第八章 细胞核文档资料.ppt
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1、细胞核,真核细胞内最大、最重要的细胞器细胞遗传与代谢的调控信息中心,第一节 核膜,一、核膜的化学组成1.蛋白质:部分与内质网相似,内核膜含有核纤层蛋白2.脂类:与内质网相似,第一节 核膜,二、核膜的结构与区域化作用1.双层但不连续的非对称性膜单位1)外核膜:与内质网相连,附着有核糖体颗粒及中间纤维,参与蛋白质合成及细胞核定位。2)内核膜:表面光滑,紧密附着核纤层3)核周间隙:内外核膜之间的腔隙,与内质网联通。4)核孔:内外核膜融合形成,由蛋白质构成复杂结构,负责核内外物质运输。数目与细胞代谢状态有关。,第一节 核膜,第一节 核膜,2.核膜将核质与胞质限定在各自区域并控制着核-质间的物质交换1)
2、核膜的区域化作用使转录和翻译在空间上分离DNA复制、RNA转录和加工在核内,蛋白质合成在胞质,避免相互干扰。2)核膜控制着细胞核与细胞质间的物质交换,第一节 核膜,三、核孔复合体与核-质间物质运输1.核孔复合体的捕鱼笼结构模型:(1)胞质环(cytoplasmic ring),外环(2)核质环(nuclear ring),内环(3)辐(spoke)(4)中央栓(central plug):transporter,第一节 核膜,第一节 核膜,八个方向的对称结构含有围绕中央通道的8根辐条状组合辐条连接到核与细胞质界面上的环NPC电镜照片:,第一节 核膜,NPC 经典研究手段:树脂包埋超薄切片,负染
3、色技术,冷冻蚀刻。,第一节 核膜,在扫描电子显微镜下用场散射透镜显示的Xenopus oocytes 的核被膜,第一节 核膜,2.核孔复合体介导细胞核与细胞质间的物质交换主动运输和被动运输介导双向物质转运,第一节 核膜,亲核蛋白依靠本身核定位序列与核转运受体蛋白结合形成复合体,从核孔依靠GTP水解产能进入细胞核,核转运受体被分离回到胞质重复使用。第一步:不需要能量,含有NLSs的蛋白质结合到核被膜上,但不通过核孔第二步:需能过程,要求GTP水解,第一节 核膜,第一节 核膜,Ran蛋白在核转运过程中的作用,A typical NLS contains several consecutive ba
4、sic amino acids(the positively charged AA:Lys,Arg),Normal pyruvate kinase:in cytosol,Chimeric pyruvate kinase containing SV40 NLS:in nucleus,第一节 核膜,四、核纤层的结构与功能1、核纤层是一层紧贴内核膜的纤维蛋白网核纤层蛋白ABC组成,属于中间纤维蛋白,在内核膜与染色体之间形成笼型网络2.功能:细胞核支架与核膜重建及染色体凝集密切相关参与细胞核构建与DNA复制,第一节 核膜,核纤层蛋白(Lamins),薄层网状结构的核纤层:,第二节 染色质与染色体,“染
5、色质”由Flemming(1882年)首次提出,是指间期细胞核内能被碱性染料着色的物质。,染色质和染色体是同一种物质在细胞周期不同阶段的表现形式。,第二节 染色质与染色体,一、染色质的组成成分(染色质与染色体)1.DNA(必须的三个功能序列)端粒:富含G的简单重复序列,维持DNA复制的完整性和稳定性着丝粒:姐妹染色单体的连接部位复制起始序列:多个,复制时同时激活,第二节 染色质与染色体,第二节 染色质与染色体,2.组蛋白:碱性蛋白质核小体组蛋白:H2A,H2B,H3,H4,高度保守,参与构成八聚体。H1,具有特异性,稳定核小体进出DNA序列。参与染色体折叠包装,保护DNA;通过氨基酸修饰调控基
6、因转录。3.非组蛋白:与DNA序列特异性结合,调控转录,第二节 染色质与染色体,二、常染色质与异染色质1.常染色质(1)概念:间期核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,用碱性染料染色时着色较浅的染色质(2)组成:单一序列和中度重复序列(3)DNA包装比约为1/20001/1000(4)并非所有基因都具有转录活性,常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充分条件,第二节 染色质与染色体,2.异染色质(1)概念:间期细胞核中,折叠压缩程度高,处于聚缩状态的染色质组分(2)类型组成型异染色质(constitutive)除复制期以外,整个细胞周期均处于聚缩状态,形成多个染色中心 兼性异染色质(fa
7、cultative)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,如哺乳类X染色体失活,第二节 染色质与染色体,The inactive X chromosome:an example of facultative heterochromatin,第二节 染色质与染色体,第二节 染色质与染色体,第二节 染色质与染色体,三、染色质组装为染色体1.核小体:DNA片段缠绕组蛋白八聚体形成的基本结构单位。,第二节 染色质与染色体,(1)核小体单位:200bp DNA,1个八聚体,1分子H1(2)组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构(3)146bp DNA盘绕八聚
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