细胞核PPT课件

核周间隙
核孔复合体(nuclear pore complex，NPC)
核被膜的TEM照片
核被膜的结构
1.核纤层 (nuclear lamina) (p174)
(有丝分裂 促进因子)
核纤层蛋白磷酸化及去磷酸化调节参与核膜的解聚和重组
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核膜在细胞有丝分裂中有规律地解体与 重建 其动态变化受细胞周期调控因子 (MPF等)的调节，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。
non-histone
①富含带负电荷的天冬氨 酸、谷氨酸等酸性氨基 酸，属酸性蛋白。 ②能识别特异的DNA序列 ，又称序列特异性DNA 结合蛋白。 ③具有多种功能，包括作 为染色体结构支架；协 助DNA复制；调节基因 表达。
核骨架(nuclear skeleton)或核基质 (nuclear matrix)
与核纤层、胞质中间纤维相互连接形成 贯穿于核与质的一个独立结构系统。其主 要成分是由非组蛋白的纤维蛋白构成的， 还含有多种蛋白成分及少量RNA、DNA。 核骨架与DNA复制、基因表达及染色体的 包装与构建有密切关系。
Three DNA conformations B型DNA(右手双螺旋DNA)，活性最高的DNA构象； A型 DNA，B型DNA的重要变构形式，仍有活性； Z型DNA，左 手螺旋，B型DNA的另一种变构形式，活性明显降低。
2. histone
①H1、核小体组蛋白（ H2A、H2B、H3、H4 ），富含带正电荷的 精氨酸、赖氨酸等碱 性氨基酸，属碱性蛋 白。 ②H1具种属和组织特异 性。核小体组蛋白在 进化上高度保守。 ③可与带负电荷的DNA 结合，并抑制其复制 和转录。
mRNA的出核转运过程是有极性的，其5’端 首先通过核孔复合体，3’端最后离开细胞核。
真核细胞中RNA一般要经过转录后加工、修饰成 为成熟的RNA分子后才能核输出。 snRNA、mRNA、tRNA以RNP颗粒的形式存在， 即RNA的出核转运实际上是RNA-蛋白质复合体的转 运，这些蛋白质因子本身含有出核信号。
爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验
第一个被确定的NLS是猴 肾病毒(SV40)的T抗原
核质蛋白的核定位信号，为信号斑
(GTPase 激活蛋白)
亲核蛋白通过NPC转运：①结合，依赖正常的NLS。②转移，需GTP水解供能。 ③还需要一些胞质蛋白因子的帮助，有importinα/importinβ二聚体(本质是NLS 受体)、Ran(一种GTP结合蛋白)。蛋白质入核受到多种因素的综合调节。
二、核膜的主要功能
1. 区域化作用
构成核、质之间的天然选择性屏障—— 避免核质间生命活动的彼此干扰； 保护核内DNA不受损伤。
2. 核质之间的物质流与信息流 3. 合成生物大分子 4. 在细胞分裂中参与染色体的定位与分离
核孔复合体的核质物质交换：双功能、双向性
(1)通过核孔复合体的被动运输 离子、小分子(＜5kD)及直径＜10nm的物质原则 上可自由通过。
(染色体骨架或核骨架)
染色质和染色体 (chromatin and chromasome)
一、化学组成
DNA 少量RNA 组蛋白(histone) 非组蛋白(nonhistone)
DNP(核蛋白)
1. 染色体(质)DNA
3种序列：①单一序列；②中度重复序列 （101~5）；③高度重复序列（>105）。 3种构型：①B-DNA；② A-DNA；③ Z-DNA。 3种关键序列(功能元件)： (p180) ①复制源序列 ②着丝粒序列 ③端粒序列 酵母人工染色体(YAC )：含上述3种成分，可 用于转基因等研究。
2.核孔复合体
结构模型：fish-trap
胞质环、8条纤维 及颗粒 核质环、8条纤维 形成核篮 辐，8根 中央栓
功能直径9nm， 长 约 15nm 的 亲 水 通道。
幅：柱状亚单位
腔内亚单位 环带亚单位
Cytoplasmic face, cytoplasmic particles
Nuclear face,basket inner complex
注意Ran-GTP及Ran-GDP的循环使用
蛋白质的核输入与核输出
核输入受体 带核定位 信号的 蛋白质 核输出受体
带核输出 信号的 蛋白质
注意核输入受体及核输出受体的循环使用
核定位序列与蛋白质入核
小核RNA(snRNA)是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体 （spilceosome）的主要成分，参与mRNA前体的加工过程。在天然 状态下它们均与蛋白质相结合，称为snRNP。
核骨架上结合有DNA复制所 需要的酶 。 还有RNA聚合酶的结合位点， RNA的合成在核骨架上进行的。 一般认为核骨架与染色体骨 架为同一类物质，30nm的染色 质纤维就是结合在核骨架上而 形成袢环的结构，在分裂期进 一步包装成光学显微镜下可见 的染色体。
Chromosome Structure
NLS)或核输入信号(nuclear import signal， NIS) ：引导蛋白质进入细胞核的一段 4-8 个氨 基酸的信号序列，富含带正电荷的赖氨酸和精 氨酸，一般还含有脯氨酸。受体为importin。 核输出信号(nuclear export signal，NES)： 引导 RNA 、 RNP 如核糖体亚基等输出细胞核， 受体为exportin。
细胞核nucleus
细胞遗传与代谢的调控信息中心； 真核细胞的重要标志；其结构和功 能异常经常会导致各种疾病。 核被膜 染色质 核仁
间期核
核基质(核骨架)
核膜(nuclear membrane)
一、结构组成
外核膜与rER相连 双层膜 内核膜内表面有核纤层(主要成分 是核纤层蛋白lamin)
(2)通过核孔复合体的主动运输
①具有高度的选择性，并且是双向的
对运输颗粒大小的限制：有效功能直径可被 调节约9～20nm，甚至可达26nm 。
是一个分选信号识别与受体介导的过程，耗能。
核输入与核输出。
②核蛋白质的运输 亲核蛋白(入核蛋白) 核定位序列 (nuclear localization sequence ，