医学细胞生物学 第八章 细胞核
医学细胞生物学课前提问
第十章 细胞连接与细胞黏附
1、名词解释： 细胞连接、锚定连接、细胞通讯、细胞黏附、
整联蛋白、基膜、细胞外基质？ 2、细胞连接的类型？ 3、根据细胞黏附分子结构与功能特性分为四大 类： 4、细胞外基质的主要组成成分？ 5、基膜的组成成分？
细胞连接？ 是细胞之间、细胞与细胞外基质之间在质膜接触区域 特化形成的链接结构。 细胞通讯（cell communication）？ 是指一个细胞的信息通过化学递质或电信号传递给另 一个细胞，协调相邻细胞间的功能活动。 细胞黏附（cell adhesion）？ 在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团 或组织的过程称为细胞黏附。
将rRNA基因所在染色体的区域称为核仁组织 区。
试以染色体骨架-放射环模型说明如何从DNA 构建成染色体？
200bp
DNA+组蛋白 核小体
11nm 串珠状纤维
6个
106个
18个
315个核小体
染色单体 微带
襻环
螺线管
30nm染色质纤维
核仁的化学组成、结构和功能？
化学组成：核仁由蛋白质、RNA和DNA三种主要成 分组成。
提出问题，努力回忆，积极应对
第八章 细胞核
1、名词解释：核孔复合体（nuclear pore complex） 、核纤 层(nuclear lamina)、核定位信号？染色质（chromatin）、染 色体（chromosome、组蛋白？常染色质(euchromatin) 、异染色质(heterochromatin)、兼性异染色质？核小体（nucl eosome） 2、间期细胞核由哪几部分组成？ 3、电镜下的核膜包括哪几部分？ 4、简述核孔复合体的结构和功能？ 5、核纤层的结构、组成和功能？ 6、核膜的崩解和重建是怎样进行的？ 7、核膜的结构和功能？ 8、染色质（染色体）的化学组成？ 9、染色质DNA必须包含哪三类不同的功能序列？ 10、DNA如何组装成染色体？
医学细胞生物学 第八章 细胞核
染色质的化学组成
DNA
组 蛋 白（碱性蛋白）
染
色 质
蛋白质
H1、H2A、H2B、H3、H4
非组蛋白（酸性蛋白）
少量RNA
二、染色质的类型
异染色质
间期细胞核中高度螺旋和盘曲、染色深、 功能上不很活跃，多分布在核膜内缘 的染色质。
常染色质
间期细胞核中无明显螺旋和盘 曲、染色浅、功能上活跃，多 分布在核中央的染色质。
核孔是内外两层核膜 局部融合而形成的开口， 是由多种蛋白构成的复 杂结构，称核孔复合体。
Cytoplasmic face cytoplasmic particles
Nuclear face basket inner complex
二、核膜的功能
1.作为界膜，维持细胞核相对稳定的内环境 保护DNA分子
4. 在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架称 为染色体支架，直径30nm的螺线管一端与支架结合，另 一端向周围呈环状迂回后再回到结合处，形成的环状 结构称为袢环。
5. 18个袢环沿染色体的纵轴由中央向四周伸出， 形成放射环，称为微带。
6. 106个微带沿轴心支架纵向排列构成染色单体 7.两条染色单体在着丝粒处相连形成染色体。
称核仁组织区致密纤维组分
（NOR)。
颗粒组分
纤维中心
核仁组织者（区）：是从染色体上伸展出的DNA 袢环，载有rRNA基因，转录形成rRNA，组织形 成核仁，称核仁组织者（区）（NOR)。
含有rDNA的10个 伸展的间期染色 体袢环进入核仁 中
核仁 核膜
组分
致密纤维组分 颗粒组分 纤维中心
致密纤维组分 颗粒组分 纤维中心
2.使DNA转录和蛋白质的翻译 具有时空性
细胞生物学之笔记-第8章细胞核
细胞⽣物学之笔记-第8章细胞核第⼋章细胞核形状：圆球形、椭球形、杆状（肌细胞）、马蹄形/多叶形（⽩细胞）畸形（肿瘤）核质⽐=nuclear-cytoplasmic=V细胞核/(V细胞-V细胞核)第⼀节核膜nuclear membrane=nuclear envelope⼀．核膜的化学组成蛋⽩质：65%~75%。
分为组蛋⽩、基因调节蛋⽩、DNA&RNA聚合酶、RNA酶等。
核膜所含的酶类与内质⽹相似，G6PD 也存在在核膜上。
脂类：与内质⽹相似，含PC、PE、胆固醇、⽢油三酯等。
核膜中不饱和脂肪酸含量较低，胆固醇和⽢油三酯含量较⾼、脂肪链会较长，→核膜稳定，内核膜更稳定。
少量核酸⼆．核膜的结构（内外层核膜、核周隙、核孔复合体和核纤层等结构组成）（⼀）外核膜与糙⾯内质⽹相连接外核膜outer nuclear membrane与粗⾯内质⽹相连，①使核周间隙与内质⽹腔相通，其表⾯也常②附着核糖体；故被看作粗⾯内质⽹的特化区域，③参与了某些蛋⽩质的合成外核膜胞质⾯附着中间纤维，还与微管等成分相连——④固定细胞核并维持细胞核形态（⼆）内核膜表⾯光滑包围核质内核膜表⾯光滑，下⾯与⼀层致密的纤维⽹络——核纤层紧密相连，⽀持作⽤。
内核膜上有核纤层蛋⽩B受体，可与核纤层蛋⽩B特异性结合。
在细胞周期中，核膜的解体与重建，都与核纤层蛋⽩对核内膜的连接有关，即跟核纤层蛋⽩B受体与核纤层蛋⽩B的结合有关（三）核周隙为内、外核膜之间的缓冲区宽约20~40nm，含有多种蛋⽩质和酶（四）核孔复合体是由多种蛋⽩质构成的复合结构核孔：nuclear pore =内外核膜的融合之处形成的环状开⼝。
数⽬、密度和细胞类型、核功能状态有关。
核孔复合体：nuclear pore complex，NPC 核孔是由多种蛋⽩质以特定⽅式排列形成的复合结构。
捕鱼笼式（fish-trap）核孔复合体模型，由约30个不同的核孔蛋⽩nucleoporin, Nup组成。
细胞生物学8章之后
细胞生物学8章之后(打印)(共13页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第八章细胞核1.核膜的基本结构是什么有什么主要功能核膜由两层平行但不连续的非对称性单位膜构成。
主要功能：核膜将核质与胞质限定在各自的区域并控制着核质间的物质交换。
（1）核膜的区域化作用使转录和翻译在空间上分离：核膜构成了核质间的选择性屏障，核膜使细胞核有相对稳定的内环境，保证DNA复制、RNA转录与加工在核内进行，跟蛋白质的翻译空间上隔离，避免了彼此的干扰；（2）核膜控制着细胞核与细胞质间的物质交换：核质间频繁的物质交换是生命活动所必需。
水、无机离子和小分子物质均可自由通过核膜，大多数大分子颗粒和一些小分子颗粒通过核孔，以选择性运输方式进出核膜。
2.内核膜上有哪一种核纤层蛋白的受体？核纤层蛋白B受体3.分化程度高与低的细胞，哪种核孔多？低初始转录产物，在哪里进行加工、成熟？细胞核内5.多数无机离子靠什么方式进出细胞核？自由扩散6.核孔复合体的结构模型是怎样的？捕鱼笼式结构模型：（1）胞质环：核孔外边缘，与外核膜相连；环上有8条细长纤维对称分布，伸向细胞质；（2）核质环：核孔内边缘，与内核膜相连；环上也有8条纤维伸向核质，纤维末端形成小环，称“核篮”；（3）辐：是核孔边缘伸向核孔中心的辐射状8边对称结构，分三部分：核孔边缘，支撑核孔的“柱状亚单位”；穿过核膜伸入核周间隙的“腔内亚单位”；柱状亚单位内侧靠近核孔中央的“环带亚单位”，是核质交换通道；（4）中央栓：位于核孔中央，呈棒状、颗粒状，可能参与核质交换；并非存在于所有核孔复合体中，有人认为是正通过核孔的被转运物质。
7.核孔复合体的有效直径是多少最大功能直径是多少9～10nm；26nm8.对于不同物质，核孔怎样进行运输核孔蛋白常有一段什么序列有助于物质输入核孔大多离子、小分子、直径小于10nm的物质可以自由通过；Na+等少数离子、某些小分子不能自由通过；生物大分子的核质通行都是借助主动运输方式实现。
细胞生物学PPT
外核膜上附着核糖体，参与蛋白质合成。
第二节 核纤层与核骨架
一、核纤层（nuclear lamina）
紧贴内核膜的一层高电子密度纤维蛋白网，核内与核骨架相 连，核外与中间纤维相连。
• 核纤层由核纤层蛋白（lamin）构成。
• 核纤层的作用：
1.支持核膜,固定核孔位置; 2.为染色质提供附着点; 3.参与细胞分裂中染色质凝集的调节; 4.与核膜的裂解和重建有关.
• 活性染色质 (active chromatin):具有转录活性的 染色质，为常染色质。
• 非活性染色质 (inactive chromatin):没有转录活性 的染色质,占大多数，包括常染色质与异染色质。
三、染色质的结构与装配
• 染色质的基本结构单位 — 核小体 (nucleosome) （一）染色质的一级结构 -- 11nm 染色质纤维
• 结构异染色质 (constitutive-heterochromatin) 为主
除复制期以外，在整个细胞周期均处于聚缩状态，形成多 个染色中心。多定位于着丝粒、次缢痕。
• 兼性异染色质 (facultative-heterochromatin) 在某些细胞类型或一定的发育阶段, 原来的常染色质聚缩, 并丧失基因转录活性, 变为异染色质，如X染色体随机异染 色质化失活。 异染色质化可能是关闭基因活性的一种途径。
主动转运过程中，核孔复合体上的酶水解ATP提供能量。
• 核孔复合体上还存在识别RNA或RNA结合蛋白的受体，将 转录产物RNA由细胞核转运到细胞质。
• 核孔复合体的选择性转运具有双向性 — 核输入与核输出：
细胞质
DNA复制、RNA转录相关的酶类 RNA、RNA结合蛋白等
医学细胞生物学第八章细胞核和染色体
细胞核和染色体是细胞中关键的组成部分，负责控制细胞的生物学活动和遗 传信息的传递。本章将深入探讨细胞核的结构和功能，以及染色体的重要性 和组成。
细胞核的结构和功能
核膜和核孔复合物
细胞核由双层核膜包围，核孔复合物允许物质在细胞核和细胞质之间交换。
染色质和核仁
染色质是细胞核中的DNA和蛋白质组成的复合物，核仁负责合成和组装核糖体。
染色体重排是染色体的结构改变，可以导致遗传疾病和基因缺失或重复。
染色体突变
染色体突变是染色体DNA序列的改变，可以导致遗传疾病和异常发育。
遗传咨询和筛查
遗传咨询和筛查是预防和治疗遗传疾病的重要手段，有助于辅助家庭做出更好的决策。
细胞核和染色体的研究方法
1 染色体制备和染色
染色体制备和染色技术可 以用于研究染色体的形态 和结构。
2 原位杂交
原位杂交是通过探针与特 定DNA序列结合来研究染 色体上的基因和染色体结 构。
3 核酸测序
核酸测序技术可以揭示 DNA序列的细节，从而进 一步研究基因和染色体的 功能。
本章小结和要点总结
本章介绍了细胞核和染色体的关键概念和重要性，包括结构和功能，基因表 达调控，复制和分离，遗传疾病，以及研究方法。
染色体复制
染色体复制是细胞分裂前的重要 步骤，确保每个子细胞都获得完 整的染色体组。
染色体分离
染色体分离发生在有丝分裂和减 数分裂过程中，确保每个细胞获 得正确的染色体数量。
有丝分裂纺锤体
有丝分裂纺锤体是分离染色体的 关键结构，通过纺锤体纤维将染 色体引导到正确的位置。
染色体变异与遗传疾病
染色体重排
转录和基因表达
细胞核是转录的场所，负责合成RNA分子从而实现基因表达。
细胞生物学 第八章 细胞核和遗传信息储存(一)
11~60µm的超螺线管进一步盘绕 折叠至2~10 µm，就形成了分裂
中期的染色单体。
从超螺线管到染色单体，DNA 分子长度被压缩了至少5倍。
★经过染色体的四级结构，DNA分子长度压缩了 近10000倍。
第三节 染色体
染色质与染色体是同一物质在不同时期的表现形式。不 同种类的生物其染色体的大小、数目与形态各不相同， 而同一种生物中的染色体的形态结构则相对恒定。
聚亲合核酶、蛋组白蛋白质、（核k糖a体ry蛋op白h等il。ic protein)
亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列,保证了整个蛋白质能够通过核孔 复合体被转运到细胞核内。这段具有“定向”、“定位”作用的序列被命名 为核定位信号(nuclear localization signal , NLS）。
在电镜下观察，核孔呈圆形或八角形
抽提后核孔胞质面的结构
抽提后核孔核质面的结构
★★核孔复合体 (nuclear pore complex)
定义 核孔及其周围由一组蛋白颗粒以特定方式排列而形成的复杂结构。
结构 捕鱼笼式模型
①朝向胞质面并与外核膜相连的胞质环。胞
胞质环
质环上有８条细长的纤维
胞质颗粒
②朝向细胞核基质并与内核膜相连的核质环，
（三）核周间隙
是内外核膜之间的腔隙，宽20-40nm，间隙内充满液态 不定型物质，内含多种蛋白质和酶。其与糙面内质网腔 相通，是细胞质与细胞核之间物质交流的重要通道之一。
（四）核孔
※真核细胞的核膜上均分布有核孔，它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。
随体：与次缢痕相连的球形
或棒状小体。
着丝粒
医学细胞生物学课件 细胞核-2014
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）
细胞核CaptainLu
03
细胞核与细胞分裂
有丝分裂和减数分裂的过程
有丝分裂
细胞核内的DNA复制后，细胞经历两次有丝分裂，产生两个子细胞，每个子细胞 都获得与母细胞相同的遗传物质。
减数分裂
在生殖细胞（精子和卵细胞）形成过程中，细胞核内的DNA复制一次，但细胞分 裂两次，产生四个子细胞，每个子细胞的遗传物质减半。
中心粒和纺锤体的功能
法，提高肿瘤治疗的疗效和生存率。
干细胞治疗
03
通过诱导干细胞定向分化，可以生成具有特定功能的细胞，用
于替代损伤或病变的组织器官。
细胞核在再生医学和干细胞研究中的应用
组织工程
利用细胞核中的干细胞，可以构 建出具有生理功能的组织器官， 为器官移植提供新的来源。
损伤修复和再生
通过研究细胞核在再生过程中的 作用机制，可以为损伤修复和再 生医学提供新的思路和方法。
3
细胞培养和繁殖
利用细胞核移植技术，可以繁殖出具有特定功能 的细胞系，用于药物筛选、疾病模型构建等。
细对细胞核中的DNA进行测序，可以检测出遗传性疾病、肿
瘤等疾病的风险，为个体化医疗提供依据。
肿瘤免疫治疗
02
利用细胞核中的肿瘤抗原，可以开发出针对特定肿瘤的免疫疗
染色质
染色质是细胞核中由DNA和蛋白质组成的网状结构 ，是遗传物质的主要载体。
细胞核的起源和进化
起源
细胞核的起源可以追溯到约10亿年前，当时原核生物进化出了真核生物，遗传 物质从细胞质中分离出来，形成了细胞核。
进化
细胞核的进化与生物的进化密切相关，随着生物的不断进化，细胞核的结构和 功能也不断得到完善和优化，以适应生物不断变化的环境和生存需求。
中心粒
中心粒是细胞内微管组织中心， 负责纺锤体的形成，在有丝分裂 和减数分裂过程中起到关键作用 。
细胞生物学第八章
3.细胞间形成间隙连接，使细胞质相互沟通—动物
细胞间隙连接、植物细胞胞间连丝通过交换小分
子实现代谢偶联或电偶联的通讯方式。
细胞分泌化学信号的作用方式
（1）内分泌（endocrine）
内分泌腺 激素 血液循环 靶器官（靶细胞）
（2）旁分泌（paracrine） 信号细胞 局部化学介质 细胞外液 临近靶细胞
白磷酸化，通过蛋白磷酸酶使靶蛋白去磷酸化，从而调节 蛋白质的活性。
细胞内信号传导过程中两类分子开关蛋白
蛋白激酶 蛋白磷酸酯酶
二、信号转导系统及其特性
（一）信号转到系统的基本组成与信号蛋白 通过细胞表面受体介导的信号途径由下列4个步骤组成： 1. 信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别； 特异性是识别反应的主要特征，这源于信号分子与互补受 体上的结合位点相适应。 2. 胞外信号（第一信使）通过适当的分子开关机制实现信号 的跨膜转导，产生胞内第二信使或活化的信号蛋白； 绝大多数被激活的细胞表面受体是通过小分子第二信使和 细胞内信号蛋白网络传播信号的。
胞内信号分子
靶蛋白
新陈代谢酶 基因调控蛋白 细胞支架蛋白
从细胞表面到细胞核的信号途径是由细胞内多种不同的信 号蛋白组成的信号传递链，这条信号蛋白链负责实现上述4个 号传递的主要步骤，除细胞表面受体之外还包括如下各类蛋 白质： ① 转承蛋白：负责简单地将信息传给信号链的下一个组分； ② 信使蛋白：携带信号从一部分传递到另一部分； ③ 接头蛋白：连接信号蛋白； ④ 放大和转导蛋白：通常由酶或离子通道蛋白组成介导产生 信号级联反应； ⑤ 传感蛋白：负责信号不同形式的转换； ⑥ 分歧蛋白：将信号从一条途径传播到另外途径； ⑦ 整合蛋白：从2条信号途径接收信号，并在向下传递之前进 行整合； ⑧ 潜在基因调控蛋白：这类蛋白在细胞表面被活化受体激活， 然后迁移到细胞核刺激基因转录。
2024年医学细胞生物学课件细胞核
医学细胞生物学课件细胞核2024医学细胞生物学课件：细胞核1.绪论医学细胞生物学是一门研究细胞结构和功能，以及细胞在生命过程中的作用的学科。
细胞是生命的基本单位，所有的生物现象都是由细胞的结构和功能所决定的。
细胞核作为细胞的重要组成部分，对于细胞的生长、分化和代谢等方面具有至关重要的作用。
本文将重点介绍细胞核的结构和功能，以及其在医学研究中的应用。
2.细胞核的结构细胞核是细胞中最大的结构，主要由核膜、染色质、核仁和核质组成。
核膜是由两层磷脂双分子层组成的双层膜，上面有核孔，是细胞核与细胞质之间的物质交换的通道。
染色质是由DNA、蛋白质和RNA组成的复合体，是细胞遗传信息的载体。
核仁是细胞核中的一种亚结构，主要由rRNA和蛋白质组成，是细胞合成蛋白质的重要场所。
核质是细胞核中除了染色质和核仁以外的部分，主要由核糖体、mRNA和其他小分子RNA组成。
3.细胞核的功能细胞核是细胞中最重要的调控中心，其主要功能包括遗传信息的传递、基因的表达和调控、细胞的生长和分裂等。
遗传信息的传递是指细胞核中的DNA通过复制和转录过程，将遗传信息传递给下一代细胞。
基因的表达和调控是指细胞核中的基因在特定的时间和空间被激活，产生相应的蛋白质，从而发挥生物学功能。
细胞的生长和分裂是指细胞核通过调控基因的表达，控制细胞的生长和分裂过程，维持细胞内环境的稳定。
4.细胞核在医学研究中的应用细胞核在医学研究中具有重要的应用价值，其主要应用领域包括疾病的诊断和治疗、基因编辑和细胞治疗等。
疾病的诊断和治疗是指通过检测细胞核中的遗传变异和基因表达异常，来诊断和治疗疾病。
例如，通过检测细胞核中的癌基因和抑癌基因的突变，可以诊断癌症；通过调控细胞核中的基因表达，可以治疗某些遗传性疾病。
基因编辑是指通过改变细胞核中的DNA序列，来改变细胞的遗传特性。
例如，通过CRISPR/Cas9技术，可以精确地编辑细胞核中的基因，从而治疗某些遗传性疾病。
细胞治疗是指通过改变细胞核中的基因表达，来治疗某些疾病。
细胞生物学第八章总结
细生第八章总结细胞核：位置：细胞中央，脂肪细胞的边缘。
—数目：通常1个，肝细胞肾小管细胞软骨细胞1~2个、破骨细胞6~50个、骨骼肌细胞可有数百个。
—结构：核被膜、核纤层、染色质、核仁和核骨架（核基质）—形状：圆球形或椭圆形、杆状、分叶状。
核膜：又称核被膜(nuclear envelope)，形成细胞核与细胞质之间的边界。
—构成◦外核膜(outer nuclear membrane)◦内核膜(inner nuclear membrane)◦核周间隙(perinuclear space)—核被膜是两层平行排列的膜，间距10到50㎚。
核被膜的主要化学成分：（一）蛋白质—占65%～75%。
含20多种蛋白质，组蛋白、基因调节蛋白、DNA聚合酶和RNA 聚合酶等内核膜中还含核纤层蛋白—分子量1.6×104～1.6×105—酶类与内质网相似◦葡萄糖-6-磷酸酶、NADH/Cytc还原酶、NADH/Cytb5还原酶（二）脂类（与内质网相似）磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺↓—胆固醇、甘油三酯↑—核被膜流动性低于内质网，具有一定的稳定性。
（三）核酸（少量）核膜的结构捕鱼笼式（fish-trap）。
—NPC 含有30～50种以上不同的多肽(统称核孔蛋白)，并由几个部分组成：—胞质环（cytoplasmic ring）：胞质面，8条短纤维伸向胞质—核质环（nuclear ring）：核质面，8条纤维与8个蛋白颗粒形成核蓝—辐（spoke）：辐射状八重对称，三个结构域，即柱状亚单位、腔内亚单位、环带亚单位—栓（plug）：中央栓，核质交换有关NPC的功能核孔复合体是核-质交换的通道—运输方式分被动扩散与主动运输a.被动扩散：亲水性有效直径：9~10nm，长15nm，分子量40×103~60×103以下的蛋白质可自由穿过b.主动运输：组蛋白（21×103）带有信号功能的氨基酸是主动运输入核的，大分子物质的进、出核—跨膜运输可入核或出核入核：组蛋白、核纤层蛋白、聚合酶等亲核蛋白出核：RNA、RNP（核糖核蛋白颗粒）、核糖体亚基核纤层：核被膜内表面连接一层致密的纤维网络结构-核纤层(nuclear lamina)。
细胞生物学细胞核习题及答案
第八章细胞核1．概述核孔复合体的结构、标志蛋白及生理功能。
答：核孔复合体由环、辐、栓三种结构构成。
环包括核孔外缘的胞质环（8条短纤维伸向细胞质中）和核孔内缘的核质环（8条长纤维伸入核内，末端形成小环构成篮状结构）；辐则由柱状亚单位（支撑“环”）、腔内亚单位（固定作用）和环状亚单位（核质交换通道）构成；栓是环带亚单位中的颗粒或棒状结构，在核质交换中起一定作用。
核孔复合体的标志性蛋白是gp210，它能够促进核孔的形成以及锚定核孔复合体。
还有P62存在于中央栓上在核质交换中起一定作用。
2．举例说明核孔复合体运输物质的特点及过程。
答：总体上来看有双功能性（主动、被动）；双向性（亲核蛋白入核，DNA、RNP等出核）。
而其主动运输的特点有：（1）信号识别：亲核蛋白上有NLS（核定位信号）序列才可入核。
（2）载体介导：载体如importinα和importinβ,亲核蛋白通过NLS识别importin α/importinβ异二聚体并与之结合形成转运复合物。
（3）GTP供能：复合物入核以后，GTP水解供能使蛋白从复合物上解离下来。
（4）双向选择：蛋白入核需要NLS，出核需要NFS（核输出信号），mRNA出核要5’端的GpppG帽子。
（5）饱和动力学特征。
3．简述核糖体的主要合成场所、大小亚单位的装运场所以及转运途径。
答：编码rRNA的基因存在于核仁组织区，核糖体的生物发生即在此处。
rRNA基因转录形成45SrRNA前体后即与蛋白质结合形成80S的RNP复合体，随后切断部分转录间隔后产生18S、5.8S和28SrRNA ,5SrRNA自核外基因转录而来。
先由18SrRNA形成小亚基，再由另外三种形成大亚基，即完成核仁中的合成过程。
大小亚基出核后，在mRNA上完成组装（先是小亚基与mRNA结合，再结合上大亚基）出核（从核孔）的转运途径见核孔的物质运输特点。
4. 阐明核仁、核仁组织区与核仁染色体之间的关系。
答：核仁是rRNA合成及加工核糖体亚单位的场所，它包括FC、DFC和GC三个区域。
医学细胞生物学-8 细胞核(1)
第八章细胞核nucleus •细胞核(nucleus)是真核细胞内最大的细胞器，是遗传物质存储、复制和转录的场所，是细胞生命活动的控制中心。
•1831年，Brown在植物细胞中观察到细胞核并命名。
•大小：动物5~10μm。
通常占总体积的10%左右。
常用核质比来衡量细胞核的相对大小。
•形状：一般为圆形少数细胞核不规则：肌细胞核呈杆状；嗜中性细胞核呈分叶。
•细胞进入分裂期则看不见完整的细胞核。
（核膜解体，核仁消失等）•位置：位于细胞中央；某些成熟细胞的边缘。
•数目：通常1个；成熟的植物筛管细胞和红细胞(0)；肝细胞、心肌细胞(1-2)；破骨细胞(6-50)；骨骼肌细胞(上百)；•结构：①核膜；②核纤层；③染色质；④核仁；⑤核骨架。
•功能：①通过遗传物质的复制和细胞分裂保持细胞世代之间的连续性；②通过基因的选择性表达，控制细胞的活动。
间期细胞核的形态结构电镜下细胞核的形态结构第一节核膜nuclear membrane •又称为核被膜（nuclear envelope）位于间期细胞核的最外层，是细胞质与细胞核之间的界膜。
•由内外两层平行膜构成。
一、核膜的化学组成（一）蛋白质约占65%~75%，包括组蛋白、基因调节蛋白、DNA和RNA聚合酶、RNA酶以及电子传递有关的酶。
（二）脂类胆固醇和甘油三酯含量较高。
二、核膜的结构与区域化作用（一）核膜由内外两层平行但不连续的非对称性单位膜构成。
①外核膜（outer nuclear membrane）：可以看作内质网的特化区，外表面附有核糖体。
胞质面附着中间纤维。
②内核膜（inner nuclear membrane）：靠向核质，表面光滑，含有一些特异性蛋白质，如核纤层蛋白B受体。
③核周间隙（perinuclear space）：宽20~40nm，与内质网腔相通。
④核孔（nuclear pore）典型哺乳动物细胞核核膜分布3000-4000核孔。
细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。
医学细胞生物学-细胞核和核糖体
H2A
H4
H 2A H 2B
H3
连接DNA（ 50-60bp）
H3
H4
H2B
H2A
H 2A
形成11nm的纤维
H4
H2B
核 小 体
DNA分子：140～ 160bp、1.75圈
组 蛋 白：H1 DNA分子：50～60bp
H3
2.螺线管（solenoid）：在电镜下观察用温和方法分离
的染色质是直径30nm的纤维：
胞(6~50）、骨骼肌细胞(数百）、植物毡
绒层细胞(2~4)。
• 间期典型的真核生 物细胞核结构： ①核被膜 ②染色质 ③核仁
Nucleus structure
④核基质
• 功能： ①贮存遗传信息 ②传递遗传信息
第一节 核 膜（Nuclear membrane）
一、核膜的结构
•
①外核膜
• （outer nuclear membrane）
助核蛋白进入细胞核。NLS对连接的蛋白质无特殊要求，
完成输入后不被切除。 核孔大小：9nm~26nm是可以调控。
核定位信号Nuclear localization signals （ＮＬＳ）
•
核输出信号（nuclear export signal , NES )
为核内物质出核信号，位于在核内合成后进入细胞质中工作的分子中。往返 于核质和胞质间的穿梭蛋白既有NLS又有NES。
核 孔 RanGAP
（3）核运输系统：核蛋白的输入和核物质的输出
第二节
核蛋白包裹DNA形成染色质
染色质（chromatin）是指间期细胞核内能被碱性染料染色的物 质，由DNA、组蛋白，非组蛋白及少量RNA组成的复合 体，是间期遗传物质在细胞内的存在形式。
细胞生物学第八章细胞核知识点
③转运复合物通过改变构象的核孔复合体从胞质面被转移到核质面；
ห้องสมุดไป่ตู้
④转运复合物在核质面与 Ran-GTP结合，并导致复合物解离，亲核蛋白释放；
列非 的组 结蛋 合白 模与 式
DNA
序
⑤受体的亚基与结合的 Ran 并与 importin β解离， Ran-GDP 返回核内再转换成 Ran-GTP状态。
>mRNA 、 tRNA 和核糖体亚基的核输出：核输出信号 nuclear export signal （NES） >请说明 Ran 在亲核蛋白的核输入过程中所起的作用。
3． 重要概念 （1） 常染色质和异染色质 常染色质 ：间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度 色时 着色浅 的染色质； 异染色质 ： 间期细胞核内染色质纤维折叠压缩程度 着色深 的染色质
低 ，相对处于 伸展状态 ，用碱性染料染 高 ，处于 聚缩状态 ，用碱性染料染色时
结构（组成）异染色质 ：在整个细胞周期都处于聚缩状态，没有较大变化的异染 色质；
α螺旋 -转角 -α螺旋模式 羧基端的α螺旋为识别螺旋，识别
DNA 大沟的特异碱基信号
锌指模式
Cys2/His2 锌指单位和 Cys2/ Cys2 锌指单位
③ Leu 拉链模式
2 个蛋白质分子的α螺旋之间靠 特异结合。
Leu 的疏水键形成一条拉链状结构， 以二聚体形式与 DNA
2．染色体的分子结构模型 （1） 染色体的四级结构模型
第八章 细胞核
一．核膜和核孔复合物
1．核膜
概念：位于细胞核的最外层，是细胞核与细胞质之间的界限，调控细胞核内外 的物质交换和信息交流；
组成：
核外膜：表面附有核糖体，与 粗面内质网 （ rER）相连；
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间期细胞核结构
N:常染色质，ｎ：核仁，标注：异 染色质
常染色质(euchromatin)
间期核内处于分散状态、具活跃DNA复制及转录功 能的染色质。 特点：
1、压缩程度低，碱性染料染色浅。 2、间期位于细胞核中央 3、组成：单一序列DNA和中度重复序列DNA 4、复制的时间一般在S期早、中期
核纤层（核板） nuclear lamina 结构 外表面与内核膜的特殊部位结合
内表面与染色质的特殊位点结合
核纤层（nuclear lamina）
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
核纤层的功能
1.核纤层与核膜、核孔复合体及染色 质的关系。
核纤层的外层与内核膜的脂双分子层中 的特殊蛋白相结合，与维持核孔的位置和核 被膜的形状有关。核纤层为染色质提供附着 的位点。
第八章 细胞核
Cell nucleus
概述
细胞核最基本的功能
1.贮存遗传信息（DNA） 2.复制、转录遗传信息并指导蛋白质合成 3.是细胞生命活动的调控中心
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
细胞核： DNA复制 RNA合成
细胞质： 蛋白质合成
形状：圆形，肌细胞（杆状），中性粒细胞 （分叶状）
磷酸化：同乙酰化
甲基化：可增强组蛋白和DNA的相互作用， 调节转录活性
（三）非组蛋白
1、带负电荷，酸性蛋白质，多为天冬氨酸、谷氨酸 2、种属及组织特异性 3、整个细胞周期都合成 4、能识别特异的DNA序列，靠氢键和离子键
功能： 帮助DNA折叠； 协助DNA复制； 调节基因表达（磷酸化）。
二、染色质的种类
一、化学组成
DNA、组蛋白、非组蛋白、RNA
染色质的化学组成比例
成分
核酸 DNA RNA
蛋白质 组蛋白 非组蛋白
所占比例 1
0.05-0.1
1
0.1-0.5
（一）DNA
真核细胞中，每条未复制的染色体由一条 DNA分子组成。 类型： ①单一序列——基因组60-65% ②中度重复序列（101-5）——基因组20-
呈圆形或八角形 如fish-trap. 基本结构： 胞质环，外环 核质环，内环 辐 中央栓：
核孔复合体结构模型
胞质环 胞质颗粒
中央栓
轮辐
胞质纤维
核质环
核纤层
核孔复合物的结构模型
Cytoplasmic face（胞质面）
Nuclear face （核质面）
（四）、核膜的主要功能：
1、区域化的作用
2. 连接组蛋白（linker histone）: H1 有一定种属及组织特异性 在核小体构成中起连接作用
组蛋白的分类及特性
种类
赖氨酸 /精氨酸
H1 29.00 H2A 1.22
H2B 2.66
H3 0.77 H4 0.79
残基数分子量 (kFra bibliotek)215
23.0
129
14.0
125
13.6
135
15.3
被动运输 0离12子，小分子
组蛋白， DNA聚合 酶，RNA聚合酶， 核糖体蛋白
RNA，核糖 体亚基
主动运输
核孔复合体的功能
双功能： 被动运输 主动运输 双向性： 入核：亲核蛋白、 DNA、RNA聚合酶 出核： RNA
被动运输: 分子量〈5000自由进出 如：无机离子——水分子、K+、Ca2+
异染色质(heterochromatin)
间期核内处于凝集状态、缺乏转录功 能或转录功能不活跃的染色质。 特点：
1、压缩程度高，碱性染料染色深。 2、分布在核的周边，或核膜内表面，
核仁相随染色质的一部分。
◆ 异染色质类型
结构异染色质（组成型异染色质） 除复制期，在所有细胞类型的整个细胞周期
均处于聚缩状态的异染色质。 兼性异染色质（功能性异染色质） 某些细胞类型或特殊的发育阶段，由常染
色质聚缩，丧失基因转录活性形成的异染色质
常染色质与异染色质比较
常染色质 异染色质
碱性染料染 着色浅 色
着色深
形态
解旋的细纤 卷曲成粗大
维丝
颗粒
部位
核中央 核边缘
功能
活跃地复制 转录不活跃 转录
三、染色质的结构与组装
染色质的四级结构模型
染色质的一级结构：核小体 （7倍） 染色质的二级结构：螺线管 （ 6倍） 染色质的三级结构：超螺线管 （40倍） 染色质的四级结构：染色单体 （5倍）
第三节 染色质与染色体
二者共同点及相互关系 染色质与染色体是由DNA、组蛋白、非 组 蛋 白 及 RNA 等 组 成 的 核 蛋 白 复 合 体 ， 是遗传信息的载体。是同一种物质在细 胞周期的不同时期中所表现的两种不同 的存在形式。
区别
◆染色质（chromatin） 间期，呈细网状，形态不规则，弥散在核内。 ◆染色体 ( chromosome) 分裂期，由染色质复制后反复盘绕，高度压 缩凝集成的条状或棒状结构。
3、转录后RNA的加工修饰和定 向运输
用RNA酶处理RNP复合物，发现剩余 的蛋白质可以组装成核骨架样的纤维网 络。由此推测核骨架参与了转录后RNA 的加工修饰。
4、核骨架与细胞分裂
核骨架参与有丝分裂后核的重建， 为核膜重建所必需。
5、核骨架与细胞分化
随着分化程度的增加，细胞RNA合成 能力增强，核骨架也变得发达。
内核膜
核纤层 其内表面有一层致 内核膜 密的纤维蛋白网络，
对核膜起支持作用，
称为核纤层。
（二）核周间隙
核周间隙 隙宽：20-40nm,充 满液态物质,为蛋 白质和酶。此间隙 与内质网有临时通 道，可进行核—质 物质交换。
（三）核孔
核孔
核膜上的圆形小孔， 是核—质的通道，不 与核周隙相通。
核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）
大小：核质比： NP=VN/（VC-VN）
位置：细胞中央或边缘 数目：一个、两个 或数百 结构：核膜、核仁、核骨架、染色质、核纤层
间期细胞核
1、核被膜（核膜）
3、核基质（核纤层，核骨架）
2、染色质 4、核仁
第一节 核膜（核被膜） nuclear envelope
Nuclear membrane是一种包被核内物质 的膜结构，为整个内膜系统的一部分， 是细胞区域化的结果。
（8400倍）
（一）一级结构——11nm染色质纤维
自然结构
盐处理后
核小体是染色质的基本结构单位，为染色质的 一级结构， 11nm。
染 色 体 的 基 本 结 构 核 小 体
-
核 小 体
H1
连接DNA （50-60bp）
H1
H3
H2A
H2B
10nm
H4
H2A
H4 H2B
H3
H3
H2A
H4
H2B H2B
30% ③高度重复序列（》105）——基因组10 %
染色体DNA的三种功能序列
复制起始点序列；着丝粒序列（CEN）；端粒序列(TEL)
（二）组蛋白
类型：
1. 核小体组蛋白（core histone）： H2A、H2B、 H3、H4 与酸性DNA分子结合，形成核小体 进化上高度保守，无种属及组织特异性
2、 参与核膜的解体和重建
细胞有丝分裂 前期：核纤层蛋白磷酸化，核纤层蛋白解聚 成单体（A,C分散到细胞质中，B与核膜小 泡结合)，导致核崩解、破裂。 末期：核纤层蛋白去磷酸化，使核膜重建。
核纤层蛋白磷酸化 核纤层蛋白去磷酸化
Breakdown and reformation of nuclear envelope during mitosis
一、化学组成
蛋白质、脂类、少量核酸
蛋白质和脂类与内质网相似
1、蛋白质 葡萄糖－6－磷酸酶（ER的标记
酶），电子传递有关的酶。 2、脂类
胆固醇和甘油三酯较多，不饱和脂 肪酸浓度低。
二、亚微结构：
◆外核膜： 内核膜： ◆核周间隙： 核孔：
（一）核膜的双层膜结构 外核膜 外核膜
其表面附核糖体， 形似粗面内质网,并 与其相通，膜可与 胞质中的某些微管、 中间纤维相连起固 定核位置的作用。
构成核心颗粒； ③DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，
每圈83bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1 锁合； ④相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。
（二）二级结构— 30nm染色质纤维
每6个核小体螺旋一圈，形成30nm的中空 纤维样结构即螺线管模型。
H1组蛋白位于螺线管内部，促进组装。
核质 尾 蛋白 头
同位素标记 的核质蛋白
同位素标记 的头
同位素标记 的尾
胶体金颗粒
尾部包裹的 胶体金颗粒
注射到爪蟾的卵母细胞质中
放射自显影检测
留
进
在
进
入
细
入
核
胞
核
内
质
内
中
电镜检测
通过 核孔 进入 核内
3、细胞分裂中参与染色体的定位与分离 核膜与染色体在细胞中的定位有一定
的关系，尤其在减数分裂中，核膜与染 色体平均分配到细胞核的两极有关。
真核细胞核内除去核膜、核纤层、染色 质与核仁以外的一个以纤维蛋白成分为主 的精密网架体系。核骨架充满整个核内空 间。
纤维蛋白
核基质蛋白是各种类型细胞共 有的蛋白质