细胞核医学知识讲座.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,南京医科大学生物教研室,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,南京医科大学生物教研室,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,细胞核是真核细胞内最大的细胞器，是遗传物质储存、复制和转录的场所，是细胞生命活动的控制中心。,核膜是将细胞核内物质包围起来的双层膜结构，,组成：外核膜、内核膜、核间隙、核孔、核纤层。,一 核 膜,外核膜,内核膜,核间隙,核 孔,核纤层,(,一,),外核膜,面向细胞质，表面常附有核糖体，与粗面内质网相连，在形态和生化性质上与粗面内质网相近。,(,三,),核间隙,面向核基质，与外核膜平行排列。内表面附着有一层纤维状的蛋白网，称,核纤层,，核纤层对内核膜起支撑作用,。,(,二,),内核膜,内外核膜之间的腔隙，与内质网腔相通，充满液态无形物质，内含多种蛋白质、酶以及离子等。,外核膜,内核膜,核间隙,核 孔,核纤层,(,四,),核孔,核孔是内外核膜融合产生的圆环状结构，是“核,质”物质交换的通道。,核孔数目与细胞种类及生理状态有关。,外核膜,内核膜,核间隙,核 孔,核纤层,核孔是内外核膜融合产生的圆环状结构。由多个蛋白质颗粒以特定方式排列而成的蛋白分子复合物，称核孔复合体。,（,1,）胞质环，与外核膜相连，,8,条细纤丝伸向胞质，,（,2,）核质环，与内核膜相连对称地向核内伸入,8,条细纤丝，形成核篮。,（,3,）轮辐，,（,4,）中央颗粒（中央运输蛋白）,核孔复合体含,100,多种不同的蛋白质，称为核孔蛋白。,核孔复合体,核孔复合体的功能：,转运双功能和双向性，转运各种物质进出细胞核,水溶性通道，,被动运输,大分子通过,主动运输,完成转运,核 孔,复 合 体,膜,蛋,白,外 膜,内 膜,内,在,膜,蛋,白,核 间 隙,核纤层蛋白,染色质,(,五,),核纤层,附着于内核膜下的纤维状蛋白质层，其化学成分是,核纤层蛋白,，在哺乳动物及鸟类细胞中主要由,3,种蛋白质构成：,核纤层为核膜提供结构支架，以维持核孔位置和核被膜形状；在细胞间期，为染色质提供锚定部位，分裂期通过其磷酸化和去磷酸化过程对核膜的崩解和重组起调控作用。,lamina,、,lamina,、,lamina,(nuclear lamina),作用：,“,染色质,”,一词由,Flemming,（,1882,年）首次提出，是指间期细胞核内能被碱性染料着色的物质。,（间期）,染色质,螺旋化,染色体,（分裂期）,去螺旋,故染色质和染色体是同一种物质在细胞周期不同阶段的表现形式。,细网状，不规则形态,高度凝缩,染色质的种类,间期细胞核中的染色质可分为两类：,异染色质,常染色质,常染色质和异染色质的化学本质相同，是同一物质的不同存在状态，二者在一定条件下可以互变。,结构上：,常染色质折叠压缩程度低，,是间期细胞核中央处于伸展状态的染色质纤维,；异染色质折叠压缩程度高，处于聚缩状态。,功能上：,常染色质转录比较活跃；异染色质没有转录活性。,常染色质,异染色质,细胞核内的位置,细胞核中央,间期细胞核被膜的内表面附近，核边缘,螺旋化程度,解旋的细纤维丝，电镜下呈浅亮区,螺旋缠绕紧密，电镜下呈粗大颗粒,含,DNA,序列和功能,含单一和重复顺序的,DNA,，可复制和转录，功能活跃,与组蛋白结合紧密，很少转录，功能静止,复制时间,S,期早期,S,期晚期,（一）染色质的化学组成,一、染色质的化学组成及种类,DNA,1,少量,RNA,蛋白质,1,非组蛋白,组蛋白,DNA,是染色质中重要的化学成分，是遗传信息的携带者。真核细胞中每一条染色体都是由,DNA,分子链组成。人类体细胞中有,46,个,DNA,分子就有,46,条细丝,23,对染色体,1,、,DNA,2,、组蛋白,是真核细胞中特有的成分，也是含量最高的一种染色质蛋白质，总量相当于,DNA,。属碱性蛋白，分子内富含碱性氨基酸,(,如精氨酸和赖氨酸,),，大量的正电荷使其凭借,静电引力,与,DNA,分子紧密结合。,根据在染色质中的位置不同，可分为两大组,：,核小体组蛋白,（,H,2,A,、,H,2,B,、,H,3,、,H,4,）,H,1,组蛋白,分子量较小，作用是协助,DNA,盘绕形成核小体。,分子量较大，但不参与核小体组建，而是负责把核小体包装成更高一级的结构。,H1,与种属、个体有关,组蛋白合成于细胞周期的,S,期，与,DNA,的合成同时进行。,3,、非组蛋白,酸性蛋白质，富含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。,功能：,1.,参与染色体的构建,2.,启动基因复制,3.,调控基因转录,4,、,RNA,染色质中含量极低的生物大分子，含量不到,DNA,量的,10%,，多为新合成的,RNA,前体，这些,RNA,是染色质中的正常成分还是转录出来的各种,RNA,的混杂，尚未定论。,二、染色体的组装或构建,一级结构：核小体,二级结构：螺线管,三级结构：超螺线管,四级结构：染色单体,结果：一条染色体包含一个,DNA,分子（基因组），平均长度,5cm,。人体细胞的一个,DNA,含,3X10,9,bp,，分布在,46,条染色单体中，一个细胞核平均直径为,5um,螺线管模型,1.,一级结构,球状组蛋白核心,H,4,DNA,双螺旋,(14,6bp,、,1.75,圈）,H,3,H,4,H,3,H,2,A,H,2,A,H,2,B,H,2,B,H,4,H,3,H,3,H,4,H,2,A,H,2,A,H,2,B,H,2,B,10nm,连接,DNA,（,50-60bp,）,H,1,H,1,核小体,核心部,连接部,:,DNA,分子：,14,6bp,、,1.75,圈,组 蛋 白：,2,（,H,2,A,、,H,2,B,、,H,3,、,H,4,）,DNA,分子：,60,bp,八聚体,核小体,核小体是染色质的基本组成单位，为染色质的一级结构，,10nm,。将,DNA,分子长度压缩,1/7,。,Bp:base pair,核小体，灰色为,DNA,双螺旋，彩色是组蛋白核心颗粒,10nm,螺线管,是染色质的二级结构。,每,6,个,核小体缠绕一圈,形成的中空管,.,外,30nm;,内,10nm,组蛋白,H,1,位于螺旋管内侧。将串珠状小体长度压缩,5/6,；,DNA,分子长度压缩,1/42,，螺线管即为,30nm,的染色质纤维。,内,10nm,外,30nm,H1,组蛋白,2.,二级结构,核小体和螺线管的结构,3.,三级结构：,超螺线管,为染色体的三级结构，它是由螺线管进一步盘曲而形成。,将螺线管长度压缩,3940,倍。,超螺线管进一步折叠又被压缩,46,倍成为四级结构,染色单体,。,经过染色体的四级结构，,DNA,分子长度压缩了近,10000,倍。,4.,四级结构：,染色体与,DNA,的关系,DNA,核小体,螺线管,染色单体,染色体,三、染色体,（一）染色体的形态特征,染色单体,主缢痕（初级缢痕）,次缢痕,着丝粒,短臂（,p,）,长臂（,q,）,主要成分蛋白质,含高度重复,DNA,外层,中层,内层,纺锤体动粒微管,着丝粒,(,动粒,),动粒,：是两条染色单体外表面在主缢痕处的特殊附加结构，为染色体的运动中心，是纺锤丝着力的部位。,随体,常染色质区,异染色质区,端粒,1,、染色体的形态结构,细胞分裂的亚细胞结构：,1,、中心体,2,、动粒着丝点，附着在着丝粒上的一种细胞器,着丝粒是染色体主缢痕部位的染色质，动粒为圆盘样结构，分内、中、外三层动粒外侧与动粒微管相连，内侧与着丝粒相互交织，由于动粒和着丝粒结构成分相互穿插，功能上紧密联系，常称为动粒着丝粒复合体。,着丝粒的本质就是,DNA,，着丝粒,DNA,深入动粒的内层，成为动粒内层的组成成分,染色体的类型,1/25/8,中央着丝粒染色体,5/86/8,亚中着丝粒染色体,6/87/8,近端着丝粒染色体,中部,亚中部,近端部,端部,7/8,末端处,随体,着丝粒,p,q,p,q,次缢痕,根据着丝粒在染色体中的位置，分为：,端着丝粒染色体,人类所有染色体只包含前三种类型的染色体。,染色体的三个特殊序列：,1,、复制源：,2,、着丝粒：二条姐妹染色单体的连接部位，保证,DNA,平均分裂,3,、端粒：染色体二端富含,G,的简单重复序列，每分裂一次缩短一段，保证分裂时,DNA,不变，因此，细胞有寿命,第三节 核 仁,核仁是真核细胞间期核中最明显的结构，光镜下为均匀、海绵状的球体。,一、核仁的形态结构和化学组成,化学成分,蛋白质：,80%,（核糖体蛋白、组蛋白、非组蛋、酶等）,R N A:11%,D N A:8%,核仁的超微结构,纤维中心,致密纤维成分,颗粒成分,二、核仁的功能,核糖体,rRNA,基因转录和加工的场所,装配核糖体的大小亚基的场所。,rDNA,转录,rRNA,(,45S rRNA,前体、纤维状,),颗粒状,（,18s 5.8s 28srRNA,、蛋白质颗粒）,核糖体的亚基,剪切、加工,加工、包装,三、核仁周期,核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化（形成和消失）。,间 期,细胞有,12,个或多个核仁。,分 裂 期,染色质浓缩、,rRNA,合成停止，,rDNA,袢环逐渐缩回到染色体，核仁缩小继而消失。,分裂期后末期,核仁组织者染色体解旋，,rDNA,伸展成袢环，在酶的作用下合成,rRNA,，经积累和包装,rDNA,袢环周围又组建成新的核仁。,核仁（有）,核仁（消失）,核仁（再现）,核基质,-,核骨架,是指真核细胞间期核中除核膜、染色质和核仁以外的一个精密的,网架系统,，是由,非组蛋白,构成的纤维状结构。,核基质,与,DNA,复制有关；,与基因表达调控有关；,与染色体的构建有关。,功 能,总结：细胞核的功能,遗传信息的储存，,DNA,、蛋白质、少量,RNA,；,遗传物质的复制、修复与重组。,遗传信息的表达，或基因表达，即,DNA,转录为,RNA,，进而翻译为蛋白质，由核苷酸序列转化为氨基酸序列；,思考题,简述细胞核被膜的结构及主要功能；,染色质的化学组成是什么？,简述染色体的组装层次；,染色质如何分类？,简述核仁的化学组成及主要功能；,综述细胞核的主要功能。,