细胞生物学课件：细胞核
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Heterochromatin：染色质纤维处于聚缩状态，折叠和压缩程 度高，碱性染料着色深。转录活性低。
constitutive heterochromatin—除S期以外在整个细胞周期均 处于聚缩状态， DNA包装比基本不变，可构成多个染色中心。 有5个特征。【结构性】
facultative heterochromatin—由原来Euchromatin聚缩而来， 转录活性降低。随着细胞分化，大部分基因渐次关闭而聚缩。 如Barr body。【兼性】
• 组成： DNA 1.75圈 约146个bp 组蛋白八聚体 一个
二级结构：螺线管
• 多以30nm染色质 纤维的形式存在
• 在Ｈ1参与下形成 • 每周含６个核小体
核小体和螺线管的结构
三级结构：超螺线管
• 直径400nm
四级结构：染色单体
• 超螺线管再一次折叠螺旋化，即成四级结构。
二、染色质包装的结构模式
Nonhistone：与DNA特异结合，又称sequence special DNA binding protein。具有多样性（如核酸代谢与修饰酶、染 色体骨架蛋白、基因表达调控因子和肌动蛋白等）、识别 特异性（识别位点在双螺旋大沟）、多种功能（基因表达 调控小体
第三节 染色体
分类
主要结构
Centromere Secondary constriction Nucleolar organizing
region（NOR） Satellite Telomere
染色体DNA的三种功能元件
DNA复制起点：确保染色体能够自我复制，维持染色体 在细胞世代传递中的连续性。
DNA
压缩7倍
核小体
压缩6倍
螺线管
压缩40倍
超螺线管
压缩5倍
染色体
Multiple coiling model
(另有骨架放射环模型）
核小体结构要点：
1、组成 2、核心 3、1.75圈、H1 4、linkDNA 5、自组装 6、定位（核小体相 位影响基因表达）
三、常染色质和异染色质（间期核）
Euchromatin：染色质纤维处于伸展状态，折叠压缩程度低， 包装比1/2000~1/1000，碱性染料着色浅。构成Euchromatin 的DNA主要是单一序列DNA和低度重复DNA，转录活性高。
着丝粒：已经完成复制的染色体能平均分配到子细胞中。 端粒：保持染色体的独立性和稳定性。分裂计时器。 具备了三种功能元件，才能确保染色体的复制和稳定遗
传。
核型与染色体分带 Karyotype 染色体组在有丝
分裂中期的表型，包括数目、 大小、形态特征等。 核型分析：在对染色体进行测量 计算的基础上，将其分组、排 队、配对并进行形态分析过程
• Inner nuclear membrane • 与核纤层相连，有lamin B receptor。
• Outer nuclear membrane 与粗面内质网相连通
• Perinuclear space / perinuclear cisternae
三、核孔复合体
• Nuclear pore complex，NPC 转录活跃 的细胞，NPC较多。一般哺乳动物细胞 有3000~4000个
Polytene chromosome DNA多
次复制而细胞不分裂，子染色体平 行排列，且同源染色体配对，紧密 结合在一起，染色质不能进一步聚 缩，从而形成体积很大的多线染色 体。昆虫。 胀泡的出现、发育和消失过程直接 反映了基因转录的活性谱。
间带和带，housekeeping gene和 Luxury gene.
• 结构模型：
fish-trap模型
核质交换的双向选择性亲水通道
金标记的核质蛋白穿越核孔
第二节 染色质
一、chromatin 化学组成
H:DNA=1:1; nonH:DNA=0.6:1; RNA:DNA=0.1:1
染色质DNA
一级结构（核苷酸序列）： 非重复单一序列DNA：5%，编码DNA序列。负责蛋白质氨基酸组 成的信息。 中度重复序列DNA：负责基因选择性表达的信息。起调控作用。 高度重复序列DNA：10%，satelliteDNA,minisatelliteDNA,microsatelliteDNA
二级序列（双螺旋结构）——三种构型处于动态转变之中。 B型DNA：活性最高的构象，右手双螺旋，结构稳定。 A型DNA：右手双螺旋，仍有活性。 Z型DNA：左手双螺旋，活性明显降低。
染色质蛋白质—负责DNA的组织、复制和阅读
Histone：碱性蛋白，可以非特异性地与酸性的DNA结合。 5种成分——H1、H2A、H2B、H3、H4。核小体组蛋白， 进化上保守。
Lamp-brush chromosome
动物卵母细胞进行第一次减数分裂 时停留在双线期的染色体。二价体， 四条染色单体。
灯刷染色体合成的RNA主要为前体 mRNA(hnRNA)，有些类型mRNA 立即翻译成蛋白质，而有些mRNA 与蛋白质结合，暂不翻译而贮存在 卵母细胞中，为以后快速发育作准备
Chromosome banding
用特殊染色方法使染色体产生明 显的色带（暗带）和未染色的明 带相间的带型，形成不同的染色 体个性。能鉴别核型中任何一条 染色体或一个移位片段。 荧光分带法—Q-banding Giemsa-banding Terminal-banding
染色体核型
Giant chromosome
第五章 细胞核
nucleus 概况 组成 功能
基因信息传递
DNA
核苷酸顺序
转录
RNA 翻译
蛋白质 氨基酸顺序
第一节 核被膜与核孔复合体
• Nuclear envelope 作为界膜，把细胞分成 核与质两大结构与功能区域：DNA复制、 RNA转录与加工在核内进行，蛋白质翻 译则在胞质中进行；具有通透性（核孔 复合体），核质物质交换与信息交流。
• Nuclear envelope 组成：双层核膜、核孔 复合体与核纤层
一、核纤层
Nuclear lamina 一层 由纤维蛋白构成的网 络结构。真核细胞用 非离子去垢剂、核酸 酶和高盐溶液分级抽 提后，显示核纤层与 核孔复合体、核内骨 架和胞质中间纤维密 切相关， 同属细胞骨架。
二、核被膜
• 双层、不连续、多孔。 • Nuclear pore。
constitutive heterochromatin—除S期以外在整个细胞周期均 处于聚缩状态， DNA包装比基本不变，可构成多个染色中心。 有5个特征。【结构性】
facultative heterochromatin—由原来Euchromatin聚缩而来， 转录活性降低。随着细胞分化，大部分基因渐次关闭而聚缩。 如Barr body。【兼性】
• 组成： DNA 1.75圈 约146个bp 组蛋白八聚体 一个
二级结构：螺线管
• 多以30nm染色质 纤维的形式存在
• 在Ｈ1参与下形成 • 每周含６个核小体
核小体和螺线管的结构
三级结构：超螺线管
• 直径400nm
四级结构：染色单体
• 超螺线管再一次折叠螺旋化，即成四级结构。
二、染色质包装的结构模式
Nonhistone：与DNA特异结合，又称sequence special DNA binding protein。具有多样性（如核酸代谢与修饰酶、染 色体骨架蛋白、基因表达调控因子和肌动蛋白等）、识别 特异性（识别位点在双螺旋大沟）、多种功能（基因表达 调控小体
第三节 染色体
分类
主要结构
Centromere Secondary constriction Nucleolar organizing
region（NOR） Satellite Telomere
染色体DNA的三种功能元件
DNA复制起点：确保染色体能够自我复制，维持染色体 在细胞世代传递中的连续性。
DNA
压缩7倍
核小体
压缩6倍
螺线管
压缩40倍
超螺线管
压缩5倍
染色体
Multiple coiling model
(另有骨架放射环模型）
核小体结构要点：
1、组成 2、核心 3、1.75圈、H1 4、linkDNA 5、自组装 6、定位（核小体相 位影响基因表达）
三、常染色质和异染色质（间期核）
Euchromatin：染色质纤维处于伸展状态，折叠压缩程度低， 包装比1/2000~1/1000，碱性染料着色浅。构成Euchromatin 的DNA主要是单一序列DNA和低度重复DNA，转录活性高。
着丝粒：已经完成复制的染色体能平均分配到子细胞中。 端粒：保持染色体的独立性和稳定性。分裂计时器。 具备了三种功能元件，才能确保染色体的复制和稳定遗
传。
核型与染色体分带 Karyotype 染色体组在有丝
分裂中期的表型，包括数目、 大小、形态特征等。 核型分析：在对染色体进行测量 计算的基础上，将其分组、排 队、配对并进行形态分析过程
• Inner nuclear membrane • 与核纤层相连，有lamin B receptor。
• Outer nuclear membrane 与粗面内质网相连通
• Perinuclear space / perinuclear cisternae
三、核孔复合体
• Nuclear pore complex，NPC 转录活跃 的细胞，NPC较多。一般哺乳动物细胞 有3000~4000个
Polytene chromosome DNA多
次复制而细胞不分裂，子染色体平 行排列，且同源染色体配对，紧密 结合在一起，染色质不能进一步聚 缩，从而形成体积很大的多线染色 体。昆虫。 胀泡的出现、发育和消失过程直接 反映了基因转录的活性谱。
间带和带，housekeeping gene和 Luxury gene.
• 结构模型：
fish-trap模型
核质交换的双向选择性亲水通道
金标记的核质蛋白穿越核孔
第二节 染色质
一、chromatin 化学组成
H:DNA=1:1; nonH:DNA=0.6:1; RNA:DNA=0.1:1
染色质DNA
一级结构（核苷酸序列）： 非重复单一序列DNA：5%，编码DNA序列。负责蛋白质氨基酸组 成的信息。 中度重复序列DNA：负责基因选择性表达的信息。起调控作用。 高度重复序列DNA：10%，satelliteDNA,minisatelliteDNA,microsatelliteDNA
二级序列（双螺旋结构）——三种构型处于动态转变之中。 B型DNA：活性最高的构象，右手双螺旋，结构稳定。 A型DNA：右手双螺旋，仍有活性。 Z型DNA：左手双螺旋，活性明显降低。
染色质蛋白质—负责DNA的组织、复制和阅读
Histone：碱性蛋白，可以非特异性地与酸性的DNA结合。 5种成分——H1、H2A、H2B、H3、H4。核小体组蛋白， 进化上保守。
Lamp-brush chromosome
动物卵母细胞进行第一次减数分裂 时停留在双线期的染色体。二价体， 四条染色单体。
灯刷染色体合成的RNA主要为前体 mRNA(hnRNA)，有些类型mRNA 立即翻译成蛋白质，而有些mRNA 与蛋白质结合，暂不翻译而贮存在 卵母细胞中，为以后快速发育作准备
Chromosome banding
用特殊染色方法使染色体产生明 显的色带（暗带）和未染色的明 带相间的带型，形成不同的染色 体个性。能鉴别核型中任何一条 染色体或一个移位片段。 荧光分带法—Q-banding Giemsa-banding Terminal-banding
染色体核型
Giant chromosome
第五章 细胞核
nucleus 概况 组成 功能
基因信息传递
DNA
核苷酸顺序
转录
RNA 翻译
蛋白质 氨基酸顺序
第一节 核被膜与核孔复合体
• Nuclear envelope 作为界膜，把细胞分成 核与质两大结构与功能区域：DNA复制、 RNA转录与加工在核内进行，蛋白质翻 译则在胞质中进行；具有通透性（核孔 复合体），核质物质交换与信息交流。
• Nuclear envelope 组成：双层核膜、核孔 复合体与核纤层
一、核纤层
Nuclear lamina 一层 由纤维蛋白构成的网 络结构。真核细胞用 非离子去垢剂、核酸 酶和高盐溶液分级抽 提后，显示核纤层与 核孔复合体、核内骨 架和胞质中间纤维密 切相关， 同属细胞骨架。
二、核被膜
• 双层、不连续、多孔。 • Nuclear pore。