医学细胞生物学 细胞核ppt课件
合集下载
《医学细胞生物学》课件：第九章 细胞核
（二）核膜的功能
•1.保护性屏障 •2.基因表达的时 空隔离 •3.核纤层为染色 质提供了锚定位点 •4.核质之间的物 质运输
二.染色质（chromatin）
指间期细胞核内 由DNA、组蛋白、非组蛋白
及少量RNA等构成的 细丝状复合物.
分为常染色质 和异染色质
DNA是遗传物质 染色质是遗传物质
？ 染色体是遗传物质
核纤层 染色质
膜外 蛋 膜 白 核周腔
复 核
合
体
孔
内
膜
镶
嵌
膜
蛋
白
B
B
B
B
B
B
B
核纤层在细胞周期中的变化（P163）
•间期，核纤层提供了染 色质（异染色质）在核周 边锚定的位点。 •前期结束时，核纤层被 磷酸化，形成可溶性蛋白， 核膜解体。其中B核纤蛋 白与核膜残余小泡结合， A和C溶于胞质中。 •分裂末期，核纤层去磷 酸化重新组装，介导了核 膜的重建。
H1结合于核小体DNA上, 两臂与相邻核小体上的H1作用
核小体核心组蛋白尾部帮助把相邻 核小体拉在一起的可能方式:
H2A、H2B、H3、H4四个亚基的肽链尾部 伸出，与相邻核小体发生作用
染色质的高级结构（一）多级螺旋化模型
• 三级结构： • 螺旋环进一步
形成超螺旋环, 此时的直径为 700nm。 • 四级结构： • 超螺旋进一步 折叠形成染色 单体
从核小体到染色体的动画模式图
染色质的高级结构（二）放射环模型
• 30nm的染色质纤维 进一步折叠, 形成 一系列的环,这些 环附着在骨架蛋白 上。环的直径是 300nm。
• 在同一平面上的18 个袢环形成微带。
形成直径为1～2μm, 长度为2～10μm的 中期染色体
细胞核PPT课件
细胞核的形态存在差异（物种和类型不同）
圆形或椭圆形（大部分） 杆状 枝状 带状
2
数目： 通常一个核、极少无核、有的多核
哺乳动物成 筛管细胞 熟红细胞
(无核)
(无核)
骨骼肌细胞 （多核）
3
结构
核基质 染色质 核被膜
核仁
细胞核功能：遗传物质贮存、复制和转录的场
所，细胞生命活动的控制中心
4
电镜下细胞核（间期）的组成：核膜、核仁、 染色质、核基质。
核纤层
膜 外 蛋 膜白
复
核
核周腔
合 孔
镶 内嵌
膜 膜蛋
白体
染色质（纤维）
25
核纤层的功能与对核膜，染色质的支持及核的构造有关
1.核纤层为核膜提供支架，与核膜的行为 密切相关。
2.核纤层与染色质及核的组装有密切关系。
26
第三节 染色质
一、染色质的化学组成
D N A：主要成分，为遗传物质的分子基础。
核膜 核仁 染色质 核基质
5
第二节 核膜与核孔复合体
一、核膜（核被膜） 二、核周池 三、核孔复合体 四、核纤层
6
间期的细胞核的形态结构
7
核被膜是包围在细胞核外的界膜，将细胞分隔成细 胞质和细胞核两个区域。
核被膜由两层单位膜组成，分为外层核膜和内层核膜。
8
外核膜
面向细胞质，其表面附核糖体，形似粗面内质网, 膜可与 胞质中的某些微管、微丝相连起固定核位置的作用。细胞分裂 间期，与中等纤维，微管等细胞骨架相连，促使核膜生长。
核孔复合体(NPC)的结构—核篮
14
核孔复合体的功能
是核质物质与信息交换的亲水通道 1.双功能性运输通道 2.双向性运输通道:
圆形或椭圆形（大部分） 杆状 枝状 带状
2
数目： 通常一个核、极少无核、有的多核
哺乳动物成 筛管细胞 熟红细胞
(无核)
(无核)
骨骼肌细胞 （多核）
3
结构
核基质 染色质 核被膜
核仁
细胞核功能：遗传物质贮存、复制和转录的场
所，细胞生命活动的控制中心
4
电镜下细胞核（间期）的组成：核膜、核仁、 染色质、核基质。
核纤层
膜 外 蛋 膜白
复
核
核周腔
合 孔
镶 内嵌
膜 膜蛋
白体
染色质（纤维）
25
核纤层的功能与对核膜，染色质的支持及核的构造有关
1.核纤层为核膜提供支架，与核膜的行为 密切相关。
2.核纤层与染色质及核的组装有密切关系。
26
第三节 染色质
一、染色质的化学组成
D N A：主要成分，为遗传物质的分子基础。
核膜 核仁 染色质 核基质
5
第二节 核膜与核孔复合体
一、核膜（核被膜） 二、核周池 三、核孔复合体 四、核纤层
6
间期的细胞核的形态结构
7
核被膜是包围在细胞核外的界膜，将细胞分隔成细 胞质和细胞核两个区域。
核被膜由两层单位膜组成，分为外层核膜和内层核膜。
8
外核膜
面向细胞质，其表面附核糖体，形似粗面内质网, 膜可与 胞质中的某些微管、微丝相连起固定核位置的作用。细胞分裂 间期，与中等纤维，微管等细胞骨架相连，促使核膜生长。
核孔复合体(NPC)的结构—核篮
14
核孔复合体的功能
是核质物质与信息交换的亲水通道 1.双功能性运输通道 2.双向性运输通道:
细胞核 18张ppt精选教学PPT课件
A. ① B．② C.③ D．①②③
为什么细胞核能成为细胞的控制中心？
二、细胞核的结构
外膜
把核内物质
核膜
双层膜 与细胞质分
内膜
开
染色质
核仁
与某种RNA的合成以及核 糖体的形成有关
核孔
实现核质之间频繁的 物质交换和信息交流
细胞核
DNA
贮存遗传信息、 遗传信息的载体。 控制遗传、代谢。
染色质丝
蛋白质
清弦坠满心事，弹落片片梦幻，我该如何用这弦、这韵去丈量你我天涯的距离，一滴泪上的墨香，如何画下你最爱的睡莲？
谢谢观看 清影摇曳，眉眼如水，缓缓来到钢琴前为你弹一曲你最爱的《莫失莫忘》，让我借琴声悄悄告诉天涯的你：今夜，我想喜欢一句话：能让人生灿烂的不只有阳光
每天早上醒来，打开心灵的窗户，让阳光照射进来，你的心中便会亮堂堂，既便是在任何季节，也不会觉得孤单寒凉。每天当你迈开双腿，将微笑挂在脸上，你的步伐便会走的轻松和稳当。携着阳光 四季辗转中，当遇春风，必有柳绿花红，当入夏凉，便能闻荷风送香，当沐浴在秋风里，必能有丰盈的成熟，当见冬雪时，便能够净化灵魂。每天的生活虽然都过得普普通通，可每一段路上我们
染色体
染色质与染色体
染色质
高度螺旋、变短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
染色体
染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期 的两种存在状态。
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制 中心。
小结
细胞核的功能
细胞核的结构
细胞核是遗传 信息库,是细胞代谢 和遗传的控制中心
核膜 染色质 核仁
细胞是生物体结构和功能的基本单位，
细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？
没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。
为什么细胞核能成为细胞的控制中心？
二、细胞核的结构
外膜
把核内物质
核膜
双层膜 与细胞质分
内膜
开
染色质
核仁
与某种RNA的合成以及核 糖体的形成有关
核孔
实现核质之间频繁的 物质交换和信息交流
细胞核
DNA
贮存遗传信息、 遗传信息的载体。 控制遗传、代谢。
染色质丝
蛋白质
清弦坠满心事，弹落片片梦幻，我该如何用这弦、这韵去丈量你我天涯的距离，一滴泪上的墨香，如何画下你最爱的睡莲？
谢谢观看 清影摇曳，眉眼如水，缓缓来到钢琴前为你弹一曲你最爱的《莫失莫忘》，让我借琴声悄悄告诉天涯的你：今夜，我想喜欢一句话：能让人生灿烂的不只有阳光
每天早上醒来，打开心灵的窗户，让阳光照射进来，你的心中便会亮堂堂，既便是在任何季节，也不会觉得孤单寒凉。每天当你迈开双腿，将微笑挂在脸上，你的步伐便会走的轻松和稳当。携着阳光 四季辗转中，当遇春风，必有柳绿花红，当入夏凉，便能闻荷风送香，当沐浴在秋风里，必能有丰盈的成熟，当见冬雪时，便能够净化灵魂。每天的生活虽然都过得普普通通，可每一段路上我们
染色体
染色质与染色体
染色质
高度螺旋、变短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
染色体
染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期 的两种存在状态。
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制 中心。
小结
细胞核的功能
细胞核的结构
细胞核是遗传 信息库,是细胞代谢 和遗传的控制中心
核膜 染色质 核仁
细胞是生物体结构和功能的基本单位，
细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？
没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。
医学细胞生物学课件 细胞核-2014
概念：除组蛋白之外的染色质结合蛋白的总称 特点：
含量少，种类多
在不同组织细胞中的种类和数量均不相同 与特异的DNA序列结合
※功能*：协助DNA折叠，启动和推进DNA的复制， 调控基因转录
二、常染色质与异染色质
按间期核中染色质螺 旋化程度、功能状态 的不同，可分为：
常染色质 异染色质
核小体（nucleosome）是染色体组装的 一级结构，为直径约10nm的圆盘状颗粒。
伸展的染色质纤维
※核小体的组成*：
146bp：盘绕组蛋白八聚 体1.75圈，称核心DNA
DNA：约200bp左右
60bp：连接相邻的核小体， 称连接DNA（长度变异大）
组蛋白八聚体：一个 Ｈ1组蛋白：一个
核小体串珠的形成使DNA分子长度压缩了约7倍
一、核膜的化学组成
主要为蛋白质（65%～75%）和 脂类，可能还有少 量DNA和RNA 所含的酶类和脂类都与ER相似，但含量有差异
* 二、核膜的结构
电镜下，核膜是由内核膜、外核膜、核周间隙、 核孔复合体和核纤层等结构组成。
（一）外核膜(outer membrane)
与糙面内质网膜相连续 外表面有核糖体附着 外表面附着有细胞骨架成分，起着固定细胞核 并维持细胞核形态的作用。
-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
病毒SV40的T-抗原在宿主细胞中的分布
具有正常NLS的T-抗原 聚集于细胞核内
NLS发生突变的T-抗原 分布于胞质中
亲核蛋白入核转运的条件
亲核蛋白 核输入受体
①核定位序列（NLS）
②NLS受体（核输入蛋白）
含量少，种类多
在不同组织细胞中的种类和数量均不相同 与特异的DNA序列结合
※功能*：协助DNA折叠，启动和推进DNA的复制， 调控基因转录
二、常染色质与异染色质
按间期核中染色质螺 旋化程度、功能状态 的不同，可分为：
常染色质 异染色质
核小体（nucleosome）是染色体组装的 一级结构，为直径约10nm的圆盘状颗粒。
伸展的染色质纤维
※核小体的组成*：
146bp：盘绕组蛋白八聚 体1.75圈，称核心DNA
DNA：约200bp左右
60bp：连接相邻的核小体， 称连接DNA（长度变异大）
组蛋白八聚体：一个 Ｈ1组蛋白：一个
核小体串珠的形成使DNA分子长度压缩了约7倍
一、核膜的化学组成
主要为蛋白质（65%～75%）和 脂类，可能还有少 量DNA和RNA 所含的酶类和脂类都与ER相似，但含量有差异
* 二、核膜的结构
电镜下，核膜是由内核膜、外核膜、核周间隙、 核孔复合体和核纤层等结构组成。
（一）外核膜(outer membrane)
与糙面内质网膜相连续 外表面有核糖体附着 外表面附着有细胞骨架成分，起着固定细胞核 并维持细胞核形态的作用。
-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
病毒SV40的T-抗原在宿主细胞中的分布
具有正常NLS的T-抗原 聚集于细胞核内
NLS发生突变的T-抗原 分布于胞质中
亲核蛋白入核转运的条件
亲核蛋白 核输入受体
①核定位序列（NLS）
②NLS受体（核输入蛋白）
医学细胞生物学细胞核(2012.12.10)-幻灯片
RNA 聚合酶
mRNA
激
活
子
蛋
白
激
活
子
蛋
白
上游激活子顺序 （增强子）
激
活
子
蛋
白
TATA框
外显子 2 （E2） 31 104
5
3
TATA框 RNA聚合酶结合 决定转录起始点
CAAT框 RNA聚合酶结合 控制转录频率
外显子 1 （E1） 1 30
AATAAA
回文序列
内含子1（I1）
内含子2（I2）
果 蝇 0.36 1.1 x 108
海 胆 1.58 8.2 x 108
外显子 3 （E3） 105 146
外显子 2 （E2） 31 104
5
3
外显子 1 （E1） 1 30
AATAAA
回文序列
内含子1（I1）
内含子2（I2）
操纵基因 （O）
调节基因（R） 糖操纵子模型
转录
翻译
+
+
+
RNA聚合酶
阿拉伯糖
RNA聚合酶
B
A
D
启动子 （P）
操纵基因（O）
调节基因（C）
真核细胞的基因表达调控
编 码 区
上游激活子顺序 （增强子）
近端启动子
识别蛋白 基本因子
起始前复合物
RNA 聚合酶
操纵序列 （O）
调节基因（R） 1040bp
转录
翻译
+
+
+
转录
翻译
RNA聚合酶
半乳糖苷酶
通透酶
乙酰化酶
乳糖
半乳糖
打开状态
mRNA
激
活
子
蛋
白
激
活
子
蛋
白
上游激活子顺序 （增强子）
激
活
子
蛋
白
TATA框
外显子 2 （E2） 31 104
5
3
TATA框 RNA聚合酶结合 决定转录起始点
CAAT框 RNA聚合酶结合 控制转录频率
外显子 1 （E1） 1 30
AATAAA
回文序列
内含子1（I1）
内含子2（I2）
果 蝇 0.36 1.1 x 108
海 胆 1.58 8.2 x 108
外显子 3 （E3） 105 146
外显子 2 （E2） 31 104
5
3
外显子 1 （E1） 1 30
AATAAA
回文序列
内含子1（I1）
内含子2（I2）
操纵基因 （O）
调节基因（R） 糖操纵子模型
转录
翻译
+
+
+
RNA聚合酶
阿拉伯糖
RNA聚合酶
B
A
D
启动子 （P）
操纵基因（O）
调节基因（C）
真核细胞的基因表达调控
编 码 区
上游激活子顺序 （增强子）
近端启动子
识别蛋白 基本因子
起始前复合物
RNA 聚合酶
操纵序列 （O）
调节基因（R） 1040bp
转录
翻译
+
+
+
转录
翻译
RNA聚合酶
半乳糖苷酶
通透酶
乙酰化酶
乳糖
半乳糖
打开状态
《医学细胞生物学》PPT课件
激光共聚焦扫描显微镜
绿蓝 色色 为为 微细 管胞
核
激光共聚焦扫描显微镜用激光作扫描光源，由于激光束的波长较短， 光束很细，所以共焦激光扫描显微镜有较高的分辨力，大约是普通光 学显微镜的3倍。
调焦深度不一样时，就可以获得样品不同深度层次的图像，这些 图像信息都储于计算机内，通过计算机分析和模拟，就能显示细胞样 品的立体结构。
1932年Ruska发明了以电子束为光源，用 电磁场作透镜的电子显微镜 。 电子显微镜的放大倍数最高可达近百万倍 透射电子显微镜 扫描电子显微镜
透射电子显微镜
RER的形态
显 与分子生物学技术
细胞化学技术
组织化学或细胞化学染色：是利用染色剂可同细胞的某种成分发生反应而着色 的原理，对某种成分进行定性或定位研究的技术。
分子杂交技术
具有互补核苷酸序列的两条单链核苷酸分子片段，在适当条件下，通过氢键 结合，形成DNA-DNA，DNA-RNA或RNA-RNA杂交的双链分子。 这种技术可用来测定单链分子核苷酸序列间是否具有互补关系。
人类染色体 端粒DNA的 荧光原位杂交
最初是使用带放射性的DNA探针，通过放射自显影 来显示位置。后来又发明了免疫探针法，将探针核 苷酸的侧链加以改造，探针杂交后，其侧链可被带 有荧光标记的抗体所识别，从而显示出位置。
显微光谱分析技术
细胞中有一些成分具有特定的吸收光谱，核酸、蛋白质、细胞色素、维生素 等都有自己特征性的吸收曲线。例如，核酸的吸收波长为260nm，而蛋白质 的则为280nm。根据细胞成分所具有的这种特性，可利用显微分光光度计对 某些成分进行定位、定性，甚至定量测定
放射自显影术
用于研究标记化合物在机体、组织和细胞中的分布、定位、排出以及合成、 更新、作用机理、作用部位等等。 原理是将放射性同位素（如14C和3H）标记的化合物导入生物体内，将标本 制成切片或涂片，涂上卤化银乳胶，组织中的放射性即可使乳胶感光。显 示还原的黑色银颗粒，即可得知标本中标记物的准确位置和数量。
《细胞生物学》第八章细胞核与染色体ppt课件
gp210代表一类结构性跨膜蛋白；p62代表一类功能 性的核孔复合体蛋白。
㈢核孔复合体的功能
——核质间分子双向选择性交换通道
核孔复合体可以看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合 体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。 双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输； 双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、 核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。
1、新核膜来自旧核膜
2、核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性
3、以非洲爪蟾卵提取物为基础的非细胞核装配体系提供 了实验模型
4、核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控因子 的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白的 磷酸化与去磷酸化修饰有关。
二、核孔复合体（nuclear pore complex,NPC）
细胞核
第一节 核被膜与核孔复合体
一、核被膜(nuclear envelope) 二、核孔复合体（nuclear pore complex,NPC） 三、核纤层的结构与功能 四、核被膜的生理功能
一、核被膜
㈠ 核被膜的组成与结构 ㈡ 核被膜在细胞周期中的崩解与装配
㈠核被膜的组成与结构
核被膜由内、外两层单位膜组成，每层单位膜的厚度约为7.5nm。面 向胞质的一层为核外膜，面向核质的一层为核内膜。
主动运输——大分子物质的转运
生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的主动 运输完成的，具有高度的选择性，并且是双向的，这在维 持细胞核功能及细胞核与细胞质中不同蛋白质的需求与供 给中起着非常重要的作用。
主动运输的选择性表现在以下三个方面：⑴对运输颗粒大小的 限制；主动运输的功能直径比被动运输大，约10～20nm，甚 至可达26nm，像核糖体亚单位那样大的RNP颗粒也可以通过 核孔复合体从核内运输到细胞质中，表明核孔复合体的有效直 径的大小是可被调节的；⑵通过核孔复合体的主动运输是一个 信号识别与载体介导的过程，需要消耗ATP能量，并表现出饱 和动力学特征；⑶通过核孔复合体的主动运输具有双向性，即 核输入与核输出，它既能把复制、转录、染色体构建和核糖体 亚单位装配等所需要的各种因子运输到核内，同时又能将翻译 所需的RNA、装配好的核糖体亚单位从核内运送到细胞质。
㈢核孔复合体的功能
——核质间分子双向选择性交换通道
核孔复合体可以看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合 体，并且是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道。 双功能表现在它有两种运输方式：被动扩散与主动运输； 双向性表现在既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、 核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。
1、新核膜来自旧核膜
2、核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性
3、以非洲爪蟾卵提取物为基础的非细胞核装配体系提供 了实验模型
4、核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控因子 的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白的 磷酸化与去磷酸化修饰有关。
二、核孔复合体（nuclear pore complex,NPC）
细胞核
第一节 核被膜与核孔复合体
一、核被膜(nuclear envelope) 二、核孔复合体（nuclear pore complex,NPC） 三、核纤层的结构与功能 四、核被膜的生理功能
一、核被膜
㈠ 核被膜的组成与结构 ㈡ 核被膜在细胞周期中的崩解与装配
㈠核被膜的组成与结构
核被膜由内、外两层单位膜组成，每层单位膜的厚度约为7.5nm。面 向胞质的一层为核外膜，面向核质的一层为核内膜。
主动运输——大分子物质的转运
生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的主动 运输完成的，具有高度的选择性，并且是双向的，这在维 持细胞核功能及细胞核与细胞质中不同蛋白质的需求与供 给中起着非常重要的作用。
主动运输的选择性表现在以下三个方面：⑴对运输颗粒大小的 限制；主动运输的功能直径比被动运输大，约10～20nm，甚 至可达26nm，像核糖体亚单位那样大的RNP颗粒也可以通过 核孔复合体从核内运输到细胞质中，表明核孔复合体的有效直 径的大小是可被调节的；⑵通过核孔复合体的主动运输是一个 信号识别与载体介导的过程，需要消耗ATP能量，并表现出饱 和动力学特征；⑶通过核孔复合体的主动运输具有双向性，即 核输入与核输出，它既能把复制、转录、染色体构建和核糖体 亚单位装配等所需要的各种因子运输到核内，同时又能将翻译 所需的RNA、装配好的核糖体亚单位从核内运送到细胞质。
医学细胞生物学细胞核优质PPT课件
• ①胞质环 cytoplasmic ring：核孔外边缘，与柱 状亚单位相连；环上有8条纤维 对称分布，伸向 细胞质
• ②核质环 nucleoplasmic ring：核孔内边缘，与 柱状亚单位相连；环上也有8条100nm纤维 伸向 核内，纤维末端形成直径60nm小环，称“核篮 ”nuclear basket
层 均由 核纤层蛋白A、B、C三种蛋白构成，克隆分析编码核纤层蛋 白的mRNA，发现具有中间纤维的同源序列 • 核纤层蛋白A 与 核纤层蛋白C 是同一编码基因 不同加工产物，仅在C 端不同，都有一段350个aa的多肽序列，与中间纤维亚基的α-螺旋区 同源性高 • 两类 核纤层蛋白 并非同时存在于 所有细胞，在细胞分化过程中的表 达 具有细胞特异性——中间纤维的特征
• 1949-1950年，H.G.Callan 和S.G.Tomlin 用电镜观察 两栖类 卵母细 胞 核膜时，发现核孔
• 核孔是由多种蛋白质以特定方式排列形成的复合结构，1959年 被 M.L.Waston 命名为 核孔复合体 nuclear pore complex, NPC
核膜
• 捕鱼笼式 核孔复合体模型 被普遍接受：
核膜
• 核膜的结构
• 核膜由内外层核膜、核周隙、核孔复合体、核纤层等结构组成 • 核膜两层，平行但连续——有孔洞；但两层的组成成分与结构有差异 • 外膜 outer nuclear membrane • 内膜 inner nuclear membrane • 两层膜 之间的间隙：核周间隙 intermembrane space • 内外膜 在某些部位 相互融合，形成
核膜
• A型 核纤层蛋白 仅见于 分化的细胞中；B型 核纤层蛋白 存在于所有 体细胞中
• 核纤层在细胞核中起支架作用
• ②核质环 nucleoplasmic ring：核孔内边缘，与 柱状亚单位相连；环上也有8条100nm纤维 伸向 核内，纤维末端形成直径60nm小环，称“核篮 ”nuclear basket
层 均由 核纤层蛋白A、B、C三种蛋白构成，克隆分析编码核纤层蛋 白的mRNA，发现具有中间纤维的同源序列 • 核纤层蛋白A 与 核纤层蛋白C 是同一编码基因 不同加工产物，仅在C 端不同，都有一段350个aa的多肽序列，与中间纤维亚基的α-螺旋区 同源性高 • 两类 核纤层蛋白 并非同时存在于 所有细胞，在细胞分化过程中的表 达 具有细胞特异性——中间纤维的特征
• 1949-1950年，H.G.Callan 和S.G.Tomlin 用电镜观察 两栖类 卵母细 胞 核膜时，发现核孔
• 核孔是由多种蛋白质以特定方式排列形成的复合结构，1959年 被 M.L.Waston 命名为 核孔复合体 nuclear pore complex, NPC
核膜
• 捕鱼笼式 核孔复合体模型 被普遍接受：
核膜
• 核膜的结构
• 核膜由内外层核膜、核周隙、核孔复合体、核纤层等结构组成 • 核膜两层，平行但连续——有孔洞；但两层的组成成分与结构有差异 • 外膜 outer nuclear membrane • 内膜 inner nuclear membrane • 两层膜 之间的间隙：核周间隙 intermembrane space • 内外膜 在某些部位 相互融合，形成
核膜
• A型 核纤层蛋白 仅见于 分化的细胞中；B型 核纤层蛋白 存在于所有 体细胞中
• 核纤层在细胞核中起支架作用
细胞生物学第十二章细胞核(共77张PPT)
The structure of lamin
Lamins
二、核孔是物质运输的通道
• 由至少50种不同的pr构成，称为核孔复合体 （nuclear pore compleБайду номын сангаас，NPC）。
• 一般哺乳动物细胞约3000个核孔。
• 电镜下观察核孔呈圆形或八角形，一般认为其结
构如fish-trap。
Cytoplasmic face cytoplasmic particles
（六） 间期染色体
• 非随机分布，不同染色体具有各自的分布域，称为染色体
域（chromosome territory）。 • 基因密度高的染色体（如19号）分布于核中心，基因密
度低的（如18号）分布于核的周边区域。
• 同一染色体上，活动染色质可能位于细胞核的中心、远着 丝点区域、或形成疏松的环状结构。
• 构成核仁，位于染色体的次缢痕区，但并非所有的
次缢痕都是NORs。
How a nucleolus is organized
• 端粒（telomere）：由高
度重复的短序列组成。
• 作用：
1. 维持染色体稳定性。 2. 起细胞分裂计时器的作用。
DNA每复制一次端粒减 少50~100bp。
（二）染色体的数目
（四）核型与带型
• 1. 核型：物种中期染色体特征的总和（染色体数目、 大小、形态）。
• 2. 带型：染色体经理化因素处理后染色，呈现稳 定的带纹（band）。
• 分带技术分两类：一类是产生的染色带分布在整过染 色体的长度上如：Q、G和R带，另一类是局部性的显带， 如C、Cd、T和N带。
（五）几类的特殊的染色体
• 功能：帮助DNA折叠、复制；调节基因表达。
2024年度医学细胞生物学细胞核优质PPT课件
受精作用
精子和卵子结合形成受精卵，恢复二 倍体遗传物质，启动胚胎发育过程。 受精作用实现了父母双方遗传物质的 重组和交换，增加了后代的遗传多样 性。
22
05
细胞核在医学领域的应用 研究
2024/3/23
23
遗传性疾病的诊断和治疗策略
01
02
03
基因突变筛查
通过细胞核内DNA分析， 识别特定基因突变，为遗 传性疾病的早期诊断提供 依据。
进一步揭示细胞核内各组分间的相互 作用及调控机制，为医学应用提供理 论基础。
发展高效基因编辑技术
提高基因编辑技术的精确性、效率和 安全性，实现遗传性疾病的精准治疗 。
2024/3/23
拓展细胞核重编程应用
探索更多类型的细胞重编程方法和技 术，为再生医学、组织工程和疾病治 疗提供更多可能性。
加强跨学科合作与交流
基因突变与遗传性疾病的关系
基因突变可引起遗传性疾病的发生，如单基因遗 传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病等。
3
遗传性疾病的实例
如镰状细胞贫血、囊性纤维化、亨廷顿舞蹈症等 。
2024/3/23
12Βιβλιοθήκη 03细胞周期与有丝分裂2024/3/23
13
细胞周期概念及阶段划分
2024/3/23
细胞周期定义
连续分裂的细胞从一次分裂完成 时开始，到下一次分裂完成时为 止所经历的全过程。
细胞核是真核细胞内最大、最 重要的细胞器，是细胞遗传与
代谢的调控中心。
02
01
2024/3/23
功能包括：遗传信息储存、复制 和转录的场所；细胞代谢和遗传
的控制中心。
4
细胞核的形态与大小
细胞核形态多样，有圆形、椭 圆形、棒状、分叶状等。
精子和卵子结合形成受精卵，恢复二 倍体遗传物质，启动胚胎发育过程。 受精作用实现了父母双方遗传物质的 重组和交换，增加了后代的遗传多样 性。
22
05
细胞核在医学领域的应用 研究
2024/3/23
23
遗传性疾病的诊断和治疗策略
01
02
03
基因突变筛查
通过细胞核内DNA分析， 识别特定基因突变，为遗 传性疾病的早期诊断提供 依据。
进一步揭示细胞核内各组分间的相互 作用及调控机制，为医学应用提供理 论基础。
发展高效基因编辑技术
提高基因编辑技术的精确性、效率和 安全性，实现遗传性疾病的精准治疗 。
2024/3/23
拓展细胞核重编程应用
探索更多类型的细胞重编程方法和技 术，为再生医学、组织工程和疾病治 疗提供更多可能性。
加强跨学科合作与交流
基因突变与遗传性疾病的关系
基因突变可引起遗传性疾病的发生，如单基因遗 传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病等。
3
遗传性疾病的实例
如镰状细胞贫血、囊性纤维化、亨廷顿舞蹈症等 。
2024/3/23
12Βιβλιοθήκη 03细胞周期与有丝分裂2024/3/23
13
细胞周期概念及阶段划分
2024/3/23
细胞周期定义
连续分裂的细胞从一次分裂完成 时开始，到下一次分裂完成时为 止所经历的全过程。
细胞核是真核细胞内最大、最 重要的细胞器，是细胞遗传与
代谢的调控中心。
02
01
2024/3/23
功能包括：遗传信息储存、复制 和转录的场所；细胞代谢和遗传
的控制中心。
4
细胞核的形态与大小
细胞核形态多样，有圆形、椭 圆形、棒状、分叶状等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9-10nm
26
通过核孔复合体的主动运输
绝大多数生物大分子的核-质分配需要借助核孔复合 体的主动运输方式来实现。
具有高度选择性，表现在以下三方面
①核孔复合体的孔径 可调，主动运输的功 能直径比被动运输大， 为10～20nm，可调节 达26nm。
27
②核孔复合体的主动运输是信 号识别与载体介导的过程，需 消耗能量。
23
2.核膜参与蛋白质的合成
24
3.核孔复合体控制着核-质间的物质交换
核孔复合体是介导核-质间物质交换的 双向亲水通道
具有两种运输方式
被动运输 主动运输
25
通过核孔复合体的被动运输
静止状态下，核孔中央有直径9～10nm的亲水通 道，水、无机离子、小分子及直径小于10nm的物 质原则上可自由通过。
31
亲核蛋白入核转运的条件 亲核蛋白
①核定位序列（NLS） ②NLS受体（核Ran：一种GTP结合蛋白
21
4.核纤层参与DNA的复制
利用爪蟾卵母细胞核重建体系的研究发现， 重建的缺乏核纤层的细胞核不能进行DNA 的复制，提示核纤层参与了DNA复制。
22
三、※核膜的功能*
1.核膜为基因表达提供了时 空隔离屏障
使DNA复制、RNA转录与蛋白质 翻译在时空上分离，建立了遗 传物质稳定的活动环境；
保证了RNA转录后先进行加工、 修饰，才能输入细胞质中，进 而指导蛋白质的合成，使遗传 信息的表达调控过程更加精确、 高效。
③具有双向性，兼有核输入与 核输出两种功能
核输入：DNA复制与RNA转 录所需的各种酶、 组蛋白、核糖体蛋 白等
核输出：mRNA、tRNA、 核糖体大小亚基等
28
1.亲核蛋白的核输入
※亲核蛋白* （karyophilic protein）：
指在细胞质中游离核糖 体上合成、经核孔转运 入细胞核发挥作用的蛋
细胞核概述
真核细胞中最大、最重要的细胞器 功能：1.遗传物质贮存、复制和转录的场所 2.细胞生命活动的控制中心
真核生物和原核生物的最大区别 核进化意义：核物质区域化 1.保护核内DNA免受损伤，保证遗传的稳定性 2.使遗传信息的转录和翻译在时空上分离
1
细胞核的数量、大小与形态
数量：单核（多数细胞）
18
※核纤层的功能*
1.核纤层在细胞核中起支架作用
19
2.核纤层与核膜的崩解和重建密切相关
lamin A、C分散 到胞质中
lamin B与核膜小 泡结合
20
3.核纤层与染色质凝集成染色体相关
分裂间期，染色质与核纤层结合紧密，不能螺旋化 成染色体；
分裂前期，核纤层解聚，染色质与核纤层的结合丧 失，染色质凝集成染色体。
白质。
游离核糖体
29
亲核蛋白一般都有一段特殊的氨基酸信号序列， 起着定向和定位的作用，保证蛋白质通过核孔复 合体向核内输入，这一特殊的信号序列称为核定
位序列* (nuclear localization sequence, NLS)。
NLS特点：
含4~8个氨基酸的短肽序列 不同亲核蛋白上的NLS不同，但都富含碱性氨
蛋白质合成旺盛的细胞，核孔数目较多
11
电镜下，核孔是由多种蛋白质以特定方式排列 而成的复合结构，称为核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。
NPC胞质面观
NPC核质面观
12
※核孔复合体的结构*：
捕鱼笼式(fish-trap)结构模型被普遍接受 NPC由四种组分构成：
所含的酶类和脂类都与ER相似，但含量有差异
6
二、核膜的结构*
电镜下，核膜是由内核膜、外核膜、核周间隙、 核孔复合体和核纤层等结构组成。
7
（一）外核膜(outer membrane)
与糙面内质网膜相连续 外表面有核糖体附着 外表面附着有细胞骨架成分，起着固定细胞核
并维持细胞核形态的作用。
3
间期核的结构主要由4部分构成
① 核膜 ② 染色质 ③ 核仁 ④ 核基质
4
第一节 核 膜
核膜(nuclear membrane)又称核被膜(nuclear
envelope)
一、核膜的化学组成 二、核膜的结构 三、核膜的功能
5
一、核膜的化学组成
主要为蛋白质（65%～75%）和 脂类，可能还有少 量DNA和RNA
①胞质环 ②核质环 ③辐
•柱状亚单位 •环状亚单位 •腔内亚单位
④中央栓
13
核篮
核孔复合体模式图
14
胞质面 侧面观
核质面
15
核孔复合体的化学组成：主要由蛋白质组成
核孔蛋白（nucleoporin，Nup）的特点 进化上高度保守 多含有一簇FG重复序列 F：苯丙氨酸 G：甘氨酸
16
（五）核纤层(nuclear lamina)
双核（肝、肾、软骨细胞） 多核（破骨细胞、骨骼肌细胞等） 无核（成熟红细胞）
大小：高等动物细胞核直径通常在 5～10μm
生长旺盛的细胞：核较大，如卵、肿瘤细胞 分化成熟的细胞：核较小 常用核质比来表示细胞核的相对大小
2
形态：
间期才可以观察到细胞核的完整结构； 多样，多为圆形或椭圆形； 与细胞的形状、类型、发育时期等有关。
基酸（Lys、Arg），通常还有脯氨酸 NLS可以位于亲核蛋白的任何部位，并且在指
导亲核蛋白完成核输入以后不被切除。
-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
30
病毒SV40的T-抗原在宿主细胞中的分布
具有正常NLS的T-抗原 聚集于细胞核内
NLS发生突变的T-抗原 分布于胞质中
8
（二）内核膜(inner membrane)
表面无核糖体附着 核质面附着有核纤层，对核膜其支持作用
9
（三）核周间隙(perinuclear cisternae)
内外两层核膜之间的腔隙 与内质网腔相连，内含多种蛋白质和酶
10
（四）核孔复合体
核孔：内外核膜融合之处形成的环状开口 数量：3000~4000个/哺乳类细胞
※概念*：核纤层是位于内核膜内侧与染色质之间的 一层由高电子密度纤维蛋白质组成的网络片层结构。 只存在于间期核中，分裂期解体
17
核纤层的化学成分：
核纤层蛋白（属于中间纤维蛋白）
哺乳类细胞的核纤层蛋白（lamin）有3类
lamin A lamin C Lamin B
由同一基因编码的不同的加工产物
26
通过核孔复合体的主动运输
绝大多数生物大分子的核-质分配需要借助核孔复合 体的主动运输方式来实现。
具有高度选择性，表现在以下三方面
①核孔复合体的孔径 可调，主动运输的功 能直径比被动运输大， 为10～20nm，可调节 达26nm。
27
②核孔复合体的主动运输是信 号识别与载体介导的过程，需 消耗能量。
23
2.核膜参与蛋白质的合成
24
3.核孔复合体控制着核-质间的物质交换
核孔复合体是介导核-质间物质交换的 双向亲水通道
具有两种运输方式
被动运输 主动运输
25
通过核孔复合体的被动运输
静止状态下，核孔中央有直径9～10nm的亲水通 道，水、无机离子、小分子及直径小于10nm的物 质原则上可自由通过。
31
亲核蛋白入核转运的条件 亲核蛋白
①核定位序列（NLS） ②NLS受体（核Ran：一种GTP结合蛋白
21
4.核纤层参与DNA的复制
利用爪蟾卵母细胞核重建体系的研究发现， 重建的缺乏核纤层的细胞核不能进行DNA 的复制，提示核纤层参与了DNA复制。
22
三、※核膜的功能*
1.核膜为基因表达提供了时 空隔离屏障
使DNA复制、RNA转录与蛋白质 翻译在时空上分离，建立了遗 传物质稳定的活动环境；
保证了RNA转录后先进行加工、 修饰，才能输入细胞质中，进 而指导蛋白质的合成，使遗传 信息的表达调控过程更加精确、 高效。
③具有双向性，兼有核输入与 核输出两种功能
核输入：DNA复制与RNA转 录所需的各种酶、 组蛋白、核糖体蛋 白等
核输出：mRNA、tRNA、 核糖体大小亚基等
28
1.亲核蛋白的核输入
※亲核蛋白* （karyophilic protein）：
指在细胞质中游离核糖 体上合成、经核孔转运 入细胞核发挥作用的蛋
细胞核概述
真核细胞中最大、最重要的细胞器 功能：1.遗传物质贮存、复制和转录的场所 2.细胞生命活动的控制中心
真核生物和原核生物的最大区别 核进化意义：核物质区域化 1.保护核内DNA免受损伤，保证遗传的稳定性 2.使遗传信息的转录和翻译在时空上分离
1
细胞核的数量、大小与形态
数量：单核（多数细胞）
18
※核纤层的功能*
1.核纤层在细胞核中起支架作用
19
2.核纤层与核膜的崩解和重建密切相关
lamin A、C分散 到胞质中
lamin B与核膜小 泡结合
20
3.核纤层与染色质凝集成染色体相关
分裂间期，染色质与核纤层结合紧密，不能螺旋化 成染色体；
分裂前期，核纤层解聚，染色质与核纤层的结合丧 失，染色质凝集成染色体。
白质。
游离核糖体
29
亲核蛋白一般都有一段特殊的氨基酸信号序列， 起着定向和定位的作用，保证蛋白质通过核孔复 合体向核内输入，这一特殊的信号序列称为核定
位序列* (nuclear localization sequence, NLS)。
NLS特点：
含4~8个氨基酸的短肽序列 不同亲核蛋白上的NLS不同，但都富含碱性氨
蛋白质合成旺盛的细胞，核孔数目较多
11
电镜下，核孔是由多种蛋白质以特定方式排列 而成的复合结构，称为核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。
NPC胞质面观
NPC核质面观
12
※核孔复合体的结构*：
捕鱼笼式(fish-trap)结构模型被普遍接受 NPC由四种组分构成：
所含的酶类和脂类都与ER相似，但含量有差异
6
二、核膜的结构*
电镜下，核膜是由内核膜、外核膜、核周间隙、 核孔复合体和核纤层等结构组成。
7
（一）外核膜(outer membrane)
与糙面内质网膜相连续 外表面有核糖体附着 外表面附着有细胞骨架成分，起着固定细胞核
并维持细胞核形态的作用。
3
间期核的结构主要由4部分构成
① 核膜 ② 染色质 ③ 核仁 ④ 核基质
4
第一节 核 膜
核膜(nuclear membrane)又称核被膜(nuclear
envelope)
一、核膜的化学组成 二、核膜的结构 三、核膜的功能
5
一、核膜的化学组成
主要为蛋白质（65%～75%）和 脂类，可能还有少 量DNA和RNA
①胞质环 ②核质环 ③辐
•柱状亚单位 •环状亚单位 •腔内亚单位
④中央栓
13
核篮
核孔复合体模式图
14
胞质面 侧面观
核质面
15
核孔复合体的化学组成：主要由蛋白质组成
核孔蛋白（nucleoporin，Nup）的特点 进化上高度保守 多含有一簇FG重复序列 F：苯丙氨酸 G：甘氨酸
16
（五）核纤层(nuclear lamina)
双核（肝、肾、软骨细胞） 多核（破骨细胞、骨骼肌细胞等） 无核（成熟红细胞）
大小：高等动物细胞核直径通常在 5～10μm
生长旺盛的细胞：核较大，如卵、肿瘤细胞 分化成熟的细胞：核较小 常用核质比来表示细胞核的相对大小
2
形态：
间期才可以观察到细胞核的完整结构； 多样，多为圆形或椭圆形； 与细胞的形状、类型、发育时期等有关。
基酸（Lys、Arg），通常还有脯氨酸 NLS可以位于亲核蛋白的任何部位，并且在指
导亲核蛋白完成核输入以后不被切除。
-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
30
病毒SV40的T-抗原在宿主细胞中的分布
具有正常NLS的T-抗原 聚集于细胞核内
NLS发生突变的T-抗原 分布于胞质中
8
（二）内核膜(inner membrane)
表面无核糖体附着 核质面附着有核纤层，对核膜其支持作用
9
（三）核周间隙(perinuclear cisternae)
内外两层核膜之间的腔隙 与内质网腔相连，内含多种蛋白质和酶
10
（四）核孔复合体
核孔：内外核膜融合之处形成的环状开口 数量：3000~4000个/哺乳类细胞
※概念*：核纤层是位于内核膜内侧与染色质之间的 一层由高电子密度纤维蛋白质组成的网络片层结构。 只存在于间期核中，分裂期解体
17
核纤层的化学成分：
核纤层蛋白（属于中间纤维蛋白）
哺乳类细胞的核纤层蛋白（lamin）有3类
lamin A lamin C Lamin B
由同一基因编码的不同的加工产物