細(xì)胞生物學(xué)之筆記-第8章細(xì)胞核

1、第8章 細(xì)胞核形狀：圓球形、橢球形、桿狀（肌細(xì)胞）、馬蹄形/多葉形（白細(xì)胞）畸形（腫瘤）核質(zhì)比=nuclear-cytoplasmic=V細(xì)胞核/(V細(xì)胞-V細(xì)胞核)第1節(jié) 核膜 nuclear membrane=nuclear envelope1 核膜的化學(xué)組成ü 蛋白質(zhì)：65%75%。分為組蛋白、基因調(diào)節(jié)蛋白、DNA&RNA聚合酶、RNA酶等。核膜所含的酶類與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相似，G6PD也存在在核膜上。ü 脂類：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相似，含PC、PE、膽固醇、甘油三酯等。核膜中不飽和脂肪酸含量較低，膽固醇和甘油三酯含量較高、脂肪鏈會較長，核膜穩(wěn)定，內(nèi)核膜更穩(wěn)定。ü 少量核

2、酸2 核膜的結(jié)構(gòu) （內(nèi)外層核膜、核周隙、核孔復(fù)合體和核纖層等結(jié)構(gòu)組成）（1） 外核膜與糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接外核膜outer nuclear membrane與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，使核周間隙與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通，其表面也常附著核糖體；故被看作粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特化區(qū)域，參與了某些蛋白質(zhì)的合成外核膜胞質(zhì)面附著中間纖維，還與微管等成分相連固定細(xì)胞核并維持細(xì)胞核形態(tài)（2） 內(nèi)核膜表面光滑包圍核質(zhì)內(nèi)核膜表面光滑，下面與一層致密的纖維網(wǎng)絡(luò)核纖層緊密相連，支持作用。內(nèi)核膜上有核纖層蛋白B受體，可與核纖層蛋白B特異性結(jié)合。在細(xì)胞周期中，核膜的解體與重建，都與核纖層蛋白對核內(nèi)膜的連接有關(guān)，即跟 核纖層蛋白B受體 與 核纖層蛋白B的

3、結(jié)合有關(guān)（3） 核周隙為內(nèi)、外核膜之間的緩沖區(qū)寬約2040nm，含有多種蛋白質(zhì)和酶（4） 核孔復(fù)合體是由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)Ø 核孔：nuclear pore =內(nèi)外核膜的融合之處形成的環(huán)狀開口。數(shù)目、密度和細(xì)胞類型、核功能狀態(tài)有關(guān)。Ø 核孔復(fù)合體：nuclear pore complex，NPC 核孔是由多種蛋白質(zhì)以特定方式排列形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。Ø 捕魚籠式（fish-trap）核孔復(fù)合體模型，由約30個不同的核孔蛋白nucleoporin, Nup組成。由四部分組成胞質(zhì)環(huán)核質(zhì)環(huán)輻中央栓Ø 核孔蛋白nucleoporin, Nup： 進(jìn)化上高度保守，

4、含有一簇由苯丙氨酸(Phe, F)和甘氨酸(Gly, G)組成的FG重復(fù)序列。FG重復(fù)序列與核轉(zhuǎn)運(yùn)受體入核素(imporin )或其同系物相互作用，提供結(jié)合位點，介導(dǎo)親核蛋白通過核孔復(fù)合體，進(jìn)入細(xì)胞核。（大多數(shù)核孔蛋白位于核孔復(fù)合體中央通道的胞質(zhì)面或核質(zhì)面，少部分不對稱地分布于中央通道的兩側(cè)。）² 胞質(zhì)環(huán)cytoplasmic ring：核孔外邊緣，與外核膜相連；環(huán)上有8條細(xì)長纖維對稱分布，伸向細(xì)胞質(zhì)² 核質(zhì)環(huán)nucleoplasmic ring：核孔內(nèi)邊緣，與內(nèi)核膜相連；環(huán)上也有8條纖維伸向核質(zhì)，纖維末端由8個顆粒形成小環(huán)，稱“核籃”nuclear basket²

5、; 輻spoke：=柱狀亞單位column subunit+腔內(nèi)亞單位luminal subunit+環(huán)狀亞單位annular subunit ² 柱狀亞單位：核孔邊緣，支撐核孔的；腔內(nèi)亞單位：穿過核膜伸入核周間隙的；環(huán)帶亞單位：內(nèi)側(cè)靠近核孔中央的，是核-質(zhì)交換通道² 中央栓central plug/granule：位于核孔中央，呈棒狀、顆粒狀，可能參與核-質(zhì)交換；并非存在于所有核孔復(fù)合體中，有人認(rèn)為是正通過核孔的被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)（5） 核纖層是緊貼內(nèi)核膜的纖維蛋白網(wǎng)·核纖層nuclear lamina=位于內(nèi)核膜內(nèi)側(cè)與染色體之間的一層由高電子密度纖維蛋白質(zhì)組成的網(wǎng)絡(luò)片

6、層結(jié)構(gòu)。·核纖層蛋白lamin，核纖層的主要化學(xué)成分，在哺乳類及鳥類細(xì)胞中，核纖層是由3種屬于中間纖維性質(zhì)的多肽組成，分別稱為核纖層蛋白A/B/C。型lamin：laminA 與laminC是同一編碼基因不同加工產(chǎn)物。型lamin：LaminB的膜結(jié)合能力強(qiáng)，內(nèi)核膜上有l(wèi)aminB受體，把核膜固定在核纖層上。A型lamin僅見于分化的細(xì)胞；B型lamin存在于所有體細(xì)胞·核纖層在高等真核細(xì)胞的 間期細(xì)胞核中 普遍存在，在分裂期 核纖層解體，以蛋白單體 的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中1 核纖層在細(xì)胞核中起支架作用核纖層與核骨架及穿過核膜的中間纖維相連，使胞質(zhì)骨架和核骨架形成一連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)

7、構(gòu)。2 核纖層與核膜的崩解和重建密切相關(guān)·細(xì)胞分裂前期：核纖層蛋白磷酸化，核纖層可逆性地去組裝，發(fā)生解聚，是核膜破裂。LaminA&C分散到細(xì)胞質(zhì)中，LaminB與核膜小泡結(jié)合。·細(xì)胞分裂末期：核纖層蛋白去磷酸化。·點突變核纖層蛋白的磷酸化位點，可干擾核纖層解聚、核膜崩解3 核纖層與染色質(zhì)凝集成染色體相關(guān)在間期核中，核纖層還提供染色質(zhì)(主要是異染色質(zhì)) 錨定位點，使染色質(zhì)結(jié)合于核纖層內(nèi)側(cè)，再進(jìn)一步螺旋化成染色體4 核纖層參與DNA的復(fù)制研究表明，去除 A型或B型核纖層蛋白，將抑制核膜與核孔復(fù)合體的裝配；缺乏核纖層的細(xì)胞核不能進(jìn)行DNA復(fù)制3 核膜的功能（1

8、） 核膜為基因表達(dá)提供了時空隔離屏障（2） 核膜參與蛋白質(zhì)的合成（3） 核孔復(fù)合體控制著核-質(zhì)檢的物質(zhì)交換·核孔復(fù)合體可通過主動運(yùn)輸與被動運(yùn)輸，進(jìn)行跨核膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)輸方式的選擇決定于被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的大小和性質(zhì)。·擴(kuò)散：核孔復(fù)合體有效直徑 910nm，大多離子、小分子、直徑小于10nm的物質(zhì)可以自由通過；Na+等少數(shù)離子、某些小分子不能自由通過?？梢陨煺沟?#183;主動運(yùn)輸是核孔復(fù)合體重要功能之一，生物大分子的核-質(zhì)通行都借助主動運(yùn)輸方式實現(xiàn)如：核內(nèi)DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄 必需的各種酶類，在胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核；胞質(zhì)中蛋白合成所需的tRNA、mRNA等均先在細(xì)胞核中合

9、成，再運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中主動運(yùn)輸是個信號識別、載體介導(dǎo)的耗能過程，具有飽和性1 親核蛋白的核輸入核定位信號介導(dǎo)親核蛋白入核·親核蛋白:是在胞質(zhì)中合成，需要轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)·NLS:親核蛋白含有48個氨基酸殘基的特殊序列，將保證整個蛋白被核孔復(fù)合體轉(zhuǎn)入細(xì)胞核，此序列稱”核定位信號”nuclear localization sequence/signal, NLS.不同親核蛋白的核定位信號有氨基酸組成的差異，但是均富含Arg、Lys、Pro等堿性氨基酸 (an NLS identified as: -Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- )親核蛋白的入

10、核轉(zhuǎn)運(yùn) 還需要胞質(zhì)中的 入核素importin、胞核中的 出核素exportin、 RanGTP酶系統(tǒng)等核轉(zhuǎn)運(yùn)受體蛋白幫助這些核轉(zhuǎn)運(yùn)受體蛋白，即可結(jié)合核孔復(fù)合體，又能結(jié)合被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)2 RNA及核糖體亞基的核輸出第2節(jié) 染色質(zhì)與染色體1 染色質(zhì)chromatin與染色體chromosome生化分析表明，染色質(zhì)成分：98%以上是 1:1 的DNA：組蛋白；此外含有少量 RNA與非組蛋白（1） DNA是遺傳信息的載體·基因組：genome一個真核細(xì)胞單倍染色體組中全部遺傳信息稱：一個基因組genome·功能性染色質(zhì)分子能自我復(fù)制， 必須包含三類功能序列：端粒telomere序列：

11、富含G的簡單重復(fù)序列，維持DNA兩個末端復(fù)制的完整性、染色體的穩(wěn)定性；著絲點centromere序列：是復(fù)制完成后兩個姊妹染色單體連接部位，是高度重復(fù)序列；復(fù)制起始序列：是每條DNA分子(可有多個) 復(fù)制的起始點，當(dāng)被激活時，該序列的DNA雙鏈被解旋打開，形成復(fù)制叉·科研：人工染色體：用分子克隆的方法，將上述三類序列 拼接在人造染色體上，用于科學(xué)研究根據(jù)DNA序列在基因組中的重復(fù)頻率，DNA的核苷酸序列可分為3類：單一序列、中度重復(fù)序列、高度重復(fù)序列RNA在染色質(zhì)中含量很少，大多是新轉(zhuǎn)錄的 RNA前體（2） 組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)中的基本結(jié)構(gòu)的蛋白·組蛋白histone 是

12、一組等電點大于10.0的堿性蛋白質(zhì)，富含帶正電荷的堿性氨基酸：賴氨酸和精氨酸；可與帶負(fù)電荷呈酸性的DNA緊密結(jié)合根據(jù)精氨酸/賴氨酸比值，組蛋白分為5種：H1、H2A、H2B、H3、H4按照組蛋白的功能，分為兩類：核小體組蛋白，包括H2A、H2B、H3、H4 ，各兩分子組成8聚體，協(xié)助DNA卷曲成核小體結(jié)構(gòu)；沒有種屬、組織特異性，進(jìn)化上高度保守 連接組蛋白：H1組蛋白，分子量較大，構(gòu)成核小體時起連接作用，與核小體進(jìn)一步包裝有關(guān)；具有種屬特異性、組織特異性，哺乳類H1組蛋白有6個亞型組蛋白在S期于胞質(zhì)中合成后轉(zhuǎn)入核內(nèi)，協(xié)助DNA折疊包裝成染色體，并保護(hù)DNA不被酶消化；組蛋白可通過甲基化、乙?；?/p>

13、，來抑制或激活某些基因的轉(zhuǎn)錄，參與基因的調(diào)控（3） 非組蛋白能從多方面影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能·非組蛋白nonhistone是除組蛋白外，染色質(zhì)結(jié)合蛋白的總稱，參與維持染色體結(jié)構(gòu)、催化酶促反應(yīng)。與組蛋白相比，非組蛋白種類較多，數(shù)量較少，在不同組織均有不同。非組蛋白可與染色體上特異DNA序列結(jié)合，協(xié)助DNA分子折疊，參與啟動DNA復(fù)制，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。·HMG：含量最豐富的非組蛋白高遷移率組high mobility group, HMG,在聚丙烯凝膠電泳中遷移率高而得名。HMG可與染色質(zhì)動態(tài)、可逆結(jié)合，常附著于活性基因部位，調(diào)控DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組、參與DNA損傷后的修復(fù)等。

14、HMG通過與DNA發(fā)生結(jié)合，使其變形、彎折，影響其形成基因表達(dá)復(fù)合體，而促進(jìn)其他調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合，從而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄組蛋白堿性精氨酸，賴氨酸H2A、H2B、H3、H4高度保守，無種屬及組織特異性，H1有種屬及組織特異性與DNA結(jié)合，裝配形成核小體非組蛋白酸性天門冬氨酸、谷氨酸有種屬及組織特異性幫助DNA盤區(qū)折疊，組成支架2 常染色質(zhì)與異染色質(zhì)（1） 常染色質(zhì)是處于功能活躍呈伸展?fàn)顟B(tài)的染色質(zhì)纖維·常染色質(zhì)euchromatin：間期核內(nèi)堿性染料染色著色較淺，螺旋化程度較低，處于伸展?fàn)顟B(tài)的染色質(zhì)細(xì)絲，含有基因轉(zhuǎn)錄活躍部位·常染色質(zhì)的DNA主要由單一序列DNA和少量中度重復(fù)DNA(組

15、蛋白基因、tRNA基因)構(gòu)成，存在核酸酶敏感位點，易被降解·常染色質(zhì)在核內(nèi)均勻分布，多位于核中央；一部分常染色質(zhì)以袢環(huán)形式伸入核仁rDNA常染色質(zhì)多在S期的早、中期復(fù)制（2） 異染色質(zhì)是處于功能惰性呈凝縮狀態(tài)的染色質(zhì)纖維·異染色質(zhì)heterochromatin在間期核中處于凝縮狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，無轉(zhuǎn)錄活性，用堿性染料染色著色較深。異染色質(zhì)在電鏡下常位于核周、核膜下·兩大類：結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì) constitutive heterochromatin、兼性異染色質(zhì) facultative heterochromatin·狀態(tài)：結(jié)構(gòu)性異染色質(zhì)是主要類型，在所有類型

16、細(xì)胞、在各個發(fā)育階段，均處于凝集狀態(tài)；·定位：多定位于染色體的著絲粒區(qū)、端粒、次縊痕；由相對簡單的高度重復(fù)序列組成，參與染色體高級結(jié)構(gòu)的形成；與常染色質(zhì)相比，晚復(fù)制、早凝縮·兼性異染色質(zhì) 在某些細(xì)胞類型、一定發(fā)育階段，由常染色質(zhì)凝聚并喪失轉(zhuǎn)錄活性，而變成的 異染色質(zhì)eg.雌性哺乳動物 一對X染色體，一條為常染色質(zhì)，另一條為異染色質(zhì)。人胚16天，一條X染色體就變成巴氏小體，檢查羊水細(xì)胞可判定胎兒性別。3 染色質(zhì)經(jīng)組裝形成染色體人一個細(xì)胞核中的DNA約30億個堿基對，總長2米；而細(xì)胞核直徑只有58m，所以 染色質(zhì)DNA 必須包裝壓縮近萬倍（1） 核小體為染色質(zhì)的基本單位

17、6; 發(fā)現(xiàn)契機(jī)：用核酸酶 消化染色質(zhì)，得到大約 200bp的片段；而如果用核酸酶處理裸露的DNA分子，會得到長度不等的隨機(jī)降解片段；R.Kornberg 以此實驗為基礎(chǔ)，1974年，建立了核小體模型Ø 核小體 nucleosome 是染色體的基本結(jié)構(gòu)單位，為直徑11nm的圓盤狀顆粒，由200bp左右的DNA分子及一個組蛋白八聚體形成又稱染色體組裝的一級結(jié)構(gòu)。Ø 組蛋白八聚體：四個異二聚體，兩個 H2A·H2B，兩個H3·H4Ø 每個組蛋白八聚體外 纏繞1.75圈DNA，長146bp。組蛋白核心常以特定的位點 結(jié)合DNA雙螺旋小溝中富含A-T的區(qū)

18、域，有利于DNA分子在組蛋白八聚體上的彎曲纏繞Ø 連接DNA：相鄰兩個核小體間有一段DNA，稱 連接DNA (linker DNA)，在不同物質(zhì)中，此片段長度不同，080bp，平均60bpØ 146+60200bp，故每200bp便出現(xiàn)一個核小體，形成核小體串珠 Ø 倍數(shù)：核小體將DNA分子壓縮了約7倍（2） 核小體進(jìn)一步螺旋形成螺線管² 螺線管：電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)染色質(zhì) 以一種直徑30nm的染色質(zhì)纖維形式存在；這是在核小體基礎(chǔ)上，在H1組蛋白參與下，形成的一種更緊密的結(jié)構(gòu)，叫螺線管 solenoid，是染色質(zhì)組裝的二級結(jié)構(gòu)² 形態(tài)結(jié)構(gòu)：螺線

19、管是核小體串珠結(jié)構(gòu)盤旋纏繞形成的中空管狀結(jié)構(gòu)，每圈螺線管有6個核小體，螺距11nm，外徑30nm，內(nèi)徑10nm² 作用機(jī)制：組蛋白H1分子球狀、有兩個氨基酸臂，位于螺線管內(nèi)部，其球形中心與核小體上特異性位點結(jié)合，而兩個氨基酸臂與核小體的組蛋白核心的特異位點結(jié)合，協(xié)助核小體包裝² 壓縮：H1組蛋白對螺線管的穩(wěn)定起重要作用；螺線管壓縮了核小體 6倍（3） 螺線管進(jìn)一步包裝成染色體 1.染色體多級螺旋模型multiple coiling model30nm螺線管進(jìn)一步螺旋化，形成直徑約0.20.4m的圓筒狀結(jié)構(gòu)，稱：超螺線管supersolenoid； 該過程螺線管結(jié)構(gòu) 被壓縮了

20、近40倍，超螺線管是染色質(zhì)包裝的三級結(jié)構(gòu)；超螺線管進(jìn)一步螺旋折疊，形成 染色體的四級結(jié)構(gòu)染色單體，此過程 超螺線管 被壓縮了5倍根據(jù) 多級螺旋化模型，從DNA到染色體，經(jīng)過四級包裝，DNA長度被壓縮了 共 8400倍（ 7×6×40×58400倍） 2.染色體骨架放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型scaffold-radial loop structure modelü 30nm的螺線管纖維折疊形成袢環(huán)，沿染色體縱軸由中央向周圍伸出，形成放射環(huán)；ü 每個袢環(huán)包括核小體315個，每18個袢環(huán)呈放射狀排列于同一平面上，并結(jié)合在核骨架上，形成微帶miniband

21、2; 微帶：是染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的組成單位，微帶是染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的組成單位，約106個微帶沿縱軸排列形成染色單體ü 證據(jù)：該模型與細(xì)胞分裂中期染色體 電鏡形態(tài)吻合，并在某些特殊染色體，如 果蠅唾液腺細(xì)胞的 多線染色體和 兩棲類的卵母細(xì)胞的 燈刷染色體 中得到驗證4 染色質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)（1） 著絲粒將兩條姐妹染色單體相連² 姐妹染色單體sister chromosome：每個中期染色體都是由兩條相同的染色單體構(gòu)成，兩條單體之間在著絲粒部位相連。² 主縊痕primary constriction：在中期染色體的兩姐妹染色單體連接處，存在一個向內(nèi)凹陷的、淺染的縊痕。²

22、; 著絲粒centromere 位于主縊痕內(nèi)兩條姐妹染色單體相接處的中心部位，主縊痕處的染色質(zhì)部分，由高度重復(fù)序列的異染色質(zhì)組成² 根據(jù)著絲粒在染色體上的位置，中期染色體分為四類：中著絲粒染色體：兩臂大致相等亞中著絲粒染色體：兩臂長(q)短(p)不等端著絲粒染色體：著絲粒位于染色體一端，故只有一個臂近端著絲粒染色體：著絲?？拷旧w的一端。（13、14、15、21、22號；Y染色體）（2） 著絲粒-動粒復(fù)合體介導(dǎo)紡錘絲與染色體的結(jié)合動粒kinetochore：是由多種蛋白質(zhì)組成的存在于著絲粒兩側(cè)的圓盤狀結(jié)構(gòu)。是細(xì)胞分裂是紡錘體動粒微管的附著部位。包括三個結(jié)構(gòu)域。動粒域kinetoch

23、ore domain：位于著絲粒外表面，包括外、中、內(nèi)三層式板狀結(jié)構(gòu)的動粒和圍繞在動粒外層的纖維冠。致密的外層、低密度的中層、致密的內(nèi)層(連接染色質(zhì))纖維冠fibrous corona ：由動粒蛋白組成，是支配染色體運(yùn)動和分離的重要結(jié)構(gòu)。動粒域含有進(jìn)化上高度保守的著絲粒蛋白，CENP，以及一些與染色體運(yùn)動相關(guān)的微管蛋白、CaM、動力蛋白等。中心域central domain是著絲粒區(qū)的主體。動粒結(jié)構(gòu)域內(nèi)面，包括著絲粒大部分區(qū)域，含高度重復(fù)DNA，能抗低滲膨脹和核酸酶消化；對著絲粒-動力復(fù)合體的形成和功能有重要作用配對域pairing domain中心結(jié)構(gòu)域內(nèi)表面，姊妹染色單體連接位點，與姊妹染

24、色單體配對及分離關(guān)系密切；此區(qū)域兩類蛋白： 內(nèi)著絲粒蛋白INCENP、染色單體連接蛋白CLIPs（3） 次縊痕并非存在所有染色體上次縊痕 secondary constriction：是染色體上 除主縊痕之外的 縊縮部位，并非存在于所有染色體上；其數(shù)量、位置、大小 是某些染色體的形態(tài)特征鑒別標(biāo)記（4） 隨體是位于染色體末端的球狀或者棒狀結(jié)構(gòu)ü 隨體 satellite：是位于染色體末端的球形或者棒狀結(jié)構(gòu)，主要由異染色質(zhì)構(gòu)成，通過次縊痕與染色體主體相連并非所有染色體都有。有隨體的染色體被稱為sat染色體；隨體形態(tài)、大小及在染色體的位置固定的識別染色體的重要形態(tài)特征之一ü 核仁

25、組織者區(qū) nuclear organizing ，NOR：含有rRNA基因(5SrRNA基因除外)的一段染色體區(qū)域，該部位rRNA基因轉(zhuǎn)錄活躍，染色質(zhì)凝集程度低，是淺染色的次縊痕，與核仁形成有關(guān)ü 并非所有的次縊痕都是核仁組織者區(qū)，rRNA基因從染色體上伸出DNA袢環(huán)，每個rDNA袢環(huán)就是一個核仁組織者區(qū)（5） 端粒是染色體末端的特化部分Ø 1938年，遺傳學(xué)家H.J.Muller 用X射線處理果蠅時發(fā)現(xiàn)染色體末端很少發(fā)生缺失、倒位現(xiàn)象，推測染色體末端有特殊結(jié)構(gòu)維持染色體穩(wěn)定，稱之“端粒”Ø 端粒 telomere：染色體末端的特化部位，富含G的高度重復(fù)序列與蛋白

26、質(zhì)構(gòu)成（著絲粒序列8090bp的AT，+11高度保守序列）Ø 基因組內(nèi)所有端粒，由相同的短串聯(lián)重復(fù)序列構(gòu)成，該重復(fù)序列具有種屬特異性；Ø 功能：1.保證染色體的末端完全復(fù)制2.在染色體的兩端形成保護(hù)性的帽結(jié)構(gòu)，免受酶類降解3.在細(xì)胞壽命、衰老、和死亡以及腫瘤的發(fā)生和治療中起到作用4.參與染色體在核內(nèi)的空間排布&同源染色體的正確配對5 核型與帶型核型karyotype：指一個體細(xì)胞中的全部染色體，按其大小、形態(tài)特征排列所構(gòu)成的圖像。女性正常核型：46，XX顯帶技術(shù)：將染色體標(biāo)本經(jīng)過一定程序處理，并用特定染色體染色，是染色體沿其長軸顯現(xiàn)出明暗或深淺相間、寬窄不一的橫紋，

27、構(gòu)成了每條染色體的帶型。G帶法（Giemsa）Q帶法（熒光）14q32.31表示14號染色體長臂3區(qū)2帶3亞帶1位第3節(jié) 核仁核仁是真核細(xì)胞間期核中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞分裂期表現(xiàn)出周期性的消失和重建。每個細(xì)胞核一般有1-2個核仁，蛋白質(zhì)合成旺盛、生長活躍的細(xì)胞核仁大。核仁主要是rRNA合成、加工和核糖體亞基裝配場所。1 核仁的主要成分² 核仁的蛋白質(zhì)占核干重的80%左右，包括核糖體蛋白、組蛋白、非組蛋白等多種蛋白質(zhì)；&許多參與核仁生理功能的酶類。² 核仁中的RNA含量大約占核仁干重的10%² 核仁中含有大概8%的DNA，主要是存在于核仁染色質(zhì)中。²

28、 少量脂類。2 核仁的結(jié)構(gòu) 核仁是裸露無膜的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包括FC、DFC、GC（1） 核仁的纖維中心是分布有rRNA基因的染色質(zhì)區(qū)# 纖維中心 fibrillar center，F(xiàn)C，在電鏡下包埋于顆粒組分內(nèi)部的，低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)體，是rRNA基因rDNA的存在部位# rDNA是從染色體上伸展出來的 DNA袢環(huán)，袢環(huán)上rRNA基因串聯(lián)排列，進(jìn)行高速轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生rRNA，組織形成核仁，故每一個rDNA袢環(huán)稱為一個核仁組織者/區(qū)（nucleolar organizer/region, NOR）# 人類rRNA基因位于5條染色體上，13, 14, 15, 21, 22號染色體（近端著絲粒）；因此

29、46條染色體的二倍體，有10條染色體分布有rDNA；主要定位在核仁染色體次縊痕部位（2） 核仁的致密纖維組分包含處于不同轉(zhuǎn)錄階段的rRNA分子致密纖維組分 dense fibrillar component，DFC：是核仁內(nèi)電子密度最高的區(qū)域，由致密的纖維構(gòu)成，呈環(huán)形或半月形包圍纖維中心電鏡下該區(qū)由緊密排列的細(xì)纖維絲組成，直徑510nm，主要含正在轉(zhuǎn)錄的rRNA分子、核糖體蛋白、某些特異性RNA結(jié)合蛋白，如：核仁纖維蛋白fibrillarin、核仁素nucleolin原位分子雜交（電鏡下）表明，rRNA 以很高的密度存在于致密纖維組分內(nèi)（3） 核仁的顆粒組分是由正在加工的 rRNA及蛋白質(zhì)構(gòu)成

30、顆粒成分 granular component，GC，呈致密的顆粒，直徑15-20nm顆粒成分由正在加工、成熟的核糖體亞單位的前體顆粒構(gòu)成，多位于核仁的外周；間期核仁的大小差異主要是顆粒組分?jǐn)?shù)量不同造成核仁區(qū)含有一些無定形物質(zhì)，稱核仁基質(zhì)nucleolar matrix，包裹著纖維中心、致密纖維組分、顆粒組分核仁中可見包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)，即核仁周圍染色質(zhì)perinucleolar chromatin；核仁周圍染色質(zhì)與含rDNA的常染色質(zhì)，統(tǒng)稱核仁相隨染色質(zhì) nucleolar associated chromatin rDNA 存在區(qū)域纖維中心 rRNA轉(zhuǎn)錄纖維中心與致密纖維組分 交界處

31、 rRNA轉(zhuǎn)錄出來后，首先在致密纖維組分處開始加工，有些加工在顆粒成分處進(jìn)行 核糖體大小亞基裝配顆粒成分處進(jìn)行3 核仁的功能除5S rRNA外，真核生物所有rRNA都在核仁內(nèi)合成構(gòu)成核糖體的多種蛋白成分，在細(xì)胞質(zhì)中合成后，轉(zhuǎn)運(yùn)到核仁，在顆粒成分區(qū)裝配成核糖體大小亞基，再轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)中（1） 核仁是rRNA基因轉(zhuǎn)錄和加工的場所·哺乳類的核仁中有串聯(lián)排列的rRNA基因，在RNA聚合酶作用下，每個基因轉(zhuǎn)錄長13 000bp的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，即45S rRNA·rDNA分布于很小的核仁組織者區(qū)NOR，成簇串聯(lián)重復(fù)排列，有利于 RNA聚合酶的高效、連續(xù)運(yùn)作·人類每個基因組(單倍

32、染色體上的所有序列)約有200拷貝 rRNA基因，成簇串聯(lián)排列在 5條不同的染色體上：13, 14, 15, 21, 22號·電鏡觀察可見，新合成的rRNA 沿rDNA長軸 垂直分布，類似圣誕樹·45S rRNA前體 經(jīng)過加工，形成5.8S、18S和28S rRNA·小核仁RNA (small nulceolar RNA, snoRNA) 在這一加工過程中起重要作用·5SrRNA基因 也串聯(lián)成簇排列，由RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄，經(jīng)加工后 轉(zhuǎn)運(yùn)到核仁處，參與核糖體亞基的組裝（2） 核仁是核糖體亞基裝配的場所rRNA前體的加工，是先與蛋白質(zhì) 形成 核糖核蛋白體 后再

33、進(jìn)行加工4 核仁的周期第4節(jié) 核基質(zhì)核骨架 nuclear scaffold/skeleton，又稱核基質(zhì) nuclear matrix：是指真核細(xì)胞間期細(xì)胞核中除核膜、染色質(zhì)和核仁外的部分，是一個以非組蛋白為主構(gòu)成的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；其基本形態(tài)與細(xì)胞骨架相似，與細(xì)胞骨架有一定連系，稱為核骨架1 核基質(zhì)的組成成分與形態(tài)結(jié)構(gòu) 核骨架是充滿核空間的三維蛋白網(wǎng)架，電鏡下是粗細(xì)不均，直徑330nm的纖維組成；單體纖維直徑34nm，粗的是單體纖維聚合成 經(jīng)過鹽溶液與去垢劑處理，得到核骨架結(jié)構(gòu)，分布于整個核空間，縱橫交錯，構(gòu)成網(wǎng)架；并連接核纖層與核孔復(fù)合體，并與核外表的中間纖維相互聯(lián)系 核骨架蛋白成分復(fù)雜，多

34、達(dá)200多種；并非由專一蛋白質(zhì)組成，用不同蛋白提取方法，得到的核骨架成分 有一定差異 核骨架蛋白(非組蛋白的纖維蛋白) 分為兩類：核基質(zhì)蛋白、核基質(zhì)結(jié)合蛋白核基質(zhì)蛋白nuclear matrix protein：各類細(xì)胞共有的蛋白成分核基質(zhì)結(jié)合蛋白nuclear matrix associated protein：其組成與細(xì)胞類型、分化狀態(tài)、生理及病理狀態(tài)有關(guān)含有少量RNA，對維系核骨架三維結(jié)構(gòu)的完整性是必需的2 核基質(zhì)的功能（1） 核基質(zhì)參與DNA的復(fù)制1 核基質(zhì)上錨泊DNA復(fù)制復(fù)合體近年的相關(guān)實驗表明，DNA、DNA聚合酶、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶等，均錨定于核骨架上,形成 DNA復(fù)制復(fù)合體2 核

35、基質(zhì)上結(jié)合新合成的DNA DNA上有核骨架結(jié)合序列，位于DNA放射環(huán)或活性轉(zhuǎn)錄基因的兩端，DNA可能通過核骨架結(jié)合序列與DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶結(jié)合并錨定在核骨架上核骨架可能是 不均一RNA(hnRNA) 加工的場所，甚至polyA區(qū)可能是在核骨架上的附著點一些疾病的核骨架蛋白或核骨架相關(guān)蛋白異常表達(dá)，可引起基因表達(dá)失控3 核基質(zhì)上DNA的復(fù)制效率提高染色體組裝的骨架-放射環(huán)模型：螺線管結(jié)構(gòu)折疊成的袢環(huán)結(jié)合在核骨架上核骨架參與核內(nèi)DNA的空間構(gòu)型維持、參與DNA超螺旋化的穩(wěn)定（是否是染色體支架？）核骨架也參與有絲分裂后期核膜的重建病毒的DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄與宿主的核骨架密切相關(guān)核骨架與腫瘤有一定關(guān)系，

36、如某些腫瘤細(xì)胞中含特異性核骨架蛋白（核骨架蛋白的改變）（2） 核基質(zhì)參與基因轉(zhuǎn)錄和加工1 核基質(zhì)與基因轉(zhuǎn)錄活性密切相關(guān)2 核基質(zhì)參與RNA的加工修飾RNA合成在核骨架上，核骨架與基因轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后的RNA加工修飾和定向運(yùn)輸密切相關(guān)核骨架上有 RNA聚合酶結(jié)合位點，基因DNA 只有結(jié)合在核骨架上，才能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄（3） 核基質(zhì)參與染色體的構(gòu)建（4） 核基質(zhì)與細(xì)胞分化有關(guān)第5節(jié) 細(xì)胞核的功能1 遺傳信息的貯存和復(fù)制（1） DNA復(fù)制是在多個復(fù)制起點上進(jìn)行的半保留復(fù)制DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制semiconservative replicationDNA復(fù)制具有雙向性、多起點、不連續(xù)性 等特征真核生物的DNA復(fù)制是在多個起始點上進(jìn)行的不連續(xù)復(fù)制復(fù)制起始點處的 DNA雙鏈，在DNA解旋酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶協(xié)助下，解開雙螺旋結(jié)構(gòu)，然后單鏈DNA結(jié)合 單鏈結(jié)合蛋白，此時解開的雙鏈與未解開的雙鏈間，形成叉狀結(jié)構(gòu)，稱為“復(fù)制叉 replication fork”復(fù)制從起始點開始，雙向進(jìn)行直至到終點，每個這樣的 DNA單位復(fù)制子 replicon真核生物每條染色體有多個復(fù)制起點，人類基因組有104105個復(fù)制起始點（2） DNA復(fù)制為半不連續(xù)性復(fù)制（3） 端粒酶能夠保持DNA復(fù)制是染色體末端的完整性DNA復(fù)制過程中需要多種酶和蛋白質(zhì)的參與負(fù)責(zé)復(fù)制DNA的原核生物DNA聚合酶；