161203140143111_第十章 细胞核与染色体(A卷)20161203134522答案
细胞生物学-细胞核与染色体
DNA分子一级结构具有多样性
非重复序列DNA(单一序列或1-5个拷贝):编码序列
中度重复DNA序列 (拷贝数在10个以上的序列称为重 复序列,重复次数在102-105为中度重复序列)
在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用
p62:功能性的核孔复合体蛋白,具
有两个功能结构域
疏水性N端区:可能在核孔复合体功能活动 中直接参与核质交换 C端区:可能通过与其它核孔复合体蛋白相 互作用,从而将p62分子稳定到核 孔复合体上,为其N端进行核质交 换活动提供支持。
核孔复合体的功能
已知的脊椎动物核孔复合体的蛋白成份简表
蛋白名称 对应的NPC结构 功能与特性
gp210 Pom121 Nup153 Nup180
孔膜区,跨膜蛋白 孔膜区,跨膜蛋白 “fish-trap” 胞质环及其纤维
Nup155 P62
核质面与胞质面 中央颗粒
P58 P54 P45 Nup84(大鼠 ) 或 Nup88(人) Nup214/CAN Nup107p Nup98p Nup155 p260/Tpr
10nm
被动运输(passive transport)
小于10nm的分子自由出入
主动运输(active transport)
具有入核信号的蛋白的入核 RNA分子 核糖核蛋白颗粒出核
2. 通过核孔复合体的主动运输 生物大分子的核质分配如亲核蛋白的核输入,RNA分子及RNP颗粒的核输出,在 细胞核功能活性的控制中起非常重要的作用。
在真核细胞的细胞周期中,核被膜有规律地解体与重建。 ◆新核膜来自旧核膜 核膜装配的机制及其与核孔复合体、核纤层的关系,目前
第10章 细胞核与染色体-第四版 王资料
“携带基因信息的DNA线状长分子挤压形成染色体, 端粒就像一顶高帽子置于染色体头上。”
不同来源的CEN的共同特点 是具有两个彼此相邻的核 心区,一个是80-90 bp的AT 区,另一个是11 bp的保守 区。
3、端粒序列(TEL)
不同生物的端粒序列都很相似,由长5-10 bp的重复单位 串联而成,人的重复序列为TTAGGG。真核细胞染色体端粒的 重复序列不是染色体DNA复制时连续合成的,而是由端粒酶 (telomerase)合成后添加到染色体末端。
维冠。内外板的电子密度高,中间区电子密度低。内板与中央 结构域的着丝粒异染色质结合,外板与微管纤维结合,纤维冠 上结合有马达蛋白。
纺锤体微管
着丝点 (动粒)
主要成分蛋 白外质板
中间 区
内板
中央结构域
位于动粒结构域的下方,是着丝粒区的主体,由高度串 联重复的α卫星DNA构成,重复单位171bp,重复200030000次,表现为异染 色质特性。
一、染色体形态结构
端粒(telomere) 染色体端部的特化部分,作用是维持染色体的完整性
和个体性。端粒由高度重复的短序列串联而成,在进化 上高度保守,不同生物的端粒序列都很相似,哺乳类的 序列为TTAGGG,500-3000次重复。端粒起细胞分裂 计时器作用。
一、染色体形态结构
Chromosome centromere and telomere shown by Fluorescence In situ Hybridization
第十章细胞核与染色体
第三节 染色体
真核生物的DNA包装成为染色体 染色体是指处于有丝分裂期的致密的染色质
第十章细胞核与染色体
一、中期染色体的形态结构
组成:着丝粒、次缢痕、核仁组织区、随体、端粒 核仁组织区(NORs):构成核仁,位于染色体的次
缢痕区,但并非所有的次缢痕都是NORs 端粒(telomere):由高度重复的短序列组成,高
第十章细胞核与染色体
第十章细胞核与染色体
通过核孔的物质主动运输与信号序列有关 核定位信号(NLS):引导蛋白质进入细胞核的一段信
号序列。受体为importin – 第一个被确定的NLS是病毒SV40的T抗原,序列为:
pro-pro-lyslys-lys-Arg-Lys-val。 – NLS对连接的蛋白质无特殊要求,完成输入后不被切
除。 核输出信号(NES):引导RNP输出细胞核,受体为
exportin Ran蛋白,一类G蛋白,调节货物复合体的解体或形成 RNA及核糖体亚单位的出核转运机制
第十章细胞核与染色体
第十章细胞核与染色体
第二节 染色质
一、染色质的概念及化学组成 1879年,W. Flemming提出Chromatin 染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互
形状: 多呈球形或卵圆形 体积: 约占细胞总体积的10% 结构:①核被膜、②核仁、③核基质、④染色质、
⑤核骨架 功能:①遗传、②发育
第十章细胞核与染色体
第一节 核被膜与核孔复合体
一、核被膜 构成:①内核膜 ②外核膜 ③ 核周隙 外核膜:内质网的一部分,胞质面附有核糖体。 核周隙:宽20-40nm,与内质网腔相通 内核膜:光滑,与核纤层连接,含核纤层蛋白B受
体 作用:天然选择性屏障;介导物质交换和信息交
细胞核和染色体
第三节 染色体
染色体 (Chromosome) 姊妹染色单体 (Sister chromatid) 根据着丝粒在染色体上的位置: 中着丝粒染色体 (Metacentric chromosome) 近中着丝粒染色体 (Submetacentric chromosome) 近端着丝粒染色体 (Arocentric chromosome) 端着丝粒染色体 (Telocentric chromosome)
01
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,02
染色体的三种基本序列
对人类到底有多少条染色体这样的问题一直争论到1956年才得以确认,主要归功于50年代以后逐步发展起来的低渗处理,压片技术以及秋水仙处理和细胞培养技术。二十世纪六十年代末至七十年代发展起来的各种染色体分带技术,使染色体的研究进入了一个黄金时代。为人类遗传病的鉴定,物种的亲缘关系与进化研究、遗传育种等方面提供了重要的依据。
对着丝粒蛋白主要是使用ACA来研究的。ACA是从CREST 综合症病人血清中分离出来的抗着丝粒蛋白的抗体(anticentromere antibodies)。用ACAs发现鉴定出来的CENP主要有6种,即:CENP-A至F,它们都能与一个17bp的DNA模式特异结合,与细胞的分裂及调控密切相关,进化上非常保守。
6、端粒(telomere)
荧光原位杂交显示端粒和端粒序列
为确保染色体的复制和稳定遗传,染色体具有3个基本元素,即:自主复制序列(autonomously replicating DNA sequence, ARS)、着丝粒序列(centromere DNA sequence,CEN) 和端粒序列(telomere DNA sequence,TEL) 。
《细胞生物学》100 细胞核与染色体
着丝粒3 个结构域
第十章 细胞核与染色体
第四节 染色体
四 着丝粒结构
Kinetochore
第十章 细胞核与染色体
第四பைடு நூலகம் 染色体
四 着丝粒结构
着丝粒3个结构域
动粒结构域 kinetochore domain
中央结构域 central domain 配对结构域 paring dornain
位于着丝粒的表面,包括三层 板状结构和围绕外层的纤维冠 fibrous corona。 位于着丝粒结构域的下方。其 中含有高度重复的卫星DNA。
第三节 染色质 三 异染色质和常染色质
兼性异染色质中了解最多的是雌性哺乳类动物的 X染 色体。两个 X染色体中的一个染色体常表现为异染色 质,称巴氏小体(Barr body)。 人的胚胎发育到16天以后, 出现巴氏小体。
Barr body
第十章 细胞核与染色体
第四节 染色体
第四节 染色体
第十章 细胞核与染色体
第三节 染色质
第三节
染色质 chromatin
1879年,W. Flemming 提出了染色质chromatin术语, 用以描述染色后细胞核中强烈着色的细丝状物质。
第十章 细胞核与染色体
第三节 染色质
一 染色质的化学组成
1 概念、组成
染色质是间期细胞核内由 DNA 、 组蛋白 、 非组蛋白 及少量 RNA 组成的线性复合结构。
A-DNA
B-DNA
Z-DNA
第十章 细胞核与染色体
第三节 染色质
一 染色质化学组成
第十章 细胞核与染色体
第三节 染色质
一 染色质化学组成
讨论2 组蛋白和非组蛋白在细胞内各带什么电荷?
第十章_细胞核与染色体
ACA是从CREST 综合症病人血清中分离出来的抗着丝粒蛋白的抗 体(anticentromere antibodies).
Centromeric proteins
Proteins associated with the centromere have been identified using antibodies from scleroderma patients
一、染色质的化学组成
组成:DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA 比例:1:1:(1-1.5):0.05。
(一)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种构像:①B-DNA、②Z-DNA、③A-DNA。 3种基本元素:
①自主复制序列(ARS),是DNA复制的起点。 ②着丝粒序列(CEN) ,含α卫星DNA。 ③端粒序列(TEL)。 酵母人工染色体(YAC ):含上述3种成分,用于转基因。
(二)染色体的数目
性细胞染色体为单倍体(haploid),用n表示; 体细胞为2倍体(diploid)以2n表示,还有一些物种的染色体成
倍增加成为4n、6n、8n等,称为多倍体。 染色体的数目因物种而异,如人类2n=46,黑猩猩2n=48,果蝇
2n=8,家蚕2n=56,小麦2n=42,水稻2n=24,洋葱2n=16.
一般哺乳动物细胞平均有3000个核孔。 细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多,反之较少。 在电镜下观察,核孔是呈圆形或八角形,现在一般认为
其结构如fish-trap。
The Nuclear Pore
细胞核和染色体
Chromosome Numbers
Is there a correlation between chromosome number and complexity of the organism?
Chromosome 染色体
一.Morphology of the metaphase chromosome中期染色体的形态结构
中心结构 域
1. Kinetochore domain:位于着丝粒表面 ① 外板(outer plate) ② 内板(inner plate) ③ 中间区(interzone) ④ 纤维冠(fibrous corona)
2. Central domain:高度Байду номын сангаас复的α卫星DNA 3. Pairing domain: a point of attachment
第十章 细胞核与染色体
chapter 10 Nucleus and Chromosome
第二部分
主讲人:高志芹
Main contents
Section 1 nuclear envelope and nuclear pore complex
Section 2 chromatin Section 3 chromatin structure and gene
They are in their most condensed form during metaphase (中期)when the sister chromatids(姐妹 染色单体) are attached.
Metaphase chromosome:
The two replicated daughter DNAs are encased in chromosomal proteins forming sister chromatids, which are held together at their centromere.
细胞生物学第十章 细胞核与染色体
细胞质: 蛋白质合成(翻译) 基因表达调控
特点:
1、形状:多样,与细胞形态相适应 2、数量:通常只有一个核 3、位臵:常居中 4、大小:(动)5~10μm; (植)5~20μm) 5、核质比约1:9 核质比:细胞核与细胞质的体积比。
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
小鼠肾上皮细胞NPC
两栖类卵母细胞NPC
细胞质纤维 环带亚单位
腔内亚单位 柱状亚单位 环亚单位 核纤维 核篮
脊椎动物NPC模型
栓
核孔复合物的结构模型
核孔复合体成分
• 由蛋白质构成,分子质量约为1.25×108含有30余种 不同的多肽,共1 000多个蛋白质分子。 • 核孔蛋白(nucleoporin,Nup) 结构性跨膜蛋白,gp210 刀豆球蛋白ConA 功能性核孔复合体蛋白,p62 麦胚凝集素WGA
荧光原位杂交显示的着丝粒卫星DNA
2、次缢痕(secondary constriction)
• 染色体上主缢痕以外的浅染缢缩部位。 • 位臵、大小相对恒定,可作为鉴别特定 染色体的一个标志。
3、核仁组织区(nuclear organizer region,NOR)
• 位臵:有随体染色体的次缢痕部位。 • 含有编码核糖体5.8s、18s和28s的 rRNA基因(rDNA)。 • 功能:在间期缔合核仁。
核被膜
核孔复合体
核纤层
凝聚染色质
核仁
间期细胞核结构
N:常染色质,n:核仁,标注:异染色质
第一节:核被膜与核孔复合体 Nuclear envelope and nuclear pore complex
核被膜
核被膜(nuclear envelope)位于细胞核的最 外层,是细胞核与细胞质之间的界限。
第十章:细胞核与染色体
a螺旋-转角-a螺旋模式
锌指模式
序列特异性DNA结合蛋白的不同结构模式
亮氨酸拉链模式
螺旋-环-螺旋模式
染色质
HMG框结构模式
铺展染色质的电镜观察到解聚的染色质呈现 10nm串珠状结构
染色质:是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非 组蛋白及少量rna组成的线性复合结构,是间期
细胞遗传物质存在的形式
主要实验依据
兼性异染色质
在某些细胞类型或一定的发育阶段,原来的常染 色质凝缩。
细胞核与染色体
染色质结构与基因活化
活性染色质具有DNase1超敏感位点
活性染色质:具有转录活性的染色质 非活性染色质:不具有转录活性的染色质
活性染色质与非活性染色质
活性染色质在生化上具有特殊性
1.活性染色质很少有组蛋白h1与其结合
细胞核
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中心
细胞核主要由核被膜,核纤层,染色质,核仁及 核体组成。细胞核是遗传信息的储存场所,在这 里进行基因复制,转录和转录初产物的加工过 程,从而控制着细胞的遗传与代谢活动。
结构组成
核被膜由内外两层平行但并不连续的单位膜构 成。面向核质的一层膜被称作内核膜,二面向细 胞质的另一层膜称为外核膜。两层膜之间有2040nm的透明空隙称为核周间隙或核周池。
2.活性染色质的组蛋白乙酰化程度高
3.活性染色质的核小体组蛋白h2b与非活性染色 质相比,很少被磷酸化
4.核小体组蛋白h2a在许多物种中很少有变异
5.组蛋白h3的变种h3.3只在活跃转录的染色质中 出现
6.Hmg14和hmg17只存在于活性染色质中
活性染色质在组蛋白修饰上的特异性
乙酰化一般是活性染色质的标志,甲基化和磷酸 化在活性染色质与非活性染色质中都存在
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江西师范大学生命科学学院2015-2016学年二学期
课程考试试卷答案(A卷)
课程名称:细胞生物学考试时间:120分钟年级:xxx级
专业:xxx
题目部分,(卷面共有30题,100分,各大题标有题量和总分)
一、名词解释(12小题,共48分)
1、隔离子
答案:防止处于阻遏状态与活化状态的染色质结构域之间结构特点向两侧扩展的染色质DNA序列。
2、左旋DNA
答案:1979年,美国麻省理工学院的Rich首先发现左旋DNA。
左手螺旋是指5'端→3'端链前进的方向对着自己,链旋转的方向是顺时针,左旋DNA的整个糖-磷酸骨架呈“Z”字形曲折,在天然DNA中,某些富GC区往往呈左旋。
这种DNA的生物学意义在于与基因调控有关,另外与细胞癌变有关。
3、核(纤)层蛋白
答案:组成脊椎动物核纤层的非膜蛋白质。
核层蛋白是属于中等纤维的多肽。
根据其在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳上所出现的3条特征性的带,将构成核层的蛋白分为核层蛋白A、B、C,分子质量在60 000~70 000 Da左右,这3种蛋白构成一个纤维网络,既与核内膜上特定的蛋白质结合,又与染色质特定部位相连系。
4、核型模式图
答案:将一个染色体组的全部染色体逐个按其特征绘制下来,再按长短、形态等特征排列起来的图像称为核型模式图,它代表一个物种的核型模式。
5、A-型DNA
答案:相对湿度为75%时的DNA钠盐纤维,右手双股螺旋,每圈螺旋11个碱基对,螺距3.2 nm,螺旋扭角为33 ,每个碱基对的螺旋上升值为0.29 nm,碱基倾角13 ,碱基平面
不与螺旋轴垂直。
6、微卫星DNA
答案:重复单位序列最短,具高度多态性,在遗传上高度保守,为重要的遗传标志。
人类基因组中有30000个不同的微卫星位点。
7、单一DNA序列
答案:其顺序在基因组中只有一次或少数几个拷贝,多是结构基因顺序,能转录mRNA,是最终合成蛋白质的密码。
只占5%左右。
8、卫星DNA
答案:在等密度CsCl梯度离心时,在DNA主沉降带以外的DNA小沉降带,是一部分碱基组成特殊(G-C碱基对高,有较高的浮力密度,处在主沉降带的下面)而又高度重复的DNA。
重复单位长5~100 bp,主要分布在着丝粒区。
9、非组蛋白
答案:非组蛋白指细胞核中组蛋白外的所有蛋白质,其种类繁多,在HeLa细胞中就有450多种,这类蛋白从酸性到微碱性(等电点pH4~9)都有,含较多的酸性氨基酸如谷氨酸和天冬氨酸,故非组蛋白是酸性蛋白质,分子质量约为10~20 kDa。
非组蛋白的含量变动较大,有种和组织的特异性。
10、超螺线体(管)
答案:又称超粗纤维,染色体的三级结构,是染色质在有丝分裂前期的存在形式。
Bak(1977)
)的圆筒状结观察到由30 nm的螺线体再进一步螺旋化,便形成一条直径为400 nm(0.4m
构,该结构即为超螺线体。
11、小分子核仁核糖核蛋白
答案:在rRNA成熟过程中,作为引导RNA参与RNA编辑加工过程的一类小分子RNA,通常以RNP形式存在。
12、反义RNA
答案:基因转录时,无意义链转录出的RNA。
反义RNA的核苷酸顺序与有意义链转录的mRNA互补,二者互补结合可以知mRNA的翻译。
二、是非判断(1小题,共1分)
1、T带是C带的反带,显示染色体的末端区。
答案:错
三、填空(5小题,共5分)
1、间期核内除染色质与核仁结构外的许多形态上不同的亚核结构域统称为________,如螺旋体和早幼粒细胞白血病蛋白体等。
答案:核体
2、DNA二级结构的三种构型分别是________、________、________。
答案:B型DNA;A型DNA;Z型DNA
3、核孔复合体是特殊的跨膜运输蛋白复合体,在经过核孔复合体的主动运输中,核孔复合体具有严格的________选择性。
答案:双向
4、核孔复合体是________的双向性亲水通道,通过核孔复合体的被动扩散方式有________、________两种形式;组蛋白等亲核蛋白、RNA分子、RNP颗粒等则通过核孔复合体的________进入核内。
答案:核质交换;自由扩散;协助扩散;主动运输
5、真核生物核糖体的大、小亚单位是在细胞中的________部位装配的。
答案:核仁
四、选择(6小题,共6分)
1、rRNA基因转录过程中表现出的形态特征是( )。
A、呈现“圣诞树”样结构
B、呈现串珠结构
C、出现级联放大结构
答案:A
2、真核细胞间期核中最显著的结构是( )。
A、染色体
B、染色质
C、核仁
D、核纤层
答案:C
3、每个核小体基本单位包括( )个碱基对。
A、100
B、200
C、300
D、400
答案:B
4、异染色质是( )。
A、高度凝集和转录活跃的
B、高度凝集和转录不活跃的
C、松散和转录活跃的
D、松散和转录不活跃的
答案:B
5、核糖体的生物发生是一个向量过程,正确的叙述是( )。
A、从核仁纤维组分开始rRNA的转录,再向颗粒组分延续,包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配等过程。
B、核糖体大小亚基的成熟只发生在转移到细胞质以后,从而阻止有功能的核糖体与核内加工不完全的hnRNA分子接近。
C、核糖体的发生采取受控的级联放大机制。
答案:A
6、细胞核被膜常常与胞质中的( )细胞器相连通。
A、光面内质网
B、高尔基体
C、粗面内质网
D、溶酶体
答案:C
五、简答(4小题,共24分)
1、简述核膜周期及其调控。
答案:核膜是厚约8~10 nm的内外两层单位膜组成的分割细胞质和细胞核的一道屏障,是整个内膜系统的组成部分,在细胞周期的不同时期发生着周期性变化:在S期表现出表面积增大,在整个间期表现出内吞、外排、扩展、收缩等现象;在M期则表现出崩解、消失、重建等现象。
这就是核膜周期。
核被膜的去装配、重装配变化受细胞周期调控因子的调节,这种调节作用可能通过对核纤层蛋白、核孔复合体蛋白等进行磷酸化与去磷酸化修饰来实现。
2、多线染色体主要有什么特点?
答案:①体积巨大,这是由于核内有丝分裂中染色体多次复制而不分离;②多线性,每条多线染色体由500~4000条解旋的染色体合并在一起形成;③体细胞联会,同源染色体紧密配对,并合并成一个染色体;④横带纹,染色后呈现出明暗相间的带纹;⑤具有膨突和环,是基因活跃转录的区域。
3、简述核被膜的主要功能。
答案:核被膜有两方面的功能。
一方面核被膜构成了核、质之间的天然选择性屏障,将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,蛋白质翻译则局限在细胞质之中。
这样就避免了彼此相互干扰,使细胞的生命活动更加秩序井然。
同时核被膜还能保护核内的DNA分子免受由于细胞骨架运动所产生的机械力的损伤。
另一方面,核被膜并不是完全封闭的,核质之间有频繁的物质交换与信息交流,这主要是通过核被膜上的核孔复合体进行的。
4、细胞核由哪几部分构成?有什么功能?
答案:细胞核主要由核被膜、染色质、核仁及核骨架构成,也可分为核被膜,染色质,核仁,核基质及核纤层。
细胞核的主要功能有两个方面:遗传和发育。
前者表现为通过DNA或染色体的复制和细胞分裂,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。
六、论述(2小题,共16分)
1、核孔复合体的主动运输具有严格的双向选择性,这种选择性表现在哪些方面?
答案:核孔复合体(NPC)是核质物质交换的双向选择性亲水通道,通过主动运输方式完成各种亲核蛋白、RNP颗粒(核糖体大、小亚基等)主动运输。
其选择性表现在以下4方面:①对被运输物质在分子直径的大小有限制:核孔在主动运输中的功能直径为10~20 nm,有时甚至达26 nm,明显比被动运输的功能直径大。
自由扩散时核孔复合体的有效直径在9~10nm。
②在主动运输过程中,核孔的功能直径可受调节。
③核孔的主动运输是一个信号识别与载体介导的过程,需要消耗A TP,并表现出饱和动力学特征。
④核孔复合体对进出核物质的主动运输具有双向性,即包括核输入与核输出。
DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白等亲核蛋白被运进核内,mRNA分子、RNP颗粒、核糖体大小亚基被运到核外。
2、分析中期染色体的三种功能元件的结构特点及其作用。
答案:为确保染色体在细胞世代中的稳定性,起码应具备三个结构要素,称之为染色体DNA的关键序列:①自主复制的DNA序列(autonomously replicating DNA sequence, ARS):为DNA复制提供起始起点,保证染色体能自我复制;②着丝粒DNA序列(centromere DNA sequence, CEN):参与形成着丝粒,使两组子染色体平均分配到子细胞中去,对中期染色体的分离中起关键作用;③端粒DNA序列(telomere DNA sequence,TEL):保证染色体的独立性和稳定性。