2018年第十章细胞核与染色体-文档资料.ppt
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1、第一节 核被膜与核孔复合体 第二节 染色质 第三节 染色体 第四节 核仁 第五节 染色质结构和基因转录 第六节 核基质与核体,数目:通常一个,成熟的筛管和红细胞(0)、肝细胞、心肌细胞(1-2)、破骨细胞(650)、骨骼肌细胞(数百) 形状: 多呈球形或卵圆形 体积: 约占细胞总体积的10% 结构:核被膜、核仁、核基质、染色质、核骨架 功能:遗传、发育,第一节 核被膜与核孔复合体,一、核被膜 构成:内核膜 外核膜 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2040nm,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
2、流,核纤层:位于内核膜的内表面的纤维网络,可支持核膜,并与染色质及核骨架相连 核孔复合体 核被膜在细胞周期中的崩解与装配:新核膜来自旧核膜,可能有一种直径200nm左右的单层小膜泡直接参与了核膜的形成,二、核孔复合体 核孔由至少50种不同的蛋白质构成,称为核孔复合体(NPC) 一般哺乳动物细胞平均有约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 高度保守、如gp210和p62 功能:核质交换的双向选择性亲水通道 双向性:介导蛋白质的入核转运及RNA、RNP的出核转运 双功能:被动扩散与主动运输,通过
3、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转变的形态结构
4、 组成:DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA 比例:1:1:0.6:0.1,(一)DNA,3种序列:单一序列;中度重复序列(1015);高度重复序列(105)。 3种构像:B-DNA、Z-DNA、A-DNA,(二)组蛋白,带正电荷,含Arg,Lys,属碱性蛋白,共5种,分为: 核心组蛋白:H2A、H2B、H3、H4 连接组蛋白:H1 结构:高度保守,尤其是H4。 H1是多样性,具有属和组织特异性,(三)非组蛋白,序列特异性DNA结合蛋白。 特性: 1. 具多样性和异质性 2. 能识别特异的DNA序列,识别与结合籍氢键和离子键 3. 多功能性:帮助DNA折叠;协助DNA复制;调节基因表达,序列特
5、异性DNA结合蛋白的不同结构模型,二、染色质的基本结构单位核小体 核小体:一种串珠状结构,由核心颗粒和连结线DNA两部分组成,通过酶消化实验建立。 每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心和一个H1; 由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体,构成核心颗粒; DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面,每圈80bp,共1.75圈,约146bp,两端被H1锁合; 相邻核心颗粒之间为一段60bp的连接线DNA。,三、染色质包装的结构模型,四、常染色质和异染色质 间期核中染色质可分为异染色质和常染色质 异染色质:间期染色质最浓缩的形式称之,它的转录是不活跃的 异染色质是在雌性哺乳动物
6、的间期X染色体上发现的。所有雌性哺乳动物每个细胞中两条X染色体中总有一条是永久性地失活 巴氏小体:雌性哺乳动物细胞中一条异固缩化的X染色体。 人的胚胎发育到16天以后, 出现巴氏小体。 常染色质:与异染色质相对,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,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,高度保守 作用: 1. 维持染色体的稳定性。 2. 起细胞分裂计时器的作用。端粒核苷酸复制
7、和基因DNA不同,每复制一次减少50100bp,其复制要靠具有反转录酶性质的端粒酶来完成,正常体细胞缺乏此酶,故随细胞分裂而变短,细胞随之衰老。,着丝粒和着丝点是两个不同的概念,前者指中期染色单体相互联系在一起的特殊部位,后者指主缢痕处两个染色单体外侧与纺锤体微管连接的部位。 着丝粒包含3个结构域 1、着丝点(动粒)结构域 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 2、中央结构域 位于着丝粒结构域的下方。其中含有高度重复的卫星DNA。 3、配对结构域 位于着丝粒结构的内层,中期两条染色单体在此处相互连结。,二、染色体DNA的三种功能元件 复制起始位点:大多数染色体含有许多起始位点,
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