细胞生物学第八章细胞核习题及答案

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、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。

核仁组织区(NOR)是同源染色体上的含有许多rRNA基因拷贝的特殊区域，在间期时
就是核仁中的FC（纤维中心）。

核仁染色体是指拥有核仁组织区的染色体（有些生物的NOR是位于次级缢痕处，如：人的13、14、15、21、22号染色体）
5.染色体的组蛋白和非组蛋白有何区别各有何作用
答：组蛋白是核小体的组成成分，所有真核细胞中都含有五种组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4，他们在进化上都是高度保守的，除了鸟类及鱼类的红细胞中H1被H5取代的两个特例之外，组蛋白几乎没有种属特异性。

相比之下非组蛋白则有很强的组织特异性，它们种类众多，结合在染色体上的特异性DNA上。

作用为：控制基因的转录和复制；
帮助DNA折叠；调控基因的表达；组成染色体骨架。

6．概述核小体的结构以及与超敏感位点、DNA复制及转录的关系。

答：核小体结构如下：
I：200bpDNA + 组蛋白八聚体颗粒+一分子H1＝核小体；
II：H2A、H2B、H3、H4各二分子构成扁粒状；
III：其中146bpDNA片段绕圈；
IV：H1锁住了DNA进出端遮盖了约20bp；
V：核小体之间的连接DNA长度约为60bp；
超敏感位点是在短时间、微量切割DNA时，活性染色质上易于被DNAaseI切割的一些特异位点。

其形成是因为该区域不受核小体的保护。

DNA的复制过程中核小体不会从染色质丝上解聚下来，新的核小体会由新的组蛋白在合成好一条子链上装配形成。

7．核骨架和核纤层各有何作用
答：核骨架又称核基质，是由10多种非组蛋白和少量RNA组成的网络状结构，它的功能有：（1）维持细胞核的形态
（2）为DNA、染色质在核中的空间排列提供支附作用
（3）与DNA复制、转录以及核内大分子物质加工、运输等功能有关
核骨架的最外侧与核纤层相连，核纤层再与核内膜相连，推测它与物质运输进出核有关。

8．四级结构螺旋模型是如何解释染色体的空间构型的
答：四级螺旋模型。

一级结构二级结构三级结构四级结构组蛋白八聚体 H1螺旋螺旋折叠
DNA－－－→核小体－－－→螺线管－－－→超螺线管－－－→染色体单体
压缩为1/7（10nm纤维）压缩为1/6 压缩为1/40 压缩为1/5
上面写的H1螺旋意思是在组蛋白H1的帮助下螺旋化。

9．什么是染色体骨架它的发现有何意义
答：染色体骨架是指染色体中主要由非组蛋白形成的形状、长度都与染色体相似的网络状骨架。

它的发现为骨架—放射环模型提供了有力的理论依据，同时使四级螺旋模型和骨架—放射环模型在30nm螺线管形成三级结构的机制上达成共识——都是借助细胞骨架进行螺旋或形成“微带”结构。

10．简述着丝粒和动粒的结构与功能。

答：着丝粒的结构由3部分组成：动粒结构域（即着丝点）在细胞分裂中使染色体向两极移动；中央结构域：是着丝粒的主体结构，其中富含的卫星DNA具有物种专一性，可用于基因鉴定；配对结构域：是中期姐妹染色单体相互作用位点。

动粒也由3部分组成：外板、中间间隙、内板。

电镜下观察着丝点是由蛋白质构成的三层盘状结构，外板和内板的电子密度很深，而中层较浅，染色体上有环形的染色质纤维伸入内、中层，纺锤丝微管与外层相连接。

11．染色体半保留复制的原因是什么
答：首先DNA的复制方式是半保留的，然后在DNA的复制过程中核小体不会从染色质丝上解聚下来，新的核小体会由新的组蛋白在合成好一条子链上装配形成。

故一条子链上全是旧的核小体，另一条子链上全是新的核小体。

推测上述就是染色体半保留复制的原因。

12．酵母人工染色体YAC包含哪些结构要素各有何作用
答：其结构要素有若下三种：
（1）自主复制的DNA序列（富含AT碱基，DNA复制的起点）：能确保染色体的自主复制，保持细胞上下代遗传物质的一致性。

（2）着丝粒DNA序列：保证遗传物质在细胞分裂中的平均分配。

（3）端粒DNA序列：避免核酸酶对DNA末端序列的切除，与细胞衰老和凋亡相关。

13．为什么说两种巨大染色体是细胞遗传学研究的好材料
答：巨大染色体的特征是：同源染色体配对；永久性处于前期状态。

它上面的膨泡是基因活跃转录的形态标志，所以膨泡上可见明显的带纹，根据带纹可推测是基因正在转录。

所以它是研究基因表达的好材料。

14. 为什么凡是蛋白质合成旺盛得细胞中核仁都明显偏大
答：蛋白质的合成与核糖体有关，蛋白质合成旺盛则需要更多的核糖体，核糖体的合成也因此很旺盛。

而编码核糖体RNA的基因处于核仁区域，在核糖体的合成与装配过程中，小亚单位合成较快先从核中出来，大亚单位合成较慢，过多大亚基滞留在核仁的颗粒区域（GC）而使核仁明显偏大。