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医学细胞生物学ppt


1、外核膜
与粗面内质网相连,表面有核糖体附着, 被认为是粗面内质网的特化区域。 胞质面附着有中间纤维和微管等细胞骨 架成分,与细胞核定位有关。
2、内核膜
核质面附着有致密的核纤层纤维网络结构
3、核周间隙
位于内外膜之间; 隙宽:20-40nm;充满液态物 质,为各种蛋白质和酶。此 间隙与内质网有临时通道, 可进行核—质物质交换。
●核仁内染色质 (常染质为主)
含rDNA,为核仁组织 者。
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核仁内染色质含rDNA
* rDNA载有多个rRNA基因。
* 多拷贝基因、串连排列,重复序列 * 转录 rRNA,核仁形成的关键。 * 称核仁组织区(NOR)
nucleolar organizer region ,
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核仁内染色质含rDNA
➢核质环(nuclear ring):位于核孔复 合体结构边缘核质面 一侧的孔环状结构,与 柱状亚单位相连,在 环上也对称分布8条纤 维伸向核内,纤维末 端形成一个由8个颗粒 组成的小环,构成捕鱼 笼似的结构 ,称“核 篮”。
➢胞质环(cytoplasmic ring):位于核孔复合体结构边缘胞质 面一侧的环状结构,与柱状亚单位相连,环上对称分布8条短纤 维,并伸向细胞质 。
H1:富含赖氨酸,21.5kD。 有种属和组织特异 性,保守性最小。位于核小体连接部,功能与染 色体构建有关。
H2A、H2B:含较多赖氨酸,较保守 H3、H4:含大量精氨酸,非常保守 ❖ 在细胞合成周期的“S期”与DNA同时合成
3、非组蛋白
染色质中除组蛋白以外所有蛋白质的统称。
特性: (1)酸性蛋白:含Asn(天冬)、Glu(谷)等,
带负电;数量少、种类多,有种属和组织特异性。 在整个细胞周期内合成。
(2)真核转录调控因子,与基因选择性表达有关 ;对DNA的结构域起组织作用。
组蛋白与非组蛋白的比较
组蛋白
非组蛋白
碱性蛋白质
酸性蛋白质(Asp,Glu)
带正电荷
带负电荷
有五种类型
种类繁多
(H1、 H3、H4、H2A、H2B)(有500多种)
袢环
染色体支架 (非组蛋白)
一条染色单体约有106个微带。
(染色体纵轴或支架)
(染色体纵轴或支架)
示染色质袢环
示染色质袢环
伸展的袢环
DNA 核小体 螺线管
浓缩袢环 染色体
三、核 仁(nucleolus)
核仁:真核细胞间期细胞核中最明显的结构, 光镜下为均匀、海绵状的球体。 数目:一般1~2个,有时多达3~5个。 位置与大小 :一般蛋白质合成旺盛和分裂增 殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁,常趋 向核的边缘。反之核仁很小或缺失。 核仁在分裂前期消失,分裂末期又重新出现。
比例:1:1:(11.5):0.05。
1、DNA
➢ 染色质中的DNA是遗传信息的载体。 ➢ 真核细胞每条未复制的染色体均由一条线性DNA分
子构成。 ➢ 一个真核细胞单倍染色体组中所含的全部遗传信息,
叫做基因组( genome )。 单一序列和重复序列
真核细胞中染色质DNA序列可分为单一序列和重 复序列两大类型,重复序列又分为中度重复序列和 高度重复序列。
进一步螺旋化形成的圆筒状结构 ;
➢ 四级结构——染色单体(chromatid):超螺线管进一
步螺旋折叠形成。
Cell Nucleus
3、螺线管的进一步包装
➢多级螺旋化模型
超螺旋管为染色质的三级结构,它是由 螺旋管进一步盘曲而形成。将螺旋管长度压 缩了40倍。
四级结构:染色单体, 超螺旋管进一步 折叠又被压缩了5倍。
第六章 细胞核
主讲人:
教学目的和要求
1.掌握核膜、核孔复合体的结构模型 2.掌握染色质与染色体的化学组成、构建过
程 3.掌握核仁的形态结构和功能,核纤层的功

核膜
间期细胞核 核 仁 染色质 核基质
一、核膜 在电镜下,核膜由内外层核膜、核周 隙、核孔复合体和核纤层等结构组成。
外核膜 核孔 核周间隙 内核膜
压缩7倍
压缩6倍
压缩40倍
压缩5倍
DNA
核小体
螺线管
超螺线管 染色单体
Cell Nucleus
染色质组装的多级螺旋化模型
(三)螺线管的进一步包装
2.染色体骨架-放射环模型(scaffold radial loop
structure model)
➢ 一级结构——核小体; ➢ 二级结构——螺线管(30nm染色质纤维)。
在S期合成
在整个周期中均能合成
抑制DNA的转录
促进DNA复制和转录
氨基酸序列保守
(二)常染色质与异染色质
常染色质
异染色质
间期染色质按其染色特性和形态特征分 两类:常染色质和异染色质。
常染色质enchromatin
(伸展染色质 、功能性染 色质):
无明显螺旋和盘曲、染色浅 、功能上活跃。多在S期的早 、中期复制。
白、非组蛋白及少量RNA等构成的细丝状复合结构。 形态不规则,弥散分布于细胞核内。
染色体(chromosome): 是细胞在有丝分裂或减数分裂过程中,染色质
复制后反复缠绕凝聚而成的条状或棒状结构。
染色质与染色体是遗传物质在细胞周期不同 阶段的不同存在形式。
(一)染色质和染色体的化学组成成分
由:DNA、组蛋白 、非组蛋白、少量 的RNA组成的无定 型复合物。
人体的一个细胞核中有23对染色体,每条染色体
的DNA双螺旋若伸展开,平均长为5cm,核内全部
DNA连结起来约1.7~2.0m。
nucleosomes (10 nm)
condensed form (30 nm)
(三)染色质组装成染色体
1、核小体是染色体的基 本结构单位
核小体:染色体组装 的一级结构
5、核纤层
核纤层广泛分布于高等真核细胞中,在细胞核中编织成纤 维网络状,衬于内层核膜下面, 在细胞核外与中间纤维相连 ,构成贯穿于细胞核与细胞质的网架结构体系,整体观呈球 形网络,切面观呈片层结构。
二、 染色质与染色体
染色质(chromatin): 是间期细胞遗传物质的存在形式,由DNA、组蛋
①单一序列(unique sequence ):结构基因,在基 因组中一般只有单一拷贝或少数几个拷贝。
②中度重复序列(middle repetitive sequence ): 多数不编码,少数有编码功能,如:组蛋白基因。 重复次数在101~105之间,序列长度由几百到几 千个碱基对(bp)不等。
核心部
、H2B、H3、H4)八 聚体
核 小 体
连接部
DNA分子:140160bp、1.75圈 组 蛋 白:H1
DNA分子:50—60bp
30nm和11nm染色质纤维
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2、核小体进一步螺旋形成螺线管
螺旋管是在组蛋白H1协助下,6个核小体缠绕一 圈形成的中空性管. 外30nm; 内10nm,组蛋白H1位 于螺旋管内侧。将串珠状小体长度压缩了约6倍;
核孔复合体“捕鱼笼式结构”
中央栓
胞质环 辐
核质环 核篮
核孔复合体“捕鱼笼式结构”
胞质环: 核质环 : 辐:包括柱状
亚单位(连 接胞质、核 质环)、 腔内亚单位 (核孔边缘 向核周质)、 环带亚单位 (向核孔中 心)。 中央颗粒(塞 子):
中央栓 胞质环 辐

柱状亚单位:位于核孔边缘,连接胞质环与核质环,起到支撑核 孔的作用; 腔内亚单位:穿过核膜伸入核周间隙,起锚定作用; 环状亚单位:在柱状亚单位内侧靠近核孔中央,是核-质交换的
200bpDNA + 组蛋白八 聚体
将DNA分子长度压缩了 约7倍
染色体的一级结构——核小体
球状组蛋白核心
核 小 体
H1
连接DNA( 50-60bp)
H1
H3
H2A
H2B
H4
10nm
H2A
H4 H2B
H3
H3
H2A
H4
H2B H2B
H4
H2A
H3
DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈)
组 蛋 白:2(H2A
*(1)核仁是rRNA基因转录和加工的场所 *(2)核仁是核糖体亚基装配的场所
问题:在细胞分裂时,核仁为何会消失?
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(1)核仁是rRNA基因转录和加工的场所
当细胞需要时,NOR可利用多拷贝的rRNA基 因大量转录45S的rRNA分子。
45S rRNA是核糖体所需RNA的前体, 要经过剪切加工成28S、18S、5.8S rRNA。 核糖体所需的5S rRNA的基因不在NOR。
袢环结构 ➢ 高级结构
染色单体 螺线管以后的高级结构由30nm染色质纤维折叠成的袢环构成。 ➢袢环沿染色体纵轴由中央向周围伸出,形成放射环; ➢每18个袢环呈放射状排列形成微带(miniband),微带是 染色质高级结构的组成单位; ➢约106个徽带沿纵轴排列形成染色单体。
Cell Nucleus
在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架 称为染色体支架
异染色质是间期核中处于 功能惰性呈凝缩状态染色 质纤维 无转录活性,用碱性染料 染色时着色较深的染色质 组分。 多位于核周近核膜处。
结构异染色质:在所有细胞 类型及各发育阶段中均处于 凝集状态。 兼性异染色质:是在某些细 胞类型或一定的发育阶段, 原有的常染色质凝聚并丧失 转录活性后转变而成的异染 色质,可转化为常染色质。
4、核孔复合体
内外核膜的融合之处形成环状开口,称为核孔。 核孔并非简单孔洞,而是由核孔复合体(nuclear pore complex,NPC)构成。
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fishtrap。
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