNA基因有100-5000个拷贝，串联成重复序列。人单倍体基因组含200个rRNA基因拷贝，成簇分布在5条不同的染色体上。rRNA基因由RNA聚合酶I负责转录，可以在一个转录单位连续工作。第5页/共28页核仁组织者中心形成核仁第6页/共28页核仁基因转录单位的“圣诞树”样结构第7页/共28页第8页/共28页2、rRNA前体的加工 RNA聚合酶转录产生的初始转录产物为rRNA前体。哺乳类的rRNA前体为45S，果蝇的为38S，酵母的为37S。前体的转录、加工过程见下图：第9页/共28页第10页/共28页 真核生物的5S rRNA5S rRNA基因不定位在核仁，通常定位在常染色体，人大约有20002000个5S rRNA5S rRNA基因，串联成簇，由RNARNA聚合酶负责转录。小分子核仁蛋白(small nucleolar(small nucleolar ribonucleoproteins,snoRNAs)ribonucleoproteins,snoRNAs)：rRNArRNA前体的加工是非常复杂的过程，涉及一系列核酸降解和碱基修饰。snoRNAssnoRNAs在这一过程中起到非常重要的作用。第11页/共28页3、核糖体亚单位的装配 新合成的45 SrRNA很快与蛋白质形成RNP复合体（80S的RNP），45 S rRNA甲基化以后经RNA酶裂解为2个分子，18 SrRNA和32 SrRNA，后者再裂解为28 SrRNA的5.8 SrRNA。成熟的rRNA仅为45 S rRNA的一半，丢失的大部分是非甲基化和GC含量较高的区域。5S rRNA合成后被转运至核仁区参与大亚基的装配。第12页/共28页核仁生产核糖体过程示意图第13页/共28页 45SrRNA的加工过程的加工过程45SrRNA第14页/共28页核糖体亚单位形成和装配示意图第15页/共28页三、核仁周期 细胞周期中核仁是高度动态的结构，有丝分裂前期末核仁解体，末期核仁开始重建。第16页/共28页(A)Conventional electron microscopic sample preparation.(B,D)The DNA fibers appear in the nucleolar region after NAMA-Ur DNA-specific staining,(C)the lowest electronic density region contains DNA clumps.第17页/共28页Immunolocalization of fibrillarin and specific DNA staining in nucleoli of Allium sativum cells.The gold particles are restricted to nucleoli.Gold particles are mainly distributed over the DNA fibers.第18页/共28页In situ hybridization using an rDNA probe on sections processed with specific DNA staining.Gold particles are distributed over the DNA fibers.第19页/共28页The configuration of rDNA in the nucleolus after DNAspecificstaining.The rDNA fibers are distributed around the FC,forming multiple circular rDNA arrangements(arrows).The DNAcomponents within the FC remain in an aggregated states.第20页/共28页Profile of the arrangement of rDNA in the nucleolus.第21页/共28页Micrographs of rDNA arrangement at high magnifications.(A,B)DNA clumps within FCs are connected with rDNA surrounding theFC by DNA fibers(white arrows).A andB are partial enlargements of C.第22页/共28页rDNA ultrastructures after specific staining,showingthe variation in thickness of rDNA fibers(A).第23页/共28页The distribution of Ag-NOR protein in the nucleolus.(A)Ag-NORproteins are mainly distributed in the interior of the nucleolus and present as circular configurations with hollow centers.第24页/共28页The similarity between rDNA and Ag-NORarrangement configurations.A is one of the arrangementsof rDNA.B is the circular distribution configuration of Ag-NOR protein.第25页/共28页The nucleolus labeled with the RNA/DNA hybrid antibody.The signals of colloid gold particles for transcription sites are locatedat the periphery of FC and DFC regions near the FC(asterisks).第26页/共28页A model of the nucleolar ultrastructure.第27页/共28页感谢您的观看。第28页/共28页
