8.Nucleus and Chromosomes细胞生物学英文课件
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细胞生物学Introduction of cell biologyPPT课件
Cell organelle (Mitochondria, Chloroplasts, Endomembrane
system, nucleus etc.)
Cytoskeleton System
Cell proliferation and regulation
Cell differentiation and gene expression Cell apoptosis and cellular aging
structure
function
molecular mechanisms of the intricate activities of cells
细胞生物学是： 研究细胞基本 生命活动规律 的科学，它从 不同层次上主 要研究……
The structure of cells
第1页/共48页
The course mainly covers:
第3页/共48页
第4页/共48页
Suggestions to Study Cell Biology
Fundamental Concepts and theories Experimental approaches and ideas (As you read this
text, think like a researcher)
Reductionist (knowledge of the parts of the whole can
explain the character of the whole) Don’t accept everything you read as being true. Remain skeptical! English is just a tool! Take notes when you listened especially what I have emphasized
大学《细胞生物学》课件：第11章 细胞核与染色体
●在化学本质上没有差异 ●在构型上不同 ●是遗传物质在细胞周期不同阶段的不
同表现形式。
29
11.3.1 DNA
◆DNA的三种构型 三种DNA构型中,沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用,调控蛋白都是通 过其分子上氨基酸侧链与沟中碱基对两侧潜在的氢原子供体(=NH)或受体(O和 N)形成氢键而识别DNA遗传信息的。另外, Z型DNA同细胞癌变有一定的关系 30
3
Nuclear structure
4
Nuclear structure
5
结构 ▲核被膜 (双层膜) (nuclear envelope) ▲核质 (nucleoplasm) ▲核仁（nucleolus） ▲核基质 (nuclear matrix) ▲DNA纤维
核被膜 核仁 染色体结构
真核细胞 有 有 有
●信使RNP(messenger RNP, mRNP) ●mRNA的输出
◆核内蛋白质输出 ◆snRNA的输出
25
mRNA的输出
mRNA---hnRNP---mRNP---5’端引导
26
核内蛋白质的输出
27
28
11.3 染色质（Chromatin）
◆染色质(chromatin) ◆染色体(chromosome) ◆染色体与染色质比较
一般结构
◆外核膜 (Outer nuclear membrane): 内质网膜特化区
◆内核膜 (Inner nuclear membrane) ◆核周腔 (Perinuclear space)
两层核膜之间的空隙, 宽15-30nm, 其中充满无定形物质 ◆核纤层 (lamina)：核纤层蛋白 (lamin! Not laminin) ，支撑核被膜 ◆核孔复合物 (nuclear pore complex)
同表现形式。
29
11.3.1 DNA
◆DNA的三种构型 三种DNA构型中,沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用,调控蛋白都是通 过其分子上氨基酸侧链与沟中碱基对两侧潜在的氢原子供体(=NH)或受体(O和 N)形成氢键而识别DNA遗传信息的。另外, Z型DNA同细胞癌变有一定的关系 30
3
Nuclear structure
4
Nuclear structure
5
结构 ▲核被膜 (双层膜) (nuclear envelope) ▲核质 (nucleoplasm) ▲核仁（nucleolus） ▲核基质 (nuclear matrix) ▲DNA纤维
核被膜 核仁 染色体结构
真核细胞 有 有 有
●信使RNP(messenger RNP, mRNP) ●mRNA的输出
◆核内蛋白质输出 ◆snRNA的输出
25
mRNA的输出
mRNA---hnRNP---mRNP---5’端引导
26
核内蛋白质的输出
27
28
11.3 染色质（Chromatin）
◆染色质(chromatin) ◆染色体(chromosome) ◆染色体与染色质比较
一般结构
◆外核膜 (Outer nuclear membrane): 内质网膜特化区
◆内核膜 (Inner nuclear membrane) ◆核周腔 (Perinuclear space)
两层核膜之间的空隙, 宽15-30nm, 其中充满无定形物质 ◆核纤层 (lamina)：核纤层蛋白 (lamin! Not laminin) ，支撑核被膜 ◆核孔复合物 (nuclear pore complex)
细胞生物学课件英文版-DNA和染色体
Nucleosomes condense DNA three-fold: what else condenses DNA?
Fig. 5-22
Final levels of chromatin packing: heterochromatin & chromatids
Euchromatin (less condense)
Chromatin organization within a nucleus
Fig. 5-19
Nucleolus: rRNA transcription!
Special parts of chromosomes:
Fig. 5-16
How is the intervening DNA packed & packaged?
strain.
What part of the cell contains genetic material?
Fig. 5-4
What part of the cell contains genetic material?
T2 virus (bacteriophage): contains only DNA and protein Injects the genetic material into the host cell (E. coli)
Fig. 5-7
inside
outside
Fig. 5-6
Genome: complete set of DNA/genetic information
Human cells: ~two meters, ~3.2 x 109 nucleotides, ~25,000 genes
mRNA
Fig. 5-22
Final levels of chromatin packing: heterochromatin & chromatids
Euchromatin (less condense)
Chromatin organization within a nucleus
Fig. 5-19
Nucleolus: rRNA transcription!
Special parts of chromosomes:
Fig. 5-16
How is the intervening DNA packed & packaged?
strain.
What part of the cell contains genetic material?
Fig. 5-4
What part of the cell contains genetic material?
T2 virus (bacteriophage): contains only DNA and protein Injects the genetic material into the host cell (E. coli)
Fig. 5-7
inside
outside
Fig. 5-6
Genome: complete set of DNA/genetic information
Human cells: ~two meters, ~3.2 x 109 nucleotides, ~25,000 genes
mRNA
【医学PPT课件大全】第二章 相关的生物学基础知识
1、核小体的组成
146bpDNA ＋
组蛋白八聚体→ 核小体的核心颗 粒
146bp的核心 DNA
直径约10nm
组蛋白八聚体
146bp的核心DNA在组蛋白八聚体上盘绕1.8圈
核小体的结构
* 组蛋白H1把核小体“封锁”起来 Histone H1
核小体的结构
Histone H1
Chromatosome 166 bp, 2 superhelical turn
具有裸露的质粒DNA
细胞骨架
无
细胞增殖方式 无性分裂
真核细胞
有 有 DNA与组蛋白及非组蛋白 结合，存在于染色体中， 染色体位于细胞核中 有 有
线粒体DNA、叶绿体DNA
有 以有丝分裂为主
2、原核细胞和真核细胞在 分子生物学上的区别
A、同时连续 阶段性 区域性
B、膜分化
C、信息量
动物细胞
植 物 细胞
三、生物膜系统
1、生物膜系统（biomembrane system） 2、质膜（plasma membrane） 3、内膜系统（internal membrane）
第二节 染色体（Chromosome ）
一、染色体的基本特征
A. 稳定性 B. 连续性 C. 控制性 D. 变异性
二、原核细胞染色体
200 bp
Histone H1
Nucleosome
连接 DNA
<10 to > 100 bp 平均 55 bp
The 10 nm fiber is a continuous strong of nucleosomes.
每个核小体单位 包括：200bp左 右的DNA、一 个组蛋白八聚体、 一分子H1
细胞生物学课件英文版-不同的细胞总类
An adult stem cell
The Human Perspective: The Prospect of Cell Replacement Therapy (2)
• Embryonic stem (ES) cells have even greater potential for differentiation (pluripotent) than adult stem cells.
• Includes cyanobacteria – some photosynthetic bacteria
• Cyanobacteria gave rise to green plants and an oxygenrich atmosphere.
• Some bacteria capable of nitrogen fixation.
– Model Organisms:
• Cell research focuses on six model organisms.
• These are the bacterium Escherichia coli, the yeast Saccharomyces, the mustard plant Arabidopsis, the nematode Caenorhabditis elegans, the fruit fly Drosophila, and the mouse Mus musculus.
– ES cells must be differentiated in vitro. – The use of ES cells involves ethical considerations.
A procedure for obtaining differentiated cells for use in cell replacement therapy
第八章 细胞核细胞生物学(共50张PPT)
核仁组织者
核仁组织区
人类rDNA位于5对近端着丝粒染色体上，即第13、14、15、21、
22号染色体。
含有rDNA的10个染
色质袢环伸入到核仁 中
核仁
核膜
（二）致密纤维组分 （三）颗粒成分
三、核仁周期
核仁周期： 核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化 （形成和消失）。
间期
细胞有1~2个或
多个核仁。
核小体组蛋白
（H2A、H2B、H3、H4）
进化上高度保守，作用是将DNA盘绕形成核 小体。
H1组蛋白
进化上不保守，与染色质高级结构的构建有关。
※组蛋白合成于细胞周期的S期，与DNA的合成同时进行；
修饰。。。
3、非组蛋白 酸性蛋白，富含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。 功能：1.参与染色体的构建 2.启动基因复制 3.调控基因转录，调控基因的表达
第八章 细胞核（Nucleus)
细胞核是真核细胞内最大的细胞器，是遗传物质储存、复 制和转录的场所，是细胞生命活动的控制中心。
组成？
位置和数目？
核质比？
第一节 核 膜 (Nuclear membrane)
I、核膜的化学组成
蛋白质，脂质和少量核酸。注意与内质网膜成分作 比较！
II、核膜的超微结构
核膜由两层单位膜构成
（Nuclear pore)
※ 真核细胞的核膜上的核孔是“核—质”物质交换的通道， 即通过孔进行双向转运。
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。
核孔复合体 (nuclear pore complex)
核孔复合体的功能（p180)
1、 允许水溶性物质通过（无机离子或低于
5000的小分子物质） 2、选择性运输大分子物质
8.Nucleus and Chromosomes
The nuclear envelope
Provides mechani cal support to the nuclear envelope and serve as a site of attachme nt for chromati n fibers
The structure of the Nuclear Pore Complex（ NPC） （ ）
核被膜: 1. 核、质间的 天然屏障 2. 保护遗传物质 3. 核内外物质 交换
(2). Consists of nuclear envelope: two membranes by a perinuclear space.
The inner surface of the nuclear envelope is lined by the nuclear lamina
Mutant-type: sv40 T-antigen in cytosol
A typical NLS contains several consecutive basic amino acids
Normal pyruvate kinase: in cytosol
Chimeric pyruvate kinase containing SV40 NLS: in nucleus
Chromatin and Chromosomes exist in different states throughout the life of a cell
Chromatin: (Interphase) Fibers, 10-30nm in diameter, Dispersed through the nucleus. DNA+Proteins+RNA. Chromosomes: (M phase) Cell division, these fibers condense and fold into larger, compact structure
细胞生物学课件英文版-细胞分裂
cycle.
Fluctuations of cyclin and MPF levels during the cell cycle
The Cell Cycle (6)
• The role of protein kinases (continued)
– MPF-like, cyclin-dependent kinases (Cdks) occur in yeast cells.
The Cell Cycle (12)
• The pairing between individual cyclins and Cdks is specific, and only some combinations are found.
• As in yeast, Cdk1 is the only Cdk required to drive a mammalian cell through the cell cycle.
Combinations between various cyclins and Cdks at different stages in the mammalian cell cycle
The Cell Cycle (13)
• Checkpoints, Kinase Inhibitors, and Cellular Responses
exist mitosis and enter a new cell cycle.
The Cell Cycle (11)
• Subcellular Localization
– Movement of cyclins between the cytoplasm and the nucleus is another point of control.
Fluctuations of cyclin and MPF levels during the cell cycle
The Cell Cycle (6)
• The role of protein kinases (continued)
– MPF-like, cyclin-dependent kinases (Cdks) occur in yeast cells.
The Cell Cycle (12)
• The pairing between individual cyclins and Cdks is specific, and only some combinations are found.
• As in yeast, Cdk1 is the only Cdk required to drive a mammalian cell through the cell cycle.
Combinations between various cyclins and Cdks at different stages in the mammalian cell cycle
The Cell Cycle (13)
• Checkpoints, Kinase Inhibitors, and Cellular Responses
exist mitosis and enter a new cell cycle.
The Cell Cycle (11)
• Subcellular Localization
– Movement of cyclins between the cytoplasm and the nucleus is another point of control.
细胞生物学PPT
二、染色质的种类
• 常染色质（euchromatin）： 常染色质（ ）： 间期核内处于分散状态，具有活跃 间期核内处于分散状态，具有活跃DNA复制及转录功 复制及转录功 能的染色质组分，用碱性染料染色时着色浅。 能的染色质组分，用碱性染料染色时着色浅。 • 异染色质（heterochromatin）： 异染色质（ ） 间期核内处于凝集状态， 间期核内处于凝集状态，转录功能缺乏或不活跃的 染色质组分，碱性染料染色时着色较深。 染色质组分，碱性染料染色时着色较深。
（二）核周间隙（perinuclear space） 核周间隙（ ）
核周间隙指内外核膜之间的腔隙，宽约20-40nm， 核周间隙指内外核膜之间的腔隙，宽约20-40nm， 20 与内质网腔相通。 与内质网腔相通。
（三）核孔（nuclear pore） 核孔（ ）
核孔复合体（ 核孔复合体（nuclear pore complex, NPC） ）
1.区域化作用
将细胞质与细胞核物质限定在特定区域， 将细胞质与细胞核物质限定在特定区域 ， 避免生命活 动的彼此干扰（ RNA的转录及蛋白质的翻译在时间和空间 动的彼此干扰 （ 使 RNA 的转录及蛋白质的翻译在时间和空间 上得以分开）。 上得以分开）
2.控制核质之间的物质转换与信息交流 2.控制核质之间的物质转换与信息交流
存在于核孔复合体上，介导选择性主动转运。 存在于核孔复合体上，介导选择性主动转运。
• 核定位信号 (nuclear localization signal，NLS)： ， ：
存在于被转运核蛋白上的一些短的氨基酸序列片段， 存在于被转运核蛋白上的一些短的氨基酸序列片段，为核转 运受体识别的位点，引导蛋白质进入细胞核。 运受体识别的位点，引导蛋白质进入细胞核。
医学细胞生物学 细胞核(nucleus)精品PPT课件
核 2. 核基质结合蛋白：与核基质结合的酶、细胞调控蛋
骨
白等 。
架
3. RNA：维持核骨架的三维结构。
DNA： 不是骨架结构成分，只是功能的结合。
核
骨
mRNA聚合酶
架 mRNA
的
结
构
核骨架通道
（二）功 能
1.参与DNA的复制； 2.参与基因的表达 ； 3.参与前体RNA的加工修饰 及定向运输；
4.参与细胞分裂中DNA的包 装和染色体的构建；
5.与细胞分化相关。
分化程度越高，细胞的RNA合成能力越旺盛， 核骨架越发达。
第三节 染色质和染色体
❖ 染色质(chromatin)： 间期细胞核中，能被碱性染料染色的物质。呈细
丝状、形态不规则，弥散于细胞核内。
❖ 染色体(chromosome)： 有丝分裂时，染色质组装、凝集成光镜下可见的
棒状或点状结构。
二、染色质的种类
（一）常染色质
指在细胞间期呈松散状、染色较浅，且有转 录和复制活性的染色质。
（二）异染色质
指在细胞间期呈凝缩状 态，染色较深，缺乏转录活性 的染色质。
1、结构异染色质
在所有细胞核内都呈异固缩的染色质。多 位于着丝粒区、端粒、次缢痕区及染色体短
臂的某些节段。
2、兼性异染色质
在不同细胞类型或不 同发育时期出现的异染色 质区。
核孔复合体-“捕鱼笼” 模式 图
胞质纤维
四、核膜的主要功能
1.核膜的区域化作用，使转录和翻译在时空上 分离;
2.控制着细胞核与细胞质的物质交换;
（1）自由扩散
无机离子，如K+、 Ca2+ 、 Mg2+、 Cl-离子，水分子等； 分子量小于5KD的单糖、氨基酸和核苷酸。
细胞生物学课件英文版-细胞生物学课件英文版-细胞生物学研究方法
The Light Microscope (2)
• Resolution
– Resolution is the ability to see two nearby points as distinct images.
• The numerical aperture is a measure of the lightgathering qualities of a lens.
A comparison of the lens system of a light and electron microscope
Transmission Electron Microscope (3)
• Specimen Preparation for Electron Microscopy
• Visibility
– Visibility deals with factors that allow an object to be observed.
• It requires that the specimen and the background have different refractive indexes.
The Feulgen stain
The Light Microscope (4)
• Preparation of Specimens for Bright-Field Light Microscopy
– A whole mount is an intact object, either living of dead.
– A condenser lens is placed between the electron source and the specimen.
细胞生物学--细胞核与染色质 ppt课件
②传递遗传信息
ppt课件
6
第一节 核 膜（Nuclear membrane）
一、核膜的结构
•
①外核膜
• （outer nuclear membrane）
•
②内核膜
• （inner nuclear membrane）
•
③核周隙
• （perinuclear space）
•
④核孔复合体
• (nuclear pore complex)
Nuclear face basket inner complex
ppt课件
11
（一）核孔复合体的结构模型
捕鱼笼模型（Fish trap）
1)胞质环 胞质纤维
2)核质环 核篮纤维 3)中央运输颗粒
(中央栓)
4)辐(spokes) 5)终末环
柱状亚单位 腔内亚单位 环带亚单位
2)和5)构成-核篮
ppt课件
首先是在SV40病毒的T抗原中发现的
核定位信号位于蛋白质的任何部位，通常为 由一段4~8个氨基酸组成的短肽，富含带正 电荷的Lys、Arg及Pro，没有专一性，作用 是帮助核蛋白进入细胞核。
核孔大小：9nm~26nm是可以调控。
ppt课件
17
• 核定位信号:引导蛋白质进入细胞核的一段信 号序列。
–序列为：pro-pro-lys-lys-lys-Arg-Lysval（ SV40中 ）
ppt课件
20
含有丰富亮氨酸核输出信号的货物蛋白的输出模型。
ppt课件
21
图11-9 hn-RNP介导 的mRNA输出细胞核 的推测模型
ppt课件
22
(四)、核孔是物质运输的通道
• 对运输颗粒大小的限制（9nm~26nm） • 是信号识别与载体介导过程,消耗ATP（Mg2+-ATP酶）。 • 具有双向性
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进一步诱导。
Hsp60的电镜三维镜象照片
3.2 functions of chaperones
◆帮助蛋白质折叠和装配
◆蛋白质的转运和定位 ◆参与细胞器和细胞核结构的发生 ◆应激反应
◆参与信号转导
Action of chaperones during translation
◆该概念有以下特点:
●凡具有“介导”功能的蛋白,都称为分子 伴侣,可以是完全不同的蛋白质;
●作用机理尚不清楚,故用“介导”二字,伸 缩性较大；
●分子伴侣一定不是最终结构的组成部分, 但不一定是一个分离的实体;
●装配的涵意比较广,包括:帮助新生肽的折 叠,越膜定位, 亚基组装等。
◆It is important to note that :
ห้องสมุดไป่ตู้
3 分子伴侣(chaperones)
3.1 分子伴侣的发现及种类
◆The term “chaperone" was first used by Ron Laskey and his colleagues to describe a protein (nucleoplasmin) that is required for the assembly of nucleosomes from histones and DNA.
revised picture of nuclear structure
• Nuclear matrix: a proteinaceous scaffold-like network
• Nucleolus: the center for synthesis and processing of rRNA molecules
chromosomes nuclear matrix nucleoli nucleoplasm
an interphase HeLa cell nucleus
showing some of the major components of the nucleus
8.1.2 Internal Architecture
signals ,NLS) ◆核输出信号(nuclear export
signals, NES) ◆输入蛋白(importin) ◆输出蛋白(exportin)
核定位信号
Nuclear localization signals
核蛋白的输入 ◆核质蛋白(nucleoplasmin)实验 ◆核蛋白输入机理 ●输入蛋白 ●Ran蛋白:小GTPase
Protein import through NPC
Role of the Ran protein in nuclear import
核蛋白输入机理
核内RNA与蛋白质输 出
◆RNA的输出 ●异质核糖核蛋白 (heterogeneous
ribonucleoprotein, hnRNP) ●信使RNP(messenger RNP, mRNP) ●mRNA的输出 ◆核内蛋白质输出 ◆snRNA的输出
Transport of RNA between nucleus and cytoplasm
• active, energy-dependent process • ribonucleoprotein complexes rather
than naked RNAs
mRNA的输 出
核内蛋白质的输出
Molecular traffic through NPC
核孔的被动运输
Small molecular traffic through the NPC by passive diffusion
Small molecules and some proteins with MW< 50 kD pass freely across the nuclear envelope in either direction.
Chap 8 Nucleus and Chromosomes
• Nucleus of a Eukaryotic Cell • Nuclear Envelope • Nuclear Pore Complex • Chromatin • Nucleolus and Ribosome Biogenesis • Nuclear Matrix
Function of the nuclear envelope
❖ a barrier between the nucleus and cytoplasm, as a distinct biochemical compartment ❖ sole channels through the nuclear envelope
● Chaperones do not convey additional information required for the folding of polypeptides into their correct three-dimensional conformations.
● The folded conformation of a protein is determined solely by its amino acid sequence.
分 子 伴 侣 的 基 本 功 能
◆分子内伴侣(intromolecular chaperones)
◆分子伴侣的分布 ●从细菌到人,从动物到植物 ●细胞质、线粒体、叶绿体和微体
分子伴侣结构上的共同特点
◆家族成员具有高度保守性 ◆家族成员结构上具有相似性 ◆大部分在体内为组成型表达,在刺激条件下会被
8.1 The Nucleus of a Eukaryotic Cell
Surrounded by two concentric membranes ❖The inner nuclear membrane ❖ The outer nuclear membrane
8.1.1 Organization of the Nucleus
8.3 Nuclear Pore Complex
• Vertebrate: 50100 proteins • Diameter: 120 nm, 125 MDa • basketlike apparatus • eightfold symmetry
Composition of the NPC
• Cytoplasmic ring • Nuclear ring • Spoke • Central plug
● Rather, chaperones catalyze protein folding by assisting the self-assembly process.
●They appear to function by binding to and stabilizing unfolded or partially folded polypeptides that are intermediates along the pathway leading to the final correctly folded state.
The first step does not require energy, proteins that contain NLSs bind to the NPC but do not pass through the pore.
The second step is an energy-dependent process that requires GTP hydrolysis.
RanGAP:RanGTP激活蛋白:细胞质 中 RCC1：Ran nucleotideexchange factor1.细胞核中
核质 素的 核定 位信 号及 其作
用
Receptors for the NLS transport proteins to the nucleus
Protein import through the NPC can be divided into two steps, distinguished by whether they require energy.
Structure of the nuclear envelope
• outer nuclear membrane • inner nuclear membrane • nuclear lamina • perinuclear space • nuclear pore
nuclear lamina
Nuclear envelopes of Xenopus oocytes visualized by field emission in-lens SEM
Cut-away model of the NPC
Three-dimensional models of the NPC
❖ A structure with eightfold symmetry ❖ The NPC consists of an assembly of eight spokes arranged around a central channel
8.2 The Nuclear Envelope
• The separation of a cell’s genetic material from the surrounding cytoplasm may be single most important feature that distinguishes eukaryotes from prokaryotes.
❖ The spokes are connected to rings at the nuclear and cytoplasmic surfaces
Electron micrograph of NPC
NLSs direct nuclear proteins to the nucleus
Hsp60的电镜三维镜象照片
3.2 functions of chaperones
◆帮助蛋白质折叠和装配
◆蛋白质的转运和定位 ◆参与细胞器和细胞核结构的发生 ◆应激反应
◆参与信号转导
Action of chaperones during translation
◆该概念有以下特点:
●凡具有“介导”功能的蛋白,都称为分子 伴侣,可以是完全不同的蛋白质;
●作用机理尚不清楚,故用“介导”二字,伸 缩性较大；
●分子伴侣一定不是最终结构的组成部分, 但不一定是一个分离的实体;
●装配的涵意比较广,包括:帮助新生肽的折 叠,越膜定位, 亚基组装等。
◆It is important to note that :
ห้องสมุดไป่ตู้
3 分子伴侣(chaperones)
3.1 分子伴侣的发现及种类
◆The term “chaperone" was first used by Ron Laskey and his colleagues to describe a protein (nucleoplasmin) that is required for the assembly of nucleosomes from histones and DNA.
revised picture of nuclear structure
• Nuclear matrix: a proteinaceous scaffold-like network
• Nucleolus: the center for synthesis and processing of rRNA molecules
chromosomes nuclear matrix nucleoli nucleoplasm
an interphase HeLa cell nucleus
showing some of the major components of the nucleus
8.1.2 Internal Architecture
signals ,NLS) ◆核输出信号(nuclear export
signals, NES) ◆输入蛋白(importin) ◆输出蛋白(exportin)
核定位信号
Nuclear localization signals
核蛋白的输入 ◆核质蛋白(nucleoplasmin)实验 ◆核蛋白输入机理 ●输入蛋白 ●Ran蛋白:小GTPase
Protein import through NPC
Role of the Ran protein in nuclear import
核蛋白输入机理
核内RNA与蛋白质输 出
◆RNA的输出 ●异质核糖核蛋白 (heterogeneous
ribonucleoprotein, hnRNP) ●信使RNP(messenger RNP, mRNP) ●mRNA的输出 ◆核内蛋白质输出 ◆snRNA的输出
Transport of RNA between nucleus and cytoplasm
• active, energy-dependent process • ribonucleoprotein complexes rather
than naked RNAs
mRNA的输 出
核内蛋白质的输出
Molecular traffic through NPC
核孔的被动运输
Small molecular traffic through the NPC by passive diffusion
Small molecules and some proteins with MW< 50 kD pass freely across the nuclear envelope in either direction.
Chap 8 Nucleus and Chromosomes
• Nucleus of a Eukaryotic Cell • Nuclear Envelope • Nuclear Pore Complex • Chromatin • Nucleolus and Ribosome Biogenesis • Nuclear Matrix
Function of the nuclear envelope
❖ a barrier between the nucleus and cytoplasm, as a distinct biochemical compartment ❖ sole channels through the nuclear envelope
● Chaperones do not convey additional information required for the folding of polypeptides into their correct three-dimensional conformations.
● The folded conformation of a protein is determined solely by its amino acid sequence.
分 子 伴 侣 的 基 本 功 能
◆分子内伴侣(intromolecular chaperones)
◆分子伴侣的分布 ●从细菌到人,从动物到植物 ●细胞质、线粒体、叶绿体和微体
分子伴侣结构上的共同特点
◆家族成员具有高度保守性 ◆家族成员结构上具有相似性 ◆大部分在体内为组成型表达,在刺激条件下会被
8.1 The Nucleus of a Eukaryotic Cell
Surrounded by two concentric membranes ❖The inner nuclear membrane ❖ The outer nuclear membrane
8.1.1 Organization of the Nucleus
8.3 Nuclear Pore Complex
• Vertebrate: 50100 proteins • Diameter: 120 nm, 125 MDa • basketlike apparatus • eightfold symmetry
Composition of the NPC
• Cytoplasmic ring • Nuclear ring • Spoke • Central plug
● Rather, chaperones catalyze protein folding by assisting the self-assembly process.
●They appear to function by binding to and stabilizing unfolded or partially folded polypeptides that are intermediates along the pathway leading to the final correctly folded state.
The first step does not require energy, proteins that contain NLSs bind to the NPC but do not pass through the pore.
The second step is an energy-dependent process that requires GTP hydrolysis.
RanGAP:RanGTP激活蛋白:细胞质 中 RCC1：Ran nucleotideexchange factor1.细胞核中
核质 素的 核定 位信 号及 其作
用
Receptors for the NLS transport proteins to the nucleus
Protein import through the NPC can be divided into two steps, distinguished by whether they require energy.
Structure of the nuclear envelope
• outer nuclear membrane • inner nuclear membrane • nuclear lamina • perinuclear space • nuclear pore
nuclear lamina
Nuclear envelopes of Xenopus oocytes visualized by field emission in-lens SEM
Cut-away model of the NPC
Three-dimensional models of the NPC
❖ A structure with eightfold symmetry ❖ The NPC consists of an assembly of eight spokes arranged around a central channel
8.2 The Nuclear Envelope
• The separation of a cell’s genetic material from the surrounding cytoplasm may be single most important feature that distinguishes eukaryotes from prokaryotes.
❖ The spokes are connected to rings at the nuclear and cytoplasmic surfaces
Electron micrograph of NPC
NLSs direct nuclear proteins to the nucleus