細胞核與染色體(同名115)課件典型的細胞核結構示意圖典型的細胞核結構示意圖主要內容

核被膜與核孔復合體染色質染色體核仁主要內容核被膜與核孔復合體第一節核被膜與核孔復合體1核被膜是雙層膜結構膜厚：7.5nm外核膜：來源于內質網，附有核糖體；核周隙：寬20-40nm，與ER腔相通；內核膜：表面光滑，內表面有核纖層以及特異蛋白；第一節核被膜與核孔復合體1核被膜是雙層膜結構核纖層：內核膜內表面的纖維網絡，支持核膜，并與染色質、核骨架相連；核孔：核的內外膜在在一些位點融合形成的環狀開口，直徑80-120nm。核纖層：內核膜內表面的纖維網絡，支持核膜，并與染色質、核骨架細胞核與染色體(同名115)課件2核孔復合體組成：至少由100多種蛋白質組成；數量：一般哺乳動物細胞約3000-4000個核孔；大小：120-150nm；結構模型

：捕魚籠式（fish-trap）；

Gp210位于孔膜區，功能包括：介導核孔復合體與核被膜連接；在介導核被膜融合形成復合體時起重要作用；在介導核質交換時起作用。

p62是一類功能性的核孔蛋白，可能直接參與核質交換。2核孔復合體Gp210位于孔膜區，功能包括：介導核3捕魚籠式核孔復合體組成胞質環：位于核孔邊緣的胞質面一側，從環上向胞質伸出8條呈對稱分布的短纖維，又稱外環；核質環：位于核孔邊緣的核質面一側，環上對稱地連有8條細長的纖維，又稱內環；輻：由核孔邊緣伸向中心，呈輻射狀八重對稱；柱狀亞單位腔內亞單位環帶亞單位中央栓：又稱中心顆粒，位于核孔的中心，呈顆粒狀或棒狀。3捕魚籠式核孔復合體組成

核孔復合物的結構模型

核孔復合物的結構模型4核孔復合體的功能—核質間的物質轉運小分子的轉運—被動擴散大分子的轉運—主動運輸4核孔復合體的功能—核質間的物質轉運

小分子的轉運—被動擴散核孔有效直徑9-10nm左右，擴散速度與分子量成反比。小于5×103的可自由進入，大于60×103的不能進入。小分子的轉運—被動擴散金顆粒標記的核蛋白穿越核孔金顆粒標記的核蛋白穿越核孔

大分子的轉運—主動運輸主動運輸的選擇性：

(1)對顆粒大小的限制，一般可達10-20nm，核孔復合體的有效直徑是可以調節的；

(2)主動運輸是信號識別和載體介導的過程，需要ATP；

(3)具有雙向性。

大分子的轉運—主動運輸核定位信號（NLS）：引導蛋白進入細胞核，4-8個氨基酸組成；協助蛋白質：如importin，Ran

。

核定位信號（NLS）：親核蛋白質從細胞質向細胞核轉運過程示意圖親核蛋白質從細胞質向細胞核轉運過程示意圖爪蟾卵母細胞核質蛋白注射試驗爪蟾卵母細胞核質蛋白注射試驗主要內容

核被膜與核孔復合體染色質與染色體核仁主要內容核被膜與核孔復合體第二節染色質與染色體1概念

染色質：是指間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構，是間期細胞遺傳物質存在的形式。染色體：是細胞在有絲分裂時遺傳物質存在的特殊形式，是間期細胞染色質結構緊密包裝的結果。第二節染色質與染色體1概念2染色質的化學組成組成：DNA、組蛋白、非組蛋白、少量RNA。比例：1:1:(1-1.5):0.1染色質DNA

以DNA序列重復的頻率分為三類：

單一序列

中度重復序列

高度重復序列2染色質的化學組成3染色質蛋白質—組蛋白和非組蛋白組蛋白

概念：構成真核生物染色體的基本結構蛋白，富含帶正電荷的賴氨酸和精氨酸。

五種：H1，H2A，H2B，H3，H4；

帶正電荷，堿性蛋白；

非特異性地與DNA結合。3染色質蛋白質—組蛋白和非組蛋白

非組蛋白

概念：染色體上與特異DNA序列相結合的蛋白質。

帶負電荷，酸性蛋白；

有種屬和組織特異性；

整個細胞周期都合成，組蛋白只在S期合成；非組蛋白4染色質的基本結構單位—核小體

組成

一個組蛋白八聚體:4個二聚體，H2A，H2B，H3，H4

一個H11.75圈DNA超螺旋鏈，約146個bp

處理前后的染色質絲電鏡照片4染色質的基本結構單位—核小體處理前后的染色質絲電鏡照片5染色質包裝的結構模式染色質包裝的多級螺旋模型

一級結構：核小體

二級結構：螺線管

三級結構：超螺線管

四級結構：染色單體5染色質包裝的結構模式一級結構：核小體組成：DNA1.75圈約146個bp

組蛋白八聚體一個一級結構：核小體組成：DNA1.75圈二級結構：螺線管以直徑30nm染色質纖維的形式存在在Ｈ1參與下形成每周含６個核小體核小體壓縮6倍二級結構：螺線管以直徑30nm染色質纖維的形式存在

核小體和螺線管的結構

核小體和螺線管的結構細胞核與染色體(同名115)課件三級結構：超螺線管直徑400nm圓筒狀結構壓縮40倍三級結構：超螺線管直徑400nm四級結構：染色單體超螺線管再一次折疊螺旋化2-10um壓縮5倍四級結構：染色單體超螺線管再一次折疊細胞核與染色體(同名115)課件螺旋模型一級結構7～10×二級結構—

螺線管6×三級結構—

超螺線管40×四級結構

—

染色單體5×螺旋模型1號染色體中的DNA包裝倍數

1號染色體中的DNA包裝倍數細胞核與染色體(同名115)課件6常染色質和異染色質常染色質：間期核內染色質纖維折疊壓縮程度低，處于伸展狀態，用堿性染料著色淺的染色質。異染色質：間期核中，染色質纖維折疊壓縮程度高，處于聚縮狀態，用堿性染料染色時著色深的染色質。

結構異染色質

兼性異染色質6常染色質和異染色質結構異染色質

整個細胞周期中處于凝集狀態的染色質。多位于著絲粒、端粒和染色體臂的凹陷部位，合成于S期。兼性異染色質在一定細胞類型、一定發育階段，原來的常染色質聚縮，凝集成異染色質狀態。

——

X染色體失活結構異染色質深染區：異染色質，淺染區：常染色質深染區：異染色質，淺染區：常染色質常染色質與異染色質比較

常染色質與異染色質比較7染色體的結構著絲粒次縊痕核仁組織區隨體端粒

7染色體的結構著絲粒區著絲粒（centromere）:連接兩個姐妹染色單體，主縊痕的中心部位，為中期染色體的主要功能結構域，是高度重復的異染色質結構。動粒（kinetochore）:位于主縊痕處兩條染色單體的外側表層部位，由蛋白質組成，是紡錘絲微管的聚合中心之一。

著絲粒區染色體分類：根據著絲粒在染色體上的位置

中著絲粒染色體

近中著絲粒染色體

近端著絲粒染色體

端著絲粒染色體染色體分類：根據著絲粒在染色體上的位置

中著絲粒細胞核與染色體(同名115)課件

次縊痕染色體上主縊痕以外的縊縮狹窄部位；數量，位置、大小相對恒定，可作為鑒別特定染色體的一個標志。

次縊痕細胞核與染色體(同名115)課件

核仁組織區

位置：位于染色體的次縊痕部位；含有編碼核糖體的rRNA基因；功能：在間期締合核仁。核仁組織區

隨體

位置：位于染色體末端的球形染色體節段是鑒別染色體的一個重要標志——

通過次縊痕與染色體主體部分相連隨體——通過次縊痕與染色體主體部分相連

端粒是染色體末端富含Ｇ的重復序列；作用：維持染色體的穩定性保證染色體DNA的完全復制參與染色體在核內的空間排布起細胞分裂計時器的作用端粒細胞核與染色體(同名115)課件8染色體的核型和帶型核型（karyotype）：染色體組在有絲分裂周期的表現，包括染色體的數目、大小和形態特征。帶型（band）：染色體經過一定的處理，其中的非組蛋白和DNA所呈現的特定帶紋。

Q、G、C、R、F帶等現帶法8染色體的核型和帶型染色體核型染色體核型A-TG帶G-CR帶A-TG-C正常男人顯帶核型模式圖正常男人顯帶核型模式圖人類G帶核型（顯示染色體上富含AT的序列）人類G帶核型（顯示染色體上富含AT的序列）人類Q帶核型（Q帶與G帶相似）人類Q帶核型（Q帶與G帶相似）C顯帶核型圖

C顯帶核型圖是真核細胞間期核中最明顯的結構，光鏡下為均質、無包膜的球形小體；核仁的數目、大小和形狀隨生物的種類、細胞的類型和細胞代謝狀態的不同而變化；第三節核仁是真核細胞間期核中最明顯的結構，光鏡下為均質、無包膜的球形小1核仁的超微結構

纖維中心致密纖維組分顆粒組分1核仁的超微結構細胞核仁的電鏡圖細胞核仁的電鏡圖纖維中心

是致密纖維包圍的低電子密度的圓形結構，主要成分為RNA聚合酶和rDNA；致密纖維組分

核仁內電子密度最高的區域，位于淺染區的周圍；

所含主要成分為正在轉錄的rRNA，此外還有一些RNA結合蛋白；顆粒組分

由直徑15-20nm的顆粒構成，是不同加工階段的核糖核蛋白體。纖維中心2核仁的功能

rRNA前體的合成、加工核糖體亞單位的裝配

2核仁的功能rRNA前體的合成及加工

rDNA的初級產物為rRNA前體

—

哺乳類45S，果蠅38S

45SrRNA32SrRNA20SrRNA28SrRNA5.8SrRNA18SrRNA5SrRNArRNA前體的合成及加工45SrRNA32SrRNA28rRNA的加工rRNA的加工核糖體亞單位的裝配

核糖體組成：蛋白質+rRNA

rRNA前體結合蛋白質—核糖核蛋白體顆粒；

核糖核蛋白體—大亞基和小亞基；

5SrRNA合成后轉運至核仁參與核糖核蛋白體大亞基的組裝；

大亞基和小亞基由細胞核轉運至細胞質中。核糖體亞單位的裝配 核糖體的組裝核5SrRNA定位在常染色體，合成后被轉運至核仁區參與大亞基的裝配

5SrRNA定位在常染色體，合成后被轉運至核仁區3核仁周期核仁隨細胞周期的進行而呈現周期性變化（形成和消失）。分裂間期：NOR上的rDNA快速進行rRNA轉錄，在其周圍裝配核糖體亞單位，形成典型的核仁結構；分裂前期：NOR上的rDNA停止rRNA的轉錄，其周圍的核糖體亞單位散去，核仁消失；分裂末期，染色體解旋，rRNA重新轉錄，核仁重現。3核仁周期細胞核與染色體(同名115)課件典型的細胞核結構示意圖典型的細胞核結構示意圖主要內容

核被膜與核孔復合體染色質染色體核仁主要內容核被膜與核孔復合體第一節核被膜與核孔復合體1核被膜是雙層膜結構膜厚：7.5nm外核膜：來源于內質網，附有核糖體；核周隙：寬20-40nm，與ER腔相通；內核膜：表面光滑，內表面有核纖層以及特異蛋白；第一節核被膜與核孔復合體1核被膜是雙層膜結構核纖層：內核膜內表面的纖維網絡，支持核膜，并與染色質、核骨架相連；核孔：核的內外膜在在一些位點融合形成的環狀開口，直徑80-120nm。核纖層：內核膜內表面的纖維網絡，支持核膜，并與染色質、核骨架細胞核與染色體(同名115)課件2核孔復合體組成：至少由100多種蛋白質組成；數量：一般哺乳動物細胞約3000-4000個核孔；大小：120-150nm；結構模型

：捕魚籠式（fish-trap）；

Gp210位于孔膜區，功能包括：介導核孔復合體與核被膜連接；在介導核被膜融合形成復合體時起重要作用；在介導核質交換時起作用。

p62是一類功能性的核孔蛋白，可能直接參與核質交換。2核孔復合體Gp210位于孔膜區，功能包括：介導核3捕魚籠式核孔復合體組成胞質環：位于核孔邊緣的胞質面一側，從環上向胞質伸出8條呈對稱分布的短纖維，又稱外環；核質環：位于核孔邊緣的核質面一側，環上對稱地連有8條細長的纖維，又稱內環；輻：由核孔邊緣伸向中心，呈輻射狀八重對稱；柱狀亞單位腔內亞單位環帶亞單位中央栓：又稱中心顆粒，位于核孔的中心，呈顆粒狀或棒狀。3捕魚籠式核孔復合體組成

核孔復合物的結構模型

核孔復合物的結構模型4核孔復合體的功能—核質間的物質轉運小分子的轉運—被動擴散大分子的轉運—主動運輸4核孔復合體的功能—核質間的物質轉運

小分子的轉運—被動擴散核孔有效直徑9-10nm左右，擴散速度與分子量成反比。小于5×103的可自由進入，大于60×103的不能進入。小分子的轉運—被動擴散金顆粒標記的核蛋白穿越核孔金顆粒標記的核蛋白穿越核孔

大分子的轉運—主動運輸主動運輸的選擇性：

(1)對顆粒大小的限制，一般可達10-20nm，核孔復合體的有效直徑是可以調節的；

(2)主動運輸是信號識別和載體介導的過程，需要ATP；

(3)具有雙向性。

大分子的轉運—主動運輸核定位信號（NLS）：引導蛋白進入細胞核，4-8個氨基酸組成；協助蛋白質：如importin，Ran

。

核定位信號（NLS）：親核蛋白質從細胞質向細胞核轉運過程示意圖親核蛋白質從細胞質向細胞核轉運過程示意圖爪蟾卵母細胞核質蛋白注射試驗爪蟾卵母細胞核質蛋白注射試驗主要內容

核被膜與核孔復合體染色質與染色體核仁主要內容核被膜與核孔復合體第二節染色質與染色體1概念

染色質：是指間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構，是間期細胞遺傳物質存在的形式。染色體：是細胞在有絲分裂時遺傳物質存在的特殊形式，是間期細胞染色質結構緊密包裝的結果。第二節染色質與染色體1概念2染色質的化學組成組成：DNA、組蛋白、非組蛋白、少量RNA。比例：1:1:(1-1.5):0.1染色質DNA

以DNA序列重復的頻率分為三類：

單一序列

中度重復序列

高度重復序列2染色質的化學組成3染色質蛋白質—組蛋白和非組蛋白組蛋白

概念：構成真核生物染色體的基本結構蛋白，富含帶正電荷的賴氨酸和精氨酸。

五種：H1，H2A，H2B，H3，H4；

帶正電荷，堿性蛋白；

非特異性地與DNA結合。3染色質蛋白質—組蛋白和非組蛋白

非組蛋白

概念：染色體上與特異DNA序列相結合的蛋白質。

帶負電荷，酸性蛋白；

有種屬和組織特異性；

整個細胞周期都合成，組蛋白只在S期合成；非組蛋白4染色質的基本結構單位—核小體

組成

一個組蛋白八聚體:4個二聚體，H2A，H2B，H3，H4

一個H11.75圈DNA超螺旋鏈，約146個bp

處理前后的染色質絲電鏡照片4染色質的基本結構單位—核小體處理前后的染色質絲電鏡照片5染色質包裝的結構模式染色質包裝的多級螺旋模型

一級結構：核小體

二級結構：螺線管

三級結構：超螺線管

四級結構：染色單體5染色質包裝的結構模式一級結構：核小體組成：DNA1.75圈約146個bp

組蛋白八聚體一個一級結構：核小體組成：DNA1.75圈二級結構：螺線管以直徑30nm染色質纖維的形式存在在Ｈ1參與下形成每周含６個核小體核小體壓縮6倍二級結構：螺線管以直徑30nm染色質纖維的形式存在

核小體和螺線管的結構

核小體和螺線管的結構細胞核與染色體(同名115)課件三級結構：超螺線管直徑400nm圓筒狀結構壓縮40倍三級結構：超螺線管直徑400nm四級結構：染色單體超螺線管再一次折疊螺旋化2-10um壓縮5倍四級結構：染色單體超螺線管再一次折疊細胞核與染色體(同名115)課件螺旋模型一級結構7～10×二級結構—

螺線管6×三級結構—

超螺線管40×四級結構

—

染色單體5×螺旋模型1號染色體中的DNA包裝倍數

1號染色體中的DNA包裝倍數細胞核與染色體(同名115)課件6常染色質和異染色質常染色質：間期核內染色質纖維折疊壓縮程度低，處于伸展狀態，用堿性染料著色淺的染色質。異染色質：間期核中，染色質纖維折疊壓縮程度高，處于聚縮狀態，用堿性染料染色時著色深的染色質。

結構異染色質

兼性異染色質6常染色質和異染色質結構異染色質

整個細胞周期中處于凝集狀態的染色質。多位于著絲粒、端粒和染色體臂的凹陷部位，合成于S期。兼性異染色質在一定細胞類型、一定發育階段，原來的常染色質聚縮，凝集成異染色質狀態。

——

X染色體失活結構異染色質深染區：異染色質，淺染區：常染色質深染區：異染色質，淺染區：常染色質常染色質與異染色質比較

常染色質與異染色質比較7染色體的結構著絲粒次縊痕核仁組織區隨體端粒

7染色體的結構著絲粒區著絲粒（centromere）:連接兩個姐妹染色單體，主縊痕的中心部位，為中期染色體的主要功能結構域，是高度重復的異染色質結構。動粒（kinetochore）:位于主縊痕處兩條染色單體的外側表層部位，由蛋白質組成，是紡錘絲微管的聚合中心之一。

著絲粒區染色體分類：根據著絲粒在染色體上的位置

中著絲粒染色體

近中著絲粒染色體

近端著絲粒染色體

端著絲粒染色體染色體分類：根據著絲粒在染色體上的位置

中著絲粒細胞核與染色體(同名115)課件

次縊痕染色體上主縊痕以外的縊縮狹窄部位；數量，位置、大小相對恒定，可作為鑒別特定染色體的一個標志。

次縊痕細胞核與染色體(同名115)課件

核仁組織區

位置：位于染色體的次縊痕部位；含有編碼核糖體的rRNA基因；功能：在間期締合核仁。核仁組織區

隨體

位置：位于染色體末端的球形染色體節段是鑒別染色體的一個重要標志——

通過次縊痕與染色體主體部分相連隨體——通過次縊痕與染色體主體部分相連

端粒是染色體末端富含Ｇ的重復序列；作用：維持染色體的穩定性保證染色體DNA的完全復制參與染色體在核內的空間排布起細胞分裂計時器的作用端粒細胞核與染色體(同名115)課件8染色體的核型和帶型核型（karyotype）：染色體組在有絲分裂周期的表現，包括染色體的數目、大小和形態特征。帶型（band）：染色體經過一定的處理，其中的非組蛋白和DNA所呈現的特定帶紋。

Q、G、C、R、F帶等現帶法8染色體的核型和帶型染色體核型染色體核型A-TG帶G-CR帶A-TG-C正常男人顯帶核型模式圖正常男人顯帶核型模式圖人類G帶核型（顯示染色體上富含AT的序列）人類G帶核型（顯示染色體上富含AT的序列）人類Q帶核型（Q帶與G帶相似）人類Q帶核型（Q帶與G帶相似）C顯帶核型圖

C顯帶核型圖是真核細胞間期核中最明顯的結構，光鏡下為