_细胞核与染色体精讲
第十章 细胞核与染色体(共62张PPT)
45S rRNA
32S rRNA 20S rRNA
28S rRNA 5.8S rRNA
18S rRNA
5S rRNA
rRNA的加工
核糖体亚单位的装配
核糖体组成：蛋白质+rRNA rRNA前体结合蛋白质—核糖核蛋白体颗粒； 核糖核蛋白体—大亚基和小亚基； 5SrRNA合成后转运至核仁参与核糖核蛋白体
致密纤维组分
核仁内电子密度最高的区域，位于浅染区的周围；
所含主要成分为正在转录的rRNA，此外还有一些RNA结
合蛋白； 颗粒组分
由直径15-20 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的核糖
核蛋白体。
2 核仁的功能 rRNA前体的合成、加工 核糖体亚单位的装配
rRNA前体的合成及加工
rDNA的初级产物为rRNA前体
数量，位置、大小相对恒定，可作为鉴别特定染色 体的一个标志。
核仁组织区
位置：位于染色体的次缢痕部位； 含有编码核糖体的rRNA基因；
功能：在间期缔合核仁。
随体
位置：位于染色体末端的球形染色体节段
是鉴别染色体的一个重要标志 —— 通过次缢痕与染色体主体部分相连
端粒
是染色体末端富含Ｇ的重复序列； 作用：维持染色体的稳定性
Gp210位于孔膜区，功能包括：介导核孔复合体与核被膜连接；
—— X染色体失活
概念：构成真核生物染色体的基本结构蛋白， rRNA前体的合成及加工
核型（karyotype） ：染色体组在有丝分裂周期的表现，包括染色体的数目、大小和形态特征。
1号染色体中的DNA包装倍数
主动运输的选择性：
富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸。 组成：DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA。
细胞核与染色体
第四章细胞核与染色体细胞核是真核细胞最大、最显而易见的细胞器，是遗传信息贮存、复制和转录的地方，是细胞功能及细胞代谢、生长、增殖、分化的控制中心。
细胞核的形状与细胞的形态、性质与及发育阶段有关，大多数细胞的核为圆形或椭圆形，但也可以有盘状、分叶状、分枝状等不规则形状。
通常一个细胞含有一个核，但有些细胞有双核甚至多核。
细胞核的内含成分主要是核酸和蛋白质。
核酸绝大部分为脱氧核糖核酸（DNA），是承载遗传信息的物质，常被称为遗传物质。
在间期(两次有丝分裂之间的时期)，核酸和蛋白质以染色质和核仁的形式存在，核外周有核被膜，核被膜上间隔存在核孔，内层核膜下有一个由纤维蛋白形成的核纤层，核内还存在一个蛋白质纤维组成的核骨架 (又叫核基质，详见第七章“细胞骨架”)，它们共同维持核的形状、核内外物质交换和染色质、染色体的空间位置。
在有丝分裂期，核被膜融解，核骨架解聚，核仁消失，染色质浓聚紧缩形成棒状的染色体，然后每条染色体纵向分裂，此时核消失。
当细胞分裂完成，两个子细胞出现时，核又重新形成。
细胞核早在1674年就被Leeuwenhoek在鱼类的红细胞中发现，到1831年才由Brown 定名 (nucleus)，并确认为真核细胞普遍存在的细胞器。
百多年来人们对细胞核结构和功能有了逐步深入的认识，但是细胞核的许多奥秘仍未被揭示，以至于细胞核被说成是“发现最早而了解最少的细胞器”。
第一节核被膜核被膜（nuclear envelope）是将细胞核内物质包围起来的双层膜结构，又叫核膜（nuclear membrane），其组成包括：内、外层核膜，核周间隙，核孔，核纤层（图4－1）。
图4－1 细胞核结构模式图（引自Alberts等，2002）参照前书图12-1一、内、外层核膜和核周间隙12内、外层核膜（inner and outer nuclear membrane ） 构成细胞核与细胞质的分隔。
它们的化学组成和结构与其他细胞器的膜（统称为细胞内膜，详见第五、六章）一样。
细胞核与染色体ppt课件
目录
• 细胞核概述 • 染色体概述 • 细胞核与染色体的关系 • 细胞核与染色体的研究意义 • 总结
01 细胞核概述
细胞核的定义与功能
总结词
细胞核是细胞内的一个重要的亚细胞结构，它含有细胞的遗传物质，控制着细 胞的代谢和遗传过程。
详细描述
细胞核是细胞内的一个重要的亚细胞结构，由核膜、核仁和染色质等组成。它 含有细胞的遗传物质DNA，通过DNA的复制、转录和翻译等过程，控制着细胞 的代谢和遗传过程。
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细胞核的结构
总结词
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核基质等部分，这些结构共同协作，维持细胞 核的正常功能。
详细描述
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核基质等部分。核膜是细胞核的外膜，上有核 孔，可控制物质的进出。核仁是细胞核中的一个结构，参与蛋白质的合成和加工。染色 质是细胞核中由DNA和蛋白质组成的结构，是遗传信息的载体。核基质是细胞核中由
不同生物的染色体数目不同，如人类 有23对染色体，共46条。
染色体的组成
染色体由染色质、着丝粒和端粒等部 分组成。
染色体的化学体的主要成分，携 带着遗传信息。
蛋白质
与DNA结合形成染色质， 起到稳定和保护DNA的作 用。
其他成分
如组蛋白、非组蛋白等， 参与染色体的组装和调控。
遗传信息的传递与表达
细胞核与染色体的结构和功能决定了遗传信息的传递与表达，从而影响生物体的性状和特 征。
细胞分裂与繁殖
细胞核与染色体的复制和分离在细胞分裂和繁殖过程中起着关键作用，保证了生物体的生 长和繁殖。
对未来研究的展望
深入探索细胞核与染色体的结构和功能
第十一章 细胞核与染色体-细胞生物学
（ 二 ） 染 色 体 的 骨 架 放 射 环 结 构 模 型
——
五、染色质的类型
1、常染色质（euchromatin） ：
结构异染色质
2、异染色质（heterochromatin）
异染色质的特点：
中表现为晚复制、早凝缩。
③分为两类：结构异染色质、兼性异染色质
一起形成。
体细胞中同源染色体紧密配对。
横带纹，染色后呈现出明暗相间的带纹 。
胀泡和环，在幼虫发育的某个阶段，多线染色体的某些带区
疏松膨大，形成胀泡（puff）或巴氏环（Balbiani ring）。
果 蝇 幼 虫 唾 液 腺 多 线 染 色 体
多线染色体的带、间带与胀泡
（二）、灯刷染色体 (lampbrush chromosome)
巴氏小体（barr body）
• 在哺乳动物体细胞核中，除一条X染色体外， 其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体 ，此即为巴氏小体。又称X小体，通常位于间 期核膜边缘。1949年，美国学者M.L.Barr等发 现雌猫的神经细胞间期核中有一个深染的小 体而雄猫却没有。在人类，男性细胞核中没 有巴氏小体，而女性则有1个。
一、核基质(nuclear matrix)：又称核骨架(nucleoskeleton)， 主要是作为骨架, 提供附着或支撑点 •是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体 系。
核基质
目前对核骨架的认识
• P261
核骨架的功能 • 1. DNA复制：提供DNA聚合酶结合位点 。 • 2. RNA转录：提供RNA聚合酶结合位点。
2、核孔复合体成分的研究 核孔蛋白： gp210 ： p62 ： 3、核孔复合体的功能 亲水性核质交换通道 双功能性、双向性
细胞生物学第10章2细胞核与染色体
多线染色体
◆存在于双翅目昆虫的幼虫组织细胞、某些植 物细胞
◆多线染色体的来源：核内有丝分裂
◆多线染色体的带及间带：
带和间带都含有基因，可能“管家”基因 (housekeeping gene) 位于间带, “奢侈”基因 (luxury gene)
◆多线染色体与基因活性：胀泡是基因活跃转 录的形态学标志
Structure of the nucleolus
二、核仁的功能
核仁是细胞制造核糖体的装置。 ◆rRNA的合成 ◆rRNA前体的加工 ◆参与核糖体大小亚基的装配 ◆控制蛋白质合成的速度
rRNA基因转录的形态及组织特征
组织特征位于NORs的rDNA是rRNA的信 息来源。
形态特征:“圣诞树”样结构。
内部着丝粒蛋白INCENP(inner centromere
protein) 染色单体连接蛋白clips(chromatid linking proteins) roteins)
着 丝 粒 与 动 粒
染 色 体 主 要 结 构
二.染色体DNA的三种功能元件 （functional elements）
第三节 染色体
●中期染色体的形态结构 ●染色体DNA的三种功能元件（functional elements） ●巨大染色体（giant chromosome）
一.中期染色体的形态结构
中期染色体的典型形态 类型 染色体的主要结构
染 色 体 的 电 镜 照 片
类型
中着丝粒染色体(metacentric chromosome) 近（亚）中着丝粒染色体
活性染色质是具有转录活性的染色质 活性染色质的核小体发生构象改变，具
有疏松的染色质结构，从而便于转录调 控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合 酶在转录模板上滑动。 非活性染色质是没有转录活性的染色质
生物的细胞核与染色体
生物的细胞核与染色体细胞是生物体的基本结构和功能单位，其中核是细胞的重要组成部分。
细胞核内含有遗传物质DNA（脱氧核糖核酸），而染色体则是DNA的组织形式。
本文将深入探讨生物的细胞核与染色体的结构和功能。
一、细胞核的结构和组成细胞核是细胞的控制中心，通常位于细胞的中央位置。
它由核膜、核孔、染色体、核仁和核质组成。
1. 核膜核膜是细胞核的外部结构，由内外两层膜组成。
核膜的主要功能是保护细胞核内的遗传物质，同时还可以调节细胞核内外物质的交换。
2. 核孔核孔是核膜上的小孔，负责细胞核内外物质的运输。
核孔通过调节通道的开闭来控制物质的进出，从而维持细胞核内外物质的平衡。
3. 染色体染色体是DNA的组织形式，也是细胞核最重要的成分之一。
染色体在细胞分裂时起到重要的遗传作用，它能够传递和保存生物的遗传信息。
4. 核仁核仁是细胞核内的圆形结构，它主要参与到蛋白质合成过程中。
核仁内富含核糖体，并且能够合成和储存核糖体RNA，从而促进蛋白质的合成。
5. 核质核质是细胞核内的胶体物质，主要是由水和溶解的物质组成。
核质能够提供细胞核内化学反应所需的环境，并且参与到细胞核的代谢过程中。
二、染色体的结构和功能染色体是由DNA和蛋白质组成的复杂结构，常见于有细胞核的生物中。
它在细胞的有丝分裂和减数分裂过程中起到重要的遗传作用。
1. 染色体的结构染色体呈现出线状、X状、圆状等形态，结构上可以分为两个主要部分：染色质和着丝粒。
- 染色质：染色质是染色体中最主要的部分，它由DNA和蛋白质组成。
DNA是遗传信息的载体，而蛋白质则帮助DNA进行包装和组织，使其紧密而有序地存在于细胞核内。
- 着丝粒：着丝粒是染色体上的结构，类似于一个“纽扣”。
它在有丝分裂中起到固定和分离染色体的作用，确保后续的染色体复制过程顺利进行。
2. 染色体的功能染色体在细胞分裂过程中起到重要的遗传功能，并且参与到其他细胞代谢过程中。
- 遗传作用：染色体是遗传信息的载体，它能够传递父代的遗传特征给子代。
细胞生物学 第章 细胞核与染色体(共97张PPT)
2. 核质环（nuclear ring）：位于核孔复合体核质一侧，上面伸出
8条纤维，纤维的末端形成一个直径为60nm的小环(8个颗粒结构)
，构成笼子状的结构
(二) 核孔复合体的结构
3. 幅：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称。
(3)环带亚单位(annular subunit)：在“
柱状亚单位”内，靠近核孔复合体中
2. 被动扩散
➢
➢
核孔复合体的有效直径为9~10 nm，离子、小
分子以及直径在10nm以下的物质原则上可以自
由通过。
注意：有些小分子蛋白因具有信号序列，是通
过主动运输进入；小分子物质在核被膜两侧不
一定均匀分布。
二、核孔复合体
(四) 核孔复合体的功能
2. 主动运输：完成生物大分子的核质分配，具有高度的选择
成熟的mRNA出核
核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)：
RNA分子的出核转运需要蛋白分子的帮助，这
些蛋白因子本身含有 出核信号。
第三节 染色质
一、染色质的概念及化学组成
二、染色质的基本结构单位——核小体
三、染色质包装的结构模型
四、常染色质与异染色质
五、活性染色质
一、染色质的概念及化学组成
四、常染色质与异染色质
单一序列DNA 和中度重复序列DNA(如组蛋白基因和tRNA基因)；
，大约106个微带沿纵轴构建成子染色体。
四、常染色质与异染色质
(一) 常染色质
指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于
伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染
色质。
特征：DNA包装比约为1 000～2 000分之一；单
第十章间期细胞核和染色体
C：组蛋白疏水区向着核心内部，带正电荷区 分布在颗粒表面，可以与DNA紧密结合。
（3）染色质中的酶敏感区：微球菌核酸酶；DNA 酶Ⅰ（超敏感位点）。
名词：
染色体组(chromosome complement)：指一个配子 或合子核，或体细胞所携带的全部染色体，故可指 单倍体，也可指二倍体或多倍体和所含的全部染色 体。
染色体套(chromosome set):在真核生物中由物种 的必需染色体各1条所组成的有活力的最小染色体 组。在基本染色体套中的染色体数称为基数，一般 染色体套代表1n染色体，即单倍体细胞。
用非特异性核酸酶（如微球菌核酸酶）处理 染色质，大多数情况下可得到大约200bp的片 段，但处理裸露的DNA分子会得到随机降解的 片段。以这个实验为基础，R.Kornberg 1974 年提出了核小体模型（念珠模型）。
念珠模型的主要内容： 染色质基本结构：DNA+蛋白质 重复亚单位 1个亚单位=200bp的DNA链+9个组蛋白 核小体
核孔结构模型 之核蓝模型
核孔复合体(nuclear pore complex，NPC):
核被膜上内外核膜融合处形成的复杂的通道结 构，由胞质环、核质环、中央运输体、辐和核 篮组成。对进出细胞核的大分子物质有限制和 运输作用。
2. 核孔复合体的组成： 50-100多种蛋白质；
核孔蛋白的通性：含有以二肽（ FG 苯丙+甘) 结尾的重复区段-FG核孔蛋白
2、常染色质和异染色质：
间期核中染色质可分为：
常染色质——是进行活跃转录的部位，呈疏松的环状， 电镜下表现为浅染，易被核酸酶在一些敏感的位点降 解。（伸展开的染色质）
第十章-2 细胞核与染色体
论文作业
查找端粒与端粒酶相关知识和研究
进展，并发表自己的看法。 查找人类基因组计划相关进展，并 发表自己的看法。 查找“基因身份证”相关进展，并 发表自己的看法。
测试（五）
1与核蛋白入核转运无关的是（ ）。 A NPC； B 输入蛋白； C Ran； D Rab 2 帮助组蛋白和DNA形成正常核小体的分子伴侣是（ ） A Hsp60； B Hsp70； C Ran； D核质蛋白 3 组成型异染色质分布与染色体的着丝粒、端粒和次缢 痕处，呈现（ ）带染色。 A G ；B C； C N；D T 4硝酸银染色主要是染（ ）的酸性蛋白质。 A NOR； B 着丝粒； C 端粒； D 随体 5 （ ）带法是对染色体末端区的特殊染色法。 A G； B C ； C N ； D T
致密纤维组分(dense fibrillar component, DFC)
颗粒区(granular component, GC)
二、核仁的功能
核糖体的发生：
前体rRNA合成
FC. DFC
加工
DFC.GC
组装
细胞质
（一）rRNA前体的转录 1、真核生物核糖体含有4种rRNA,即5.8SrRNA 、 18SrRNA、28S rRNA 、5SrRNA，其中前三种的 基因组成一个转录单位，重复串联分布在NORs。
人类的核型分析与核型模式图
（二）染色体显带技术
用特殊染色方法使染色体产生明显带型，形 成不同的染色体个性，以此作为鉴别单个染 色体和染色体组的一种手段。
能够明确鉴别一个核型中的任何一条染色体， 乃至一个易位片段。
常用的有Q带、G带、C带、N带、R带、T 带。
四、巨大染色体
（一）多线染色体 （polytene chromosome） 存在于双翅目昆虫的 幼虫组织细胞、某些植 物细胞。 来源：核内有丝分裂 “管家”基因(housekeeping gene) 位于间带, “奢侈”基因(luxury gene) 位于带上。
细胞核与染色体的结构与功能关系
细胞核与染色体的结构与功能关系细胞是生命的基本单位，而细胞核是细胞的核心，具有控制和调节细胞物质代谢、生长和分裂的重要功能。
而染色体，则是细胞核中最重要的遗传物质，它决定了生物的基因组成和表现型。
细胞核和染色体有着密切的结构与功能关系，下面我们来一一探讨。
细胞核的结构与功能细胞核是细胞内最重要的器官之一，也是遗传信息的传递和控制中心，所有真核生物都具有细胞核。
细胞核具有两个膜的结构，内侧膜与外侧膜中间隔着核孔复合物，通过核孔复合物可以实现核质之间的物质运输。
细胞核内富集了许多蛋白质、RNA和DNA等生物分子，在其中进行着基因组的复制、修饰、转录和剪接等生命过程，进而控制细胞的生长与分化。
细胞核内含有DNA和一系列蛋白质形成复杂的染色体结构。
其中还存在着核仁、染色质、chromatin等组成部分。
细胞核的功能既包括DNA的复制和维护，实现生物的遗传信息传递，还包括RNA合成前处理和修饰，以及与蛋白质合成之间的紧密联系等。
染色体的结构与功能染色体是真核生物中最重要的遗传物质，其中包含了遗传信息，可以控制生物的形态、功能和生命的各个方面。
染色体形态复杂，通常分为普通染色体、性染色体等。
染色体主要由DNA和一系列蛋白质构成，其中有一种非常重要的蛋白质叫做histone，它可以通过不同的化学修饰，调节染色体结构和功能。
染色体的结构分为三个级别，第一级是染色体的原始简单线型结构，称为DNA链，由若干个核苷酸和螺旋状的链状分子构成。
第二级是染色体呈现出的类似颗粒状的形态，称为核小体，核小体是由一段147个核苷酸单元的DNA链环绕着histone蛋白质而形成的，historie蛋白质分别为H2A、H2B、H3和H4构成。
第三级是具体的着体染色体结构，也称之为染色质结构。
染色质是包含染色体DNA序列的生物大分子，由核小体由“颗粒线”相互堆积而成。
而染色体的核心区域为着体区，其中各个基因单位分别从左到右，搭配而排列形成具有序列优先级的基因片段。
细胞核与染色体结构
细胞核与染色体结构细胞核是细胞中一个重要的细胞器，它包含了细胞的遗传信息，并调控细胞内的生物活动。
而染色体则是细胞核中最直观的结构，是细胞遗传信息的主要携带者。
本文将从细胞核的组成和功能、染色体的结构以及二者之间的关系等方面进行讨论。
一、细胞核的组成和功能细胞核是由核膜、染色质和核仁三部分组成的。
核膜是由两层膜组成，分别是内核膜和外核膜，两层膜之间形成核腔。
核膜的主要功能是保护细胞核内的遗传物质，同时调控物质的进出。
在核膜上还有许多核孔，可以让物质在核内和胞质之间进行交换。
染色质是细胞核内最重要的组成部分，它是由DNA、RNA和一些蛋白质组成的复合物。
DNA是遗传物质的主要组成部分，含有细胞的全部遗传信息。
而RNA则在遗传信息的转录和翻译过程中发挥重要的作用。
染色质能够在细胞分裂时准确地传递遗传信息，同时还能调控基因的表达。
核仁是细胞核内的一个细胞器，其主要功能是合成和组装核糖体。
核糖体是蛋白质合成的场所，参与蛋白质的合成过程。
核仁的数量和大小在不同类型的细胞中会有所差异，但其作用是相似的。
细胞核除了以上组成部分外，还含有一些其他的细胞器，例如核糖体、核孔、聚合酶和DNA复制酶等。
这些细胞器在细胞核的正常功能中扮演着重要的角色。
二、染色体的结构染色体是细胞核中的一个重要结构，是DNA和蛋白质的复合物。
染色体的基本结构是由两个姐妹染色单体通过着丝粒相连而成，形成一个X形结构。
在有丝分裂的时候，染色体会在细胞分裂的过程中准确地进行复制和分离，确保遗传信息的准确传递。
每个染色体由许多不同的区域组成，这些区域被称为基因。
基因是DNA的一部分，携带了细胞遗传信息的编码。
不同的基因可以决定细胞的特征和功能。
染色体的结构可以进一步细分为几个层次，从最基本的DNA链开始，逐渐组装为核小体，然后进一步组合成紧凑的染色质纤维，最终形成染色体。
三、细胞核与染色体的关系细胞核和染色体之间存在着密切的关系。
细胞核是染色体存在的场所，它不仅包含了染色体，还含有其他与染色体相关的细胞器。
第十章 细胞核与染色体
第十章细胞核与染色体The Cell Nucleus and Chromosome细胞核的概述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信息中心。
原核细胞中，没有核膜，称为拟核。
有无核膜是区分原核细胞与真核细胞的主要标志。
成熟红细胞无核无细胞器骨骼肌细胞为多核细胞核进化的意义：● 构成核、质之间的天然选择性屏障●保护DNA，使之免受胞质机械运动的影响。
●使基因表达的两步（转录和翻译）在不同的时间和空间进行。
● 核质之间的物质交换与信息交流细胞核的主要功能●有两个方面：①遗传②发育●前者表现为通过DNA的复制和细胞分裂，维持物种的世代连续性。
●后者表现为通过调节基因表达的时空顺序，控制细胞的分化，完成个体发育的使命。
本章内容第一节核被膜（核膜）第二节染色质和染色体第三节核纤层、核基质和核仁间期细胞核的组成1、核被膜（核膜）2、染色质3、核基质（核纤层，核骨架）4、核仁第一节核被膜Nuclear envelope一、核被膜化学成分蛋白质和脂类，浓度有差异。
1、蛋白质内核膜中含有核纤层相关蛋白（LAP）。
2、脂类与内质网相似，不饱和脂肪酸含量低，胆固醇和甘油三酯较多。
二、核被膜的结构1、外核膜2、内核膜3、核周间隙4、核孔复合体1、外核膜与ER膜相连胞质面有核糖体附着,是特殊的内质网（ER）分布有细胞骨架，与核在细胞内的定位有关。
2、内核膜有特殊蛋白结合于核纤层。
●核纤层（nuclear lamina）：旧称“核周层”、“核衬层”或“核层”，是位于细胞核内染色质与内核膜之间的由中间纤维蛋白构成的网络状结构。
核纤层的功能1.为核膜提供支架2.有助于维持间期染色质高度有序的结构3.是联系胞质中间纤维与核骨架之间的桥梁3、核周间隙内外核膜间的腔隙，与rER腔相通。
4、核孔（nuclearpores）由内外核膜融合形成的小孔，细胞内外物质运输的通道。
核孔的数目随着不同细胞类型以及细胞代谢活性的不同，变化很大。
第八章 细胞核和染色体-jian
共同点是两个相邻的核心区：80-90bp的AT区；11bp的保守区。 端粒DNA序列(TEL) 功能：保持染色体的独立性和稳定性
由富含G的简单串联重复序列组成，可长达数Kb；
末端均有一条12-16bp的单链，3’端突出
人造微小染色体（artificial minichromosome）： 1983年，A. W. Murray等人首次成功构建了包括ARS、CEN、 TEL和外源DNA，总长度为55kb的酵母人工染色体(yeast artificial chromosome, YAC)。YAC可用于转基因和构建基
◆常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充
分条件 。
异染色质(heterochromatin)
◆概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度高 , 处于聚缩状态, 用碱性染料染色时着色深的那些 染色质。
◆类型 结构异染色质（组成型体（chromosome）
●中期染色体的形态结构
中央栓（central plug）：transporter
（二）核孔复合体成分的研究
核孔复合体主要由蛋白质构成，推测有100余种不同的多肽， 共1000多个蛋白质分子。 gp210：结构性跨膜蛋白 p62：功能性蛋白，具有两个功能结构域
（三）核孔复合体的功能
核孔复合体是双功能（被动扩散和主动运输）、
中期染色体的类型
染色体的主要结构
◆着丝粒(centromere) ◆次缢痕(secondary constriction) ◆核仁组织区(NOR) ◆随体(satellite)
◆端粒(telomere)
着丝粒与着丝点(动粒) 着丝点结构域 中央结构域 配对结构域
着丝粒：将两个染色单 体连接在一起，并把染 色体分成两个臂。
细胞核与染色体
The nuclear envelope
二、核孔是物质运输的通道
• 核被膜上有许多环形孔, 称为核孔,是细胞核膜上沟通核质
与胞质的开口, 由内外两层膜的局部融合所形成。
• 核孔的直径为80～120nm。 • 一般典型的哺乳动物细胞约3000-4000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fishtrap。
第三节 核仁
• 间期细胞核内呈圆球形的结构，一般1~2个。 功能是转录rRNA和组装核糖体单位。 • 蛋白合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大 和较多的核仁，反之核仁很小或缺如。 • 核仁在分裂前期消失，末期又重新出现。
核仁的结构模式图
一、核仁形态
• ①纤维中心：是致密纤维包围的低电子密度 的 圆 形 结 构 ， 主 要 成 分 为 RNA 聚 合 酶 和
体，构成核心颗粒；
②DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面， 每圈80bp，共1.75圈，约146bp； ③每一分子的H1与DNA结合, 锁住核小体DNA的进出口, 起稳定核小体结构的作用。 ④相邻核心颗粒之间 为一段60bp的连接 线DNA。
• 核小体的装配是染色体装配的第一步。通过核
小体，形成10nm的纤维，是200bp双链DNA
rDNA。
• ②致密纤维组分：呈环形或半月形包围FC，
由致密纤维构成，是新合成的RNP。
• ③颗粒组分：由直径15-20 nm的颗粒构成， 是不同加工阶段的RNP。
Nucleolus
(图11-46)
图11-46 人成纤维细胞中核仁的电子显微镜照片 （a）是完整的核仁；(b)局部观察的照片，主要是致密区
核中与DNA装配形成染色质。
通过核孔的物质运输与信号序列有关。
第8章_细胞核和染色体
第8章细胞核和染色体（Nucleus and Chromosome）本章内容介绍细胞核是基因复制、RNA转录的中心，是细胞生命活动的控制中心。
包括核膜、核孔、核质、核仁和染色质。
第一节核被膜与核孔复合体细胞核基本结构细胞核简介：数量：大多数细胞是单核，但也有多核大小：在不同生物有所不同，动物一般5-10nm，植物5-20nm，低等植物1-4nm形态：圆形、椭圆形、多叶形、分枝形细胞核主要由核被膜、染色质、核仁和核骨架组成。
一、核被膜1. 结构：由内外两层单位膜组成，包括：外核膜、内核膜、核纤层、核孔复合体，核膜外附有核糖体，整合蛋白，内附染色质。
2. 功能(1) 区域化作用；(2) 控制核-质间物质和信息的交流；(3) 核膜内的代谢和转化。
二、核孔复合体1. 结构模型核孔复合体镶嵌在内外两层核膜融合形成的核孔上，核孔直径约为80－120nm，而核孔复合体稍大一些，直径约为120－150nm。
①胞质环（cytoplasimic ring）：位于核孔边缘的胞质面一侧，又称外环，环上有8条短纤维对称分布向胞质；②核质环（nucleoplasmic ring）：位于核膜边缘的核质面一侧，又称内环，环上连有8条细长的纤维向核内伸入50－70nm，在纤维的末端也形成一个直径为60nm的小环，小环由8个颗粒组成，形成一个类似“捕鱼笼”的核篮结构；③辐：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称；④栓：又称中央栓，位于核孔中心，呈颗粒状或者棒状，又称为中央颗粒；2. 核孔复合体的成分主要由至少50条不同的多肽构成，称为nucleoporins，简称nups，总相对分子量为125000×1033. 核孔复合体的功能核质交换的双向选择性亲水通道。
包括主动运输、被动运输，是过去几年研究的热门。
一个蛋白家族作为转运受体，把大分子运入或运出核孔，从胞质入核膜的为improtins，反之为exportins。
核孔复合体蛋白质的运输1.带有NSL(nuclear localization signal)片段的蛋白质与受体importin a/b结合2.复合体与胞质内的纤丝结合3.复合体被送入核内4.与Ran-GTP相互作用,复合体解散5.importin b被Ran-GTP送回胞质6.Ran-GTP 水解成Ran-GDP, Ran-GDP返回核内, importine回到胞质核孔复合体RNA的运输细胞核内的物质运输到细胞质也是信号介导的过程。
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? 输入蛋白（importin）：是可溶性的细胞质基质蛋白， 为NLS的受体，能够与核蛋白的核定位信号和核孔蛋白结 合，穿过核孔复合体入核，在核内与核蛋白分离后再返 回到细胞质中，是一种穿梭受体（shuttling receptor）。
? 核纤层结构有助于DNA复制：缺乏核纤层的细胞核不能进 行DNA复制，间接反映了核纤层在DNA复制中的作用。
第九章 细胞核与染色体
概述
? 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 信息中心。
? 原核细胞中，没有核 膜，称为 拟核。有无核膜 是区分原核细胞与真核细 胞的主要标志。
概述
? 1781年Trontana发现于鱼类细胞。 ? 1831年R.Brown发现于植物并首次命名（ nucleus)。 ? 形状：通常呈球形，但也有长形、扁平和不规则的
? 核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)
在输出蛋白和Ranபைடு நூலகம்白的帮助下通过核孔输出到胞质。
? RNA 分子出核转运的机制
? 细胞核中合成的RNA很快与蛋白质形成异质核糖核蛋白 （heterogeneous ribonucleoprotein, hnRNP），经加工为成熟 的信使RNP（messenger RNP, mRNP），RNP的蛋白具有输出信 号，可被输出受体识别运输到胞质溶胶。
? 调控核内外物质交换和信息交流。
二. 核孔（nuclear pore)
由内外两层膜局部融合贯穿形成核孔。 数量随细胞种类、转录活 性不同而有较大差异
哺乳类细胞:3,000~4,000个 非洲爪蟾卵母细胞:1000万个
1. 核孔复合体的结构
核孔是一个相对独立的复杂结构，直径120-150 nm，由50多种蛋 白构成，呈八面体对称形式分布，称为核孔复合体（nuclear pore complex, NPC)
三、核纤层的结构与功能
? 核纤层位于内 核膜的下方， 是由核纤层蛋 白单体组装起 来的多聚体的 纤维网络。核 纤层蛋白质分 为A、B两型。
?核纤层的功能
? 保持核的形态：核纤层纤维网络附着在内核膜上，成为膜 骨架，极大地增强了核膜的机械强度，为细胞核的形态与 功能提供了结构支持
? 参与核膜重建以及染色质凝集：细胞分裂时呈现出周期性 的变化：分裂晚前期核纤层发生磷酸化而解聚，核膜崩解 为小泡，其中B型纤层蛋白与核膜小泡结合，A型则溶于胞 质中；分裂末期，核纤层蛋白去磷酸化重新组装，介导核 膜重建。另外核纤层为染色质提供锚定位点，从而介导了 染色体环的形成。
? 外核膜：内质网的一部分，胞质面附有核糖体。 ? 内核膜：内核膜面向核基质，厚约 7-8 nm，与外核膜平行
排列，其表面无核糖体颗粒，存在核纤层蛋白B受体。 ? 核周隙：宽20-40nm，与内质网腔相通。 ? 核纤层：位于内核膜的内表面 30–160 nm的蛋白纤维网络，
对核被膜起支撑作用，并与染色质及核骨架相连。
NPC结构模型
? 胞质环（cytoplasmic ring ），外环 ? 核质环（ nuclear ring ），内环 ,末端形成
核篮 ? 辐（spoke ）
?柱状亚单位（ column subunit ） ?腔内亚单位 (luminal subunit) ?环带亚单位（ annular subunit ） ? 中央栓（central plug ）：transporter
? 功能：①遗传、②发育。
Nucleus structure
第一节. 核膜（Nuclear envelope ）
一、核膜的结构
? 构成：①外核膜（ outer nuclear membrane ）②内核膜 （ inner nuclear membrane ） ③ 核 周 隙 （ perinuclear space）④核纤层（lamina）
3. 核蛋白、核定位信号、核输出信号、输入蛋白、 输出蛋白
? 核蛋白（nuclear protein）：是指在细胞质中合成， 需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。如组 蛋白、DNA合成以及RNA转录和加工的酶类、各种蛋白调 控因子和组装成核糖体大小亚基的蛋白分子等。
? 核定位信号（nuclear localization signal，NLS）：引 导蛋白质进入细胞核的一段信号序列。NLS对连接的蛋白质 无特殊要求，完成输入后不被切除。
形态。
? 大小：通常细胞核的体积约为细胞体积的 5％-10%。 ? 位置：细胞中央 ，成熟植物细胞的边缘。
概述
? 数目：通常一个，成熟的筛管和红细胞（ 0）、肝细胞、 心肌细胞 (1-2）、破骨细胞 (6~50 ）、骨骼肌细胞 (数百）、 植物毡绒层细胞 (2~4) 。
? 结构：①核被膜、②核仁、③核基质、④染色质、⑤核纤 层。
核孔复合体（NPC ）
2. 核孔复合体的运输特点
特殊的跨膜运输蛋白复合体，双功能、 双 向性的亲水性核质交换通道 。
? 双功能
通过核孔复合体的被动扩散 通过核孔复合体的主动运输
? 双向性
亲核蛋白的核输入 RNA、RNP的核输出
核糖体亚单位的运出
核蛋白的运进
自由扩散
RNA 的运出
双向运输的路线图解
? 核被膜的功能
? 提供保护性屏障：核膜的出现，为细胞遗传信息的保 存、复制、传递及发挥其对细胞代谢和发育的指导作 用创造了特定的微环境。
? 染色体的定位和酶分子的支架：染色质通过核纤层以 及内核膜的膜内在蛋白同核膜相连。另外，核内的一 些酶以膜蛋白的形式存在，有利于核内生化反应的区 域化，从而发挥高度的催化活性。
? 输出蛋白（exportin ）：存在于细胞核中、能够识别 并结合输出信号和核孔蛋白，引导核内物质通过核孔复 合体输出到细胞质，然后快速通过核孔回到细胞核中。
4. 核运输系统
? 核蛋白的输入
? 核蛋白的输出
细胞核内的物质输出到细胞质也是信号介导的过 程。细胞核内输出到细胞质的两类主要物质是核 糖体亚基和各种 RNA。