细胞生物学细胞核.ppt
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1、细胞生物学细胞核 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 第八章第八章 细细 胞胞 核核 (nucleus)第一节第一节 核膜核膜第二节第二节 染色质和染色体染色质和染色体第三节第三节 核纤层和核骨架核纤层和核骨架第四节第四节 核仁核仁第五节第五节 细胞核的功能细胞核的功能 第六节细胞核与疾病第六节细胞核与疾病 细细 胞胞 核核 概概 述述 形态:形态:形态:形态:多为圆形、卵圆形,少数为不规则形。多为圆形、卵圆形,少数为不规则形。多为圆形、卵圆形,少数为
2、不规则形。多为圆形、卵圆形,少数为不规则形。数目:数目:数目:数目:通常一个,成熟红细胞(通常一个,成熟红细胞(通常一个,成熟红细胞(通常一个,成熟红细胞(0 0)、肝细胞、)、肝细胞、)、肝细胞、)、肝细胞、心肌细胞(心肌细胞(心肌细胞(心肌细胞(1-21-2)、破骨细胞(数百个)、破骨细胞(数百个)、破骨细胞(数百个)、破骨细胞(数百个)大小:大小:大小:大小:核质比核质比核质比核质比(NP)NP)=细胞核体积细胞核体积细胞核体积细胞核体积 (N)N)/细胞质体积细胞质体积细胞质体积细胞质体积(P)P).正常细胞正常细胞正常细胞正常细胞NPNP 0.5 0.5,分裂期细胞,分裂期细胞,分裂
3、期细胞,分裂期细胞NPNP0.50.5,衰老细胞衰老细胞衰老细胞衰老细胞NPNP0.50.5。结构:结构:结构:结构:核膜核膜核膜核膜 染色质和染色体染色质和染色体染色质和染色体染色质和染色体 核基质核基质核基质核基质 核仁核仁核仁核仁第一节第一节 核膜核膜 (nuclear membrane)核膜核膜核膜核膜是是是是双层膜双层膜双层膜双层膜结构。结构。结构。结构。蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质:2020多种,占多种,占多种,占多种,占65-75%65-75%。与内质网相似。与内质网相似。与内质网相似。与内质网相似。脂脂脂脂 类:类:类:类:与内质网相似。与内质网相似。与内质网相似。与内质网相似。一
4、、核膜的主要化学成分一、核膜的主要化学成分一、核膜的主要化学成分一、核膜的主要化学成分核核 膜膜核核 仁仁染色质染色质核基质核基质二、核膜的超微结构二、核膜的超微结构 核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能二、核膜的超微结构二、核膜的超微结构1.外核膜外核膜外核膜外核膜 与内质网相通与内质网相通与内质网相通与内质网相通 外表附有核糖体颗粒外表附有核糖体颗粒外表附有核糖体颗粒外表附有核糖体颗粒 2.2.内核膜内核膜内核膜内核膜 内侧连有内侧连有内侧连有内侧连有核纤层核纤层核纤层核纤层 3.3.核周间隙核周间隙核周间隙核周间隙 4.4.核孔核孔核孔核孔三、三、核孔复合体与
5、核质间的运输核孔复合体与核质间的运输 核孔核孔核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能内外核膜融合而成内外核膜融合而成内外核膜融合而成内外核膜融合而成一般一般一般一般3000-40003000-4000个。个。个。个。细胞核活动旺盛的细胞细胞核活动旺盛的细胞细胞核活动旺盛的细胞细胞核活动旺盛的细胞 较多,反之较少。较多,反之较少。较多,反之较少。较多,反之较少。核孔复合体核孔复合体核孔复合体的功能:核孔复合体的功能:参与核质间的物质运输参与核质间的物质运输。电镜下的核孔复合体电镜下的核孔复合体胞质颗粒胞质颗粒胞质环胞质环核质环核质环核质环核质环中央栓中央栓 辐辐核纤层核
6、纤层核纤层核纤层胞质纤维胞质纤维由四个部分组成由四个部分组成由四个部分组成由四个部分组成(nuclear pore complex,NPC)胞质环胞质环核质环核质环辐辐中央栓中央栓The Nuclear PoreThe Nuclear PoreNuclear face basket inner complex三、核纤层三、核纤层(nuclear lamina)(一)(一)核纤层的结构核纤层的结构 1.位于核膜内层。位于核膜内层。由核纤层蛋白构成纤维网状结构。由核纤层蛋白构成纤维网状结构。2.核纤层蛋白核纤层蛋白(lamin)中间纤维蛋白,)中间纤维蛋白,A、B、C三种类型。三种类型。核膜的结构
7、和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能核纤层核纤层(nuclear lamina)1.与与核膜的重建及染色质凝集核膜的重建及染色质凝集有关有关 lamin 磷酸化磷酸化lamin解聚解聚核膜崩解核膜崩解 2.为为核被膜提供支架核被膜提供支架,与细胞核构建有关,与细胞核构建有关(二)核纤层功能:(二)核纤层功能:3.参与参与DNA的复制和基因的表达。的复制和基因的表达。核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能核膜的结构和功能四、核膜的主要功能四、核膜的主要功能核被膜的结构和功能核被膜的结构和功能核被膜的结构和功能核被膜的结构和功能 区域化作用区域化作用 合成生物学大分子合
8、成生物学大分子 控制细胞核与细胞质间的物质流和控制细胞核与细胞质间的物质流和 信息流信息流第二节第二节 染色质与染色体染色质与染色体(Chromatin&chromosome)vv 染色质染色质染色质染色质:是间期细胞核中伸展开的:是间期细胞核中伸展开的:是间期细胞核中伸展开的:是间期细胞核中伸展开的DNADNA蛋白质纤维。蛋白质纤维。蛋白质纤维。蛋白质纤维。vv 染色体染色体染色体染色体:细胞分裂期,染色质组装成在光镜下可见:细胞分裂期,染色质组装成在光镜下可见:细胞分裂期,染色质组装成在光镜下可见:细胞分裂期,染色质组装成在光镜下可见 的棒状或点状结构。的棒状或点状结构。的棒状或点状结构。
9、的棒状或点状结构。染色质和染色体是同种物质在不同时期的不同表现形式染色质和染色体是同种物质在不同时期的不同表现形式染色质和染色体是同种物质在不同时期的不同表现形式染色质和染色体是同种物质在不同时期的不同表现形式一、染色质与染色体的主要化学组成一、染色质与染色体的主要化学组成组成:组成:DNA、组蛋白占、组蛋白占98%,非组蛋白和非组蛋白和RNA少量。少量。(一)(一)(一)(一)DNA 染色质的主要成分,遗传信息的载体。染色质的主要成分,遗传信息的载体。每条未复制的染色体由一条每条未复制的染色体由一条DNA分子构成。分子构成。1.1.组蛋白(组蛋白(组蛋白(组蛋白(histonehistone
10、)特点:特点:特点:特点:带正电荷,属带正电荷,属带正电荷,属带正电荷,属碱性蛋白。碱性蛋白。碱性蛋白。碱性蛋白。种类:种类:种类:种类:核小体蛋白:核小体蛋白:核小体蛋白:核小体蛋白:HH2 2A A、HH2 2B B、HH3 3、HH4 4;连接蛋白:连接蛋白:连接蛋白:连接蛋白:HH1 1(具有种属和组织特异性)。(具有种属和组织特异性)。(具有种属和组织特异性)。(具有种属和组织特异性)。功能:功能:功能:功能:参与染色体的构建,维持染色体结构;参与染色体的构建,维持染色体结构;参与染色体的构建,维持染色体结构;参与染色体的构建,维持染色体结构;抑制抑制抑制抑制 DNADNA的复制和转
11、录。的复制和转录。的复制和转录。的复制和转录。(二)组蛋白和非组蛋白(二)组蛋白和非组蛋白(二)组蛋白和非组蛋白(二)组蛋白和非组蛋白一、染色质与染色体的主要化学组成一、染色质与染色体的主要化学组成(三)组蛋白和非组蛋白(三)组蛋白和非组蛋白(三)组蛋白和非组蛋白(三)组蛋白和非组蛋白2.2.非组蛋白(非组蛋白(非组蛋白(非组蛋白(non-histonenon-histone)一、染色质与染色体的主要化学组成一、染色质与染色体的主要化学组成 带负电荷,属带负电荷,属带负电荷,属带负电荷,属酸性蛋白质酸性蛋白质酸性蛋白质酸性蛋白质 数量少,种类多,具有种属和组织特异性数量少,种类多,具有种属和组
12、织特异性数量少,种类多,具有种属和组织特异性数量少,种类多,具有种属和组织特异性 非组蛋白中含有很多种酶非组蛋白中含有很多种酶非组蛋白中含有很多种酶非组蛋白中含有很多种酶 功能:功能:功能:功能:参与染色体的构建参与染色体的构建参与染色体的构建参与染色体的构建 启动基因复制启动基因复制启动基因复制启动基因复制 调控调控调控调控基因转录基因转录基因转录基因转录二、染色质二、染色质 (chromatin)常染色质常染色质(euchromatin)(伸展染色质(伸展染色质(伸展染色质(伸展染色质 、功能性染色质)、功能性染色质)、功能性染色质)、功能性染色质)位于核的内部、位于核的内部、位于核的内部
13、、位于核的内部、结构疏松、结构疏松、结构疏松、结构疏松、染色浅、具有转录活性。染色浅、具有转录活性。染色浅、具有转录活性。染色浅、具有转录活性。异染色质异染色质(heterochromatin)(浓缩染色质、非功能性染色质)(浓缩染色质、非功能性染色质)(浓缩染色质、非功能性染色质)(浓缩染色质、非功能性染色质)位于核的边缘、螺旋化程度高、位于核的边缘、螺旋化程度高、位于核的边缘、螺旋化程度高、位于核的边缘、螺旋化程度高、染色深、转录功能不活跃。染色深、转录功能不活跃。染色深、转录功能不活跃。染色深、转录功能不活跃。常染色质常染色质异染色质异染色质二、染色质二、染色质(chromatin)二、
14、染色质二、染色质 (chromatin)结构异染色质:结构异染色质:在整个细胞周期中都处于凝缩状态在整个细胞周期中都处于凝缩状态在整个细胞周期中都处于凝缩状态在整个细胞周期中都处于凝缩状态 的的的的染染染染色色色色质质质质。多多多多位位位位于于于于着着着着丝丝丝丝粒粒粒粒区区区区和和和和端端端端粒粒粒粒区区区区,不具有转录活性不具有转录活性不具有转录活性不具有转录活性 。兼兼性性异异染染色色质质:在在在在特特特特定定定定细细细细胞胞胞胞的的的的一一一一定定定定发发发发育育育育阶阶阶阶段段段段具具具具有有有有凝凝凝凝缩状态的染色质。如缩状态的染色质。如缩状态的染色质。如缩状态的染色质。如 X X
15、染色质染色质染色质染色质。异染色质类型:异染色质类型:雌性哺乳动物雌性哺乳动物细胞中细胞中异固缩化的异固缩化的X染色体染色体。人的人的胚胎发育胚胎发育到到16天天 后出现。后出现。barr body巴氏小体(巴氏小体(barr body)染色质染色质染色质染色质常染色质与异染色质的比较常染色质与异染色质的比较相同点:相同点:基本结构单位基本结构单位基本结构单位基本结构单位-脱氧核糖核酸;脱氧核糖核酸;脱氧核糖核酸;脱氧核糖核酸;与组蛋白结合;与组蛋白结合;与组蛋白结合;与组蛋白结合;双螺旋结构。双螺旋结构。双螺旋结构。双螺旋结构。不同点:不同点:分布分布分布分布 染色染色染色染色 结构结构结构
16、结构 转录活性转录活性转录活性转录活性 复制时间复制时间复制时间复制时间 功能功能功能功能三、染色体的构建三、染色体的构建将将DNA分子长度分子长度压缩压缩7倍倍。(一)一级结构(一)一级结构 核小体核小体 (nucleosome)10nm球状组蛋白核心球状组蛋白核心球状组蛋白核心球状组蛋白核心H4DNADNA双螺旋双螺旋双螺旋双螺旋(146(146bpbp、1 1圈圈圈圈)H3H4H3HH2 2A AHH2 2A AHH2 2B BHH2 2B BH4HH3 3H3H4H2AHH2 2A AH2BHH2 2B B 10nm连接连接DNA(50-60bp)HH1 1 HH1 1核核核核小小小小
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