大学生物9细胞核.

核膜核仁染色质核基质一、细胞核结构间期细胞核结构间期细胞核包括：核膜、染色质、核仁、核基质形状：圆形、分叶核；数目：通常一个、破骨细胞(6-50）、骨骼肌胞(数百）由两层单位膜构成（一）、核膜（核被膜nuclearenvelope）外层核膜内层核膜核孔复合体核周间隙核纤层外层核膜：厚约7-8nm，其表面附有核糖体，并与糙面内质网相通。与胞质骨架相连固定核的位置。内层核膜：有一层蛋白质网络结构附着其内表面，称为核纤层（厚度100nm）外层核膜内层核膜核纤层核纤层(NuclearLamina)由α、β、γ三种1amin组成的纤维网状结构，属于中间纤维蛋白，但无组织特异性，分布于所有真核细胞中。嵌入内膜脂分子层，与胞质的中间纤维、核骨架相连。lamin都以二聚体的形式存在,有球形的头部、尾部、一个杆状的α螺旋中心。这些二聚体以头-头、尾-尾相接的方式形成核纤层。核纤层的功能1、介导核膜的重建和解聚:lamin磷酸化导致核纤层可逆解聚从而导致核膜崩解。Lamin去磷酸化使核纤层聚合，核膜重建2、保持核的形态，是内层核膜、间期异染色质的支架核周间隙：宽20-40nm，充满液态物质（蛋白质和酶），与内质网有临时通道，可进行核—质物质交换核孔复合体：核膜上的圆形小孔，孔径80nm，不与核周隙相通，是核—质物质交换的直接通道，允许水溶性物质通过并选择性运输大分子物质核周间隙核孔复合体中央栓（一个）胞质颗粒（八个）胞质环核质环辐胞质纤维核纤层八重对称（垂直方向）的“捕鱼笼模型”小环蓝形纤维核膜的功能：1、将核物质“区域化”，使核内环境相对稳定，避免生命活动彼此干扰，DNA复制、转录与蛋白合成有时空差异，对真核细胞的进一步演化具有重要意义。2、核质之间的物质交换与信息交流3、合成某些生物大分子：核膜上的核糖体可以合成蛋白质4、染色质（体）定位和细胞分裂（1）染色质的终末细丝常常连接在核孔上，这样可使染色质在异常活跃的细胞核内不致紊乱。（2）当细胞分裂开始时染色体的聚集有可能开始于核膜由外向内发展，在前期或早中期,核膜破碎,这些碎片加入核膜所附的微管促其生长,从而使所附的染色单体定位并且发生分离。（二）染色质与染色体细胞核内被碱性染料染色的物质。电镜下染色质为细丝状，每一条细丝就是一个DNA分子，人类体细胞有46个DNA分子，配子有23个，平均长度5cm。常染色质：常位于核中央、无明显螺旋和盘曲、染色浅、功能上活跃。部分常染色质具有转录活性异染色质：常位于核周边、高度螺旋和盘曲、染色深、功能上不活跃。分为：组成性异染色质、兼性异染色质染色质组成性异染色质除在S期晚期复制外均处于凝集折叠状态，多位于染色体的着丝粒区、端粒区、次缢痕区，含有高度重复的DNA序列。没有转录活性兼性异染色质在特定细胞或某一发育阶段由原来的常染色质失去转录活性转变成异染色质。二者之间可转化，这可能与基因的表达调控有关。女性体细胞中两条X染色体在胚胎发育早期都有转录活性，约在胚胎发育的第16天，其中一条X染色体失活转变成异染色质，在核膜内缘形成高度凝聚的浓染小体（巴氏小体）。染色质DNA蛋白质少量RNA组蛋白：富含带正电荷的Arg和Lys的碱性蛋白非组蛋白：富含带负电荷的Asp、Glu的酸性蛋白DNA：遗传物质，是染色质的重要组成成分，含量稳定。染色质的化学组成组蛋白：是染色体的结构蛋白，与带负电的DNA紧密结合分为H1、H2A、H2B、H3、H4。组蛋白:DNA1:1，含量稳定。功能：参与染色体的构建、维持染色体结构完整和稳定、抑制DNA的复制和转录。组蛋白分子量（KD)氨基酸组成种类的变异H120富含赖氨酸不保守H2A137精、赖氨酸含量中等相当保守H2B137精、赖氨酸含量中等相当保守H3157富含精氨酸高度保守H4112富含精氨酸高度保守非组蛋白：包括：DNA聚合酶、连接酶、RNA聚合酶、结构蛋白、调节蛋白等。功能：参与染色体的构建、启动基因复制、调控基因转录RNA:新合成的tRNA、rRNA、HnRNA以及snRNA其它：少量水、无机盐、脂类一、DNA的三级结构：1、一级结构：4种脱氧核苷酸的连接顺序；2、二级结构：DNA反向平行的双螺旋结构；3、三级结构：超螺旋结构二、真核细胞DNA序列分为三类：1、单拷贝序列：600-2000bp，重复次数﹤10次，人体中占DNA总量60-70%，多为编码蛋白质（酶）的基因。2、中度重复序列：300bp，重复﹤104次，占DNA总量20-30%，例如tRNA、rRNA、组蛋白基因及其他未知功能的序列3、高度重复序列：6-100bp，重复几万-几百万次，占DNA总量10%。细胞周期的间期分为G1、S、G2期，其中S期又叫DNA合成期，该时期细胞进行DNA复制，同时进行组蛋白和非组蛋白的合成。新复制的DNA与新合成的组蛋白迅速结合构成核小体，由核小体串连成染色质细丝，从而完成染色质复制。染色体的结构：染色质各化学组分之间的关系及相互形成的构造。核小体是染色质的基本结构单位，也是染色体的一级结构组蛋白八聚体核心H4DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B11nm连接DNA（50-60bp）H1H1核小体核心部连接部DNA分子：140-160bp、1.75圈组蛋白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚体组蛋白：H1DNA分子：50—60bp核小体染色体一级结构：核小体（nucleosome)模型示串珠状的核小体（染色质纤维11nm）内10nm外30nm组蛋白H1染色体二级结构：螺线管30nm染色质纤维一、多级螺旋模型◆一级结构：核小体◆二级结构：螺线管◆三级结构：超螺线管◆四级结构：染色单体压缩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———→染色单体染色体组装的结构模型二、放射环模型染色体支架（非组蛋白）襻环（30nm螺旋管）123456789101112131415161718微带一条染色单体约有106个微带。染色单体HumanChromosomes中期染色体chromosome染色质与染色体是同一物质在不同时期的表现形式。染色单体主缢痕（初级缢痕）次缢痕着丝粒：含高度重复DNA不含组蛋白短臂（p）长臂（q）外层中层内层纺锤体微管着丝点（动粒）随体常染色质区异染色质区着丝点（动粒）：是两条染色单体外表面在初缢痕处的附加结构（蛋白质成分），是染色体的运动中心。动粒染色体的四种类型：1/2~5/8中央着丝粒染色体5/8~7/8亚中着丝粒染色体7/8近端着丝粒染色体中部亚中部近端部端部——末端处端着丝粒染色体双链DNA序列端粒结合蛋白端粒（telomere）：线状染色体末端的一小段DNA——蛋白质复合物，端粒防止染色体被降解、融合及染色体的错误行为，从而使染色体结构保持稳定和完整。DNA分子每次复制，端粒就缩短一点，所以端粒长度反映了细胞复制史及复制潜能。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持功能和稳定的三大要素。端粒染色体端粒端粒DNA序列：人端粒DNA由高度重复序列组成，染色体末端5’----3’链上富含G、T，重复序列为（TTAGGG），串联重复。端粒酶：由蛋白质和RNA组成的逆转录酶，可填补DNA复制的缺陷，合成染色体端粒DNA，延长变短的端粒，让端粒不会因细胞分裂而损耗，使得细胞分裂的次数增加在正常人体细胞中，有活性的端粒酶只存在于造血细胞、干细胞和生殖细胞这些不断分裂的细胞中，在其他细胞中端粒酶的活性被抑制（但肿瘤中被重新激活）(三).核仁(nucleolus）化学成分蛋白质：80%核糖体蛋白、组蛋白、非组蛋白、酶RNA:10%DNA:8%主要指核仁相随染色质核仁的超微结构核仁核仁染色质致密纤维成份颗粒成份核仁基质由RNA纤维构成的海绵状结构纤维中心：1.纤维中心（FC)：被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆形结构，主要由几条染色体伸出的DNA襻环组成，含有rDNA和RNA聚合酶。rDNA是多拷贝基因，没有组蛋白核心，是裸露的DNA节段。核仁相随染色质分成两个部分：1、核仁周围染色质：包围在核仁周围的染色质，属异染色质。2、核仁内染色质：伸入核仁内的染色质，属常染色质，上有rDNA，称核仁组织区（NOR），它是形成核仁的部位。3、具有NOR的染色体数目依不同细胞种类而异，人有5对染色体即13、14、15、21、22号染色体上有核仁组织区。核仁组织区（NOR）：人类有5对染色体短臂上带有随体，该处次缢痕上面存在核仁组织区，D组：13、14、15；G组：21、22。这些染色体称核仁组织者染色体核膜核仁含有rDNA的10个伸展的DNA襻环进入核仁中机械剪切分离的含有不完整染色体袢环的核仁2.致密纤维成份（DFC）环形或半月形包围FC，由新合成的rRNA及与之结合的蛋白质组成，使核仁内呈海绵状网架。转录主要发生在FC与DFC的交界处。3.颗粒成份：位于核仁的周边部分，电子密度较高，为不同加工阶段的核糖体颗粒。4.核仁基质：液体物质，为上述三种结构的存在环境。核仁周期：核仁是一种动态结构，核仁随细胞周期的进行而呈现周期性变化（形成和消失）。间期细胞有1~2个或多个核仁。分裂期染色质浓缩、rRNA合成停止，rDNA袢环逐渐缩回到染色体，核仁缩小、消失。细胞分裂后末期核仁组织者染色体解旋，rDNA伸展成襻样，在酶的作用下合成rRNA，经积累和包装，rDNA袢环周围又组建成新的核仁。核仁：有消失融合再现核仁的功能：转录加工rRNA、组装和运输核糖体亚单位。rDNArRNA转录单位间隔片段转录的起点转录的终点RNA聚合酶蛋白质颗粒rDNA转录rRNA(45SrRNA前体、纤维状)颗粒状（18s5.8s28srRNA、蛋白质颗粒）剪切、加工加工、包装核糖体的亚基人基因组含200个rDNA拷贝——45sRNA——核糖体前体——大小亚基前体，这一过程几乎同时进行。蛋白质四.核基质又称核骨架，除核膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内三维蛋白网架。核基质与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关化学成分蛋白质（90%）：少量RNA非组蛋白性纤维蛋白，相当一部分是含硫蛋白，其二硫键维持核骨架结构完整性。功能：DNA复制、转录时都要结合在核骨架上、病毒DNA在核内复制与装配也与核骨架有关。Thenuclearenvelope复合体核孔膜蛋白外膜内膜膜蛋白核周腔核纤层染色质（纤维）核纤层nuclearlamina