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文檔簡介
間期細(xì)胞核和染色體演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有136頁\編輯于星期六間期細(xì)胞核和染色體現(xiàn)在是2頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是3頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是4頁\一共有136頁\編輯于星期六細(xì)胞核為最大的細(xì)胞器;細(xì)胞核的數(shù)量、大?。阂话阋粋€細(xì)胞只有一個核,特殊細(xì)胞可多核,如肌細(xì)胞里,橫紋肌多核,平滑肌1個核,心肌1個或多核。大?。焊叩葎游?0-15μm
,高等植物5-20μm
,低等植物1-4μm
。細(xì)胞核在生命活動中的地位:極為重要,是細(xì)胞遺傳物質(zhì)的集中區(qū),對細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和生命活動具有調(diào)控作用。(核外也有遺傳物質(zhì),如mit、chl、質(zhì)中)細(xì)胞核在細(xì)胞周期中的變化:變化顯著,解體和重建現(xiàn)在是5頁\一共有136頁\編輯于星期六細(xì)胞核的形態(tài)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是6頁\一共有136頁\編輯于星期六*細(xì)胞核的形態(tài)、結(jié)構(gòu):
球形、卵圓形、分枝狀、帶狀*間期細(xì)胞核的結(jié)構(gòu):核被膜染色質(zhì)核仁核骨架現(xiàn)在是7頁\一共有136頁\編輯于星期六核被膜—雙層膜,具有保護(hù)核內(nèi)物質(zhì),控制核與細(xì)胞質(zhì)之間物質(zhì)運(yùn)輸和信息交換的功能。染色質(zhì)—核內(nèi)遺傳物質(zhì)的存在形式,分裂中期可凝縮為染色體。核仁—核內(nèi)濃密小體,核糖體合成場所。核基質(zhì)—無定形的液體和復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即核骨架?,F(xiàn)在是8頁\一共有136頁\編輯于星期六藍(lán):染色質(zhì);白:核基質(zhì)DNA及其結(jié)合蛋白核仁中心粒微管核纖層核被膜核孔中間絲內(nèi)質(zhì)網(wǎng)現(xiàn)在是9頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是10頁\一共有136頁\編輯于星期六第一節(jié)核被膜與核孔復(fù)合體第二節(jié)染色質(zhì)第三節(jié)中期染色體第四節(jié)核仁第五節(jié)核質(zhì)及核體第六節(jié)核骨架現(xiàn)在是11頁\一共有136頁\編輯于星期六第一節(jié)核被膜與核孔復(fù)合體現(xiàn)在是12頁\一共有136頁\編輯于星期六
(一)核被膜(核膜)1.結(jié)構(gòu):雙層膜結(jié)構(gòu)——界膜
外核膜:7.5nm,上有核糖體內(nèi)核膜:7.5nm,與核纖層相連核周隙:20—40nm,或稱核周池(perinuclearcisternae),
核孔——核孔復(fù)合體孔膜區(qū):特征蛋白gp210
現(xiàn)在是13頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是14頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是15頁\一共有136頁\編輯于星期六
核被膜的TEM照片
現(xiàn)在是16頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是17頁\一共有136頁\編輯于星期六核被膜的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是18頁\一共有136頁\編輯于星期六(二)核孔復(fù)合體:核孔復(fù)合體的數(shù)量和大小隨細(xì)胞種類和生理狀態(tài)的變化而變化。代謝旺盛,則多。1、核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu):四個假說纖絲模型(1974);滴漏樣模型(1991);圓柱模型(1993);核籃模型(1998)。現(xiàn)在是19頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是20頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是21頁\一共有136頁\編輯于星期六核籃模型的內(nèi)容:八重對稱輻射狀的結(jié)構(gòu);胞質(zhì)環(huán);核質(zhì)環(huán);8根細(xì)纖絲;核籃;核環(huán)直接與核纖層相連。胞質(zhì)絲核籃端環(huán)現(xiàn)在是22頁\一共有136頁\編輯于星期六核孔結(jié)構(gòu)模型
之核藍(lán)模型胞質(zhì)絲端環(huán)核質(zhì)環(huán)胞質(zhì)環(huán)中央栓核膜外核膜內(nèi)核膜核籃籃絲現(xiàn)在是23頁\一共有136頁\編輯于星期六2.核孔復(fù)合體的組成:
50-100多種蛋白質(zhì);核孔蛋白的通性:含有以二肽(FG苯丙+甘)結(jié)尾的重復(fù)區(qū)段已了解的兩類核孔蛋白:(1)gp210,跨膜的N-連接糖蛋白;將核孔復(fù)合體錨鏈到核膜上。(2)O-連接糖蛋白:構(gòu)成胞質(zhì)和核質(zhì)的絲狀物,直接參與胞質(zhì)和核質(zhì)之間的物質(zhì)交換。現(xiàn)在是24頁\一共有136頁\編輯于星期六3、核孔復(fù)合體的功能
物質(zhì)運(yùn)輸核孔復(fù)合體——跨膜運(yùn)輸?shù)鞍讖?fù)合體核孔復(fù)合體運(yùn)輸特點
雙向性:細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)選擇性親水性核孔復(fù)合體運(yùn)輸方式被動擴(kuò)散主動運(yùn)輸現(xiàn)在是25頁\一共有136頁\編輯于星期六被動運(yùn)輸(自由擴(kuò)散),核孔為親水通道,離子和水溶性小分子可自由擴(kuò)散,有效直徑(功能直徑)—9nm左右。主動運(yùn)輸:具有嚴(yán)格雙向選擇性。(1)分子大小的選擇:功能直徑:10~20nm,最大26nm
(2)信號識別與載體介導(dǎo)性的選擇,須消耗ATP(3)具有運(yùn)入與運(yùn)出核的雙向性選擇?,F(xiàn)在是26頁\一共有136頁\編輯于星期六被動擴(kuò)散<60KD主動運(yùn)輸<25-30MD現(xiàn)在是27頁\一共有136頁\編輯于星期六主要功能:(1)核蛋白的運(yùn)入:親核蛋白類。親核蛋白:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中合成、運(yùn)到核內(nèi)執(zhí)行功能的蛋白質(zhì),如DNA聚合酶、RNA聚合酶、組蛋白、核糖體蛋白等。現(xiàn)在是28頁\一共有136頁\編輯于星期六金標(biāo)記的核質(zhì)素穿越核孔現(xiàn)在是29頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是30頁\一共有136頁\編輯于星期六親核蛋白進(jìn)核的機(jī)制:A、核輸入信號的作用:親核蛋白上由4—8個帶正電的氨基酸構(gòu)成的、能使親核蛋白進(jìn)入核的短肽,稱核輸入信號(NLS)。無此信號時,親核蛋白不能進(jìn)入核。進(jìn)入核后該信號不被切除。例子:病毒SV40的T抗原,上有核輸入信號,若突變,不能進(jìn)入核?,F(xiàn)在是31頁\一共有136頁\編輯于星期六親核蛋白經(jīng)核孔復(fù)合體主動被運(yùn)進(jìn)核,除要依賴NLS外,還是一個載體介導(dǎo)的過程。B、核輸入受體的作用:核輸入信號的結(jié)合蛋白(NBP)——輸入蛋白或接載蛋白或核輸入受體,其作用是協(xié)助親核蛋白進(jìn)入核,然后再返回細(xì)胞質(zhì),參與再循環(huán)。此過程需要能量。現(xiàn)在是32頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是33頁\一共有136頁\編輯于星期六核質(zhì)素輸入細(xì)胞核的過程
現(xiàn)在是34頁\一共有136頁\編輯于星期六(2)RNA和核糖體亞單位的運(yùn)出
運(yùn)出機(jī)制不清。推斷:受體介導(dǎo)的主動運(yùn)輸。RNA加工成熟后才能出核;mRNA和scRNA(小胞質(zhì)RNA)依賴于m7G帽才能出核。成熟的rRNA在核內(nèi)結(jié)合上核糖體蛋白而變成核糖體亞單位,以RNP的形式依賴于受體的介導(dǎo)被運(yùn)出核?,F(xiàn)在是35頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是36頁\一共有136頁\編輯于星期六總之:親核蛋白的入核,RNA和核糖體亞單位的出核均具有高度選擇性,是一種信號識別和載體介導(dǎo)的耗能過程?,F(xiàn)在是37頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是38頁\一共有136頁\編輯于星期六細(xì)胞內(nèi)有小核RNA(smallnuclearRNA,snRNA)。它是真核生物轉(zhuǎn)錄后加工過程中RNA剪接體(spilceosome)的主要成分,參與mRNA前體的加工過程?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有五種snRNA,其長度在哺乳動物中約為100-215個核苷酸。snRNA一直存在于細(xì)胞核中,與40種左右的核內(nèi)蛋白質(zhì)共同組成RNA剪接體,在RNA轉(zhuǎn)錄后加工中起重要作用。另外,還有端粒酶RNA(telomeraseRNA),它與染色體末端的復(fù)制有關(guān);以及反義RNA(antisenseRNA),它參與基因表達(dá)的調(diào)控?,F(xiàn)在是39頁\一共有136頁\編輯于星期六(三)核纖層核纖層是結(jié)合在內(nèi)層核膜的內(nèi)表面、由中間纖維相互交織而成的一層高電子密度的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在所有真核細(xì)胞中普遍存在,一般厚約10-20nm。
1、組成laminA、laminB、laminClaminB+laminB受體(LBR)laminA、laminC+染色體現(xiàn)在是40頁\一共有136頁\編輯于星期六BCA外核膜內(nèi)核膜核纖層蛋白染色質(zhì)纖維胞質(zhì)受體現(xiàn)在是41頁\一共有136頁\編輯于星期六核纖層結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在是42頁\一共有136頁\編輯于星期六末期前期間期富含LBR富含gp210現(xiàn)在是43頁\一共有136頁\編輯于星期六核膜的裝配—核膜去組裝、重組裝膜泡前體模型Courvalin等人實驗(HeLa細(xì)胞)核膜去組裝,得到兩種膜泡一組:富含LBR一組:富含gp210核膜重組裝:先LBR膜泡、后gp210膜泡LBR、gp210周期性磷酸化、去磷酸化現(xiàn)在是44頁\一共有136頁\編輯于星期六2、核纖層功能:(1)維持核孔位置和核被膜的形態(tài);(2)為間期染色質(zhì)提供附著位點;(3)有絲分裂中,與核被膜的解體和重建有關(guān)?,F(xiàn)在是45頁\一共有136頁\編輯于星期六第二節(jié)、染色質(zhì)染色質(zhì):光學(xué)顯微鏡下可見間期核中有一種嗜堿性很強(qiáng)的的物質(zhì),稱為染色質(zhì),是遺傳物質(zhì)的存在形式。間期核中染色質(zhì)以兩種形式存在:常染色質(zhì):伸展開的呈電子透亮狀態(tài)異染色質(zhì):卷曲凝縮。(Giemsa染,常淺異深)染色體:和染色質(zhì)是遺傳物質(zhì)在細(xì)胞周期不同階段的存在形式,是在細(xì)胞分裂過程中由染色質(zhì)凝縮而成的棒狀結(jié)構(gòu),二者的化學(xué)組成沒有多大差異。
現(xiàn)在是46頁\一共有136頁\編輯于星期六(一)染色質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)1、核小體——染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。(1)核小體的結(jié)構(gòu)和組分30nm(粗纖維)-10nm(細(xì)纖維)-2-4nm螯合劑尿素現(xiàn)在是47頁\一共有136頁\編輯于星期六用非特異性核酸酶(如微球菌核酸酶)處理染色質(zhì),大多數(shù)情況下可得到大約200bp的片段,但處理裸露的DNA分子會得到隨機(jī)降解的片段。以這個實驗為基礎(chǔ),R.Kornberg1974年提出了核小體模型(念珠模型)?,F(xiàn)在是48頁\一共有136頁\編輯于星期六念珠模型的主要內(nèi)容:染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)——DNA和蛋白質(zhì)——重復(fù)亞單位1個亞單位=200bp的DNA鏈+9分子組蛋白=核小體9個組蛋白分子1分子連接組蛋白(H1)8分子核心組蛋白(H2A、H2B、H3、H4)各2分子若干核小體串連成念珠狀——染色質(zhì)絲(細(xì)纖維)現(xiàn)在是49頁\一共有136頁\編輯于星期六核小體結(jié)構(gòu)
核心組蛋白八聚體
核小體核心核心DNAH1連接組蛋白
連接區(qū)DNA現(xiàn)在是50頁\一共有136頁\編輯于星期六核小體組裝程序1、核心組蛋白八聚體(H3)2(H4)2——四聚體
+H2A、H2B——八聚體
2、DNA纏繞
147bpDNA繞核心組蛋白1.8圈,H1結(jié)合上去;共用165bp繞核心組蛋白2圈3、連接區(qū)DNA
染色質(zhì)小體之間——0-100bp現(xiàn)在是51頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是52頁\一共有136頁\編輯于星期六
核小體和螺線管的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是53頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是54頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是55頁\一共有136頁\編輯于星期六①由核小體螺旋化形成,每6個核小體繞一圈,構(gòu)成外徑30nm的中空管,長度壓縮6倍;②由核小體纖維Z字形折疊而成,長度壓縮40倍。30nm纖維的形成與核小體之間蛋白質(zhì)的相互作用有關(guān),連接組蛋白H1和核心組蛋白尾部均參與這種相互作用?,F(xiàn)在是56頁\一共有136頁\編輯于星期六(2)核小體中各組分的作用:A:只有H3和H4時能形成核小體,但是,只有H2A和H2B時不能形成核小體顆粒。B:H1組蛋白的作用:保持染色質(zhì)的結(jié)構(gòu),保護(hù)核心上的165bpDNA不被核酸酶消化,在10納米染色質(zhì)絲進(jìn)一步盤繞時起重要作用。
C:組蛋白疏水區(qū)向著核心內(nèi)部,帶正電荷區(qū)分布在顆粒表面,可以與DNA緊密結(jié)合?,F(xiàn)在是57頁\一共有136頁\編輯于星期六(3)染色質(zhì)中的酶敏感區(qū):微球菌核酸酶;DNA酶Ⅰ(超敏感位點)。(4)核小體裝配:2.0mol/LNacl,核心蛋白可以去掉,降低Nacl的濃度,DNA和組蛋白重新構(gòu)成核小體。(5)離子強(qiáng)度對染色質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的影響:低離子濃度,染色質(zhì)絲為10納米,離子強(qiáng)度增加,H1分子間相互作用增大,10納米的核小體絲卷曲為30納米螺旋管狀的染色質(zhì)粗纖維?,F(xiàn)在是58頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是59頁\一共有136頁\編輯于星期六2、常染色質(zhì)和異染色質(zhì):間期核中染色質(zhì)可分為:常染色質(zhì)——是進(jìn)行活躍轉(zhuǎn)錄的部位,呈疏松的環(huán)狀,電鏡下表現(xiàn)為淺染,易被核酸酶在一些敏感的位點降解。(伸展開的染色質(zhì))異染色質(zhì)——在間期核中處于凝縮狀態(tài),無轉(zhuǎn)錄活性,也叫非活動染色質(zhì)(inactivechromatin);是遺傳惰性區(qū);在細(xì)胞周期中表現(xiàn)為晚復(fù)制、早凝縮,即異固縮現(xiàn)象(heteropycnosis)。存在部位:著絲粒、端粒和核仁組織區(qū)附近。(凝縮狀態(tài)的染色質(zhì))現(xiàn)在是60頁\一共有136頁\編輯于星期六異染色質(zhì)的特異性:(1)間期凝縮,(2)遺傳惰性區(qū);(3)復(fù)制晚。異染色質(zhì)分類:(A)恒定型異染色質(zhì):在所有細(xì)胞內(nèi)都呈異固縮的染色質(zhì),多定位于著絲粒區(qū),端粒,次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段,在間期聚集成多個染色中心,由相對簡單的高度重復(fù)序列構(gòu)成?,F(xiàn)在是61頁\一共有136頁\編輯于星期六
熒光原位雜交顯示的著絲粒衛(wèi)星DNA(黃)現(xiàn)在是62頁\一共有136頁\編輯于星期六(B)兼性異染色質(zhì)(僅在某些細(xì)胞的特定發(fā)育階段出現(xiàn)):是指不同細(xì)胞類型或不同發(fā)育時期出現(xiàn)的異染色質(zhì)區(qū)。巴氏小體(barrbody)。雌性哺乳動物細(xì)胞中一條異固縮化的X染色體。人的胚胎發(fā)育到16天以后,出現(xiàn)巴氏小體。barrbody現(xiàn)在是63頁\一共有136頁\編輯于星期六第三節(jié)中期染色體1、中期染色體結(jié)構(gòu)的形成:從DNA到染色體經(jīng)過四級包裝:DNA雙螺旋10納米核小體絲(一級結(jié)構(gòu))30納米粗纖維(二級結(jié)構(gòu))大于1000倍(三級結(jié)構(gòu))超粗纖維染色體,大于10000倍(四級結(jié)構(gòu))。壓縮7倍壓縮6倍現(xiàn)在是64頁\一共有136頁\編輯于星期六
壓縮7倍
壓縮6倍
壓縮40倍
DNA———→核小體———→螺線管———壓縮5倍→超螺線管———→染色單體現(xiàn)在是65頁\一共有136頁\編輯于星期六對于更高級染色體包裝方式,至今尚不明確。目前多認(rèn)為30nm的纖維折疊為一系列的環(huán)(loop)結(jié)合在核骨架上(或稱染色體骨架),結(jié)合點是富含AT的區(qū)域,這種環(huán)狀的結(jié)構(gòu)散布于細(xì)胞核中。用鹽溶液去除組蛋白,在電鏡下可以看到,無論有絲分裂的染色體、燈刷染色體、間期的唾腺染色體上,都有大量的結(jié)合在骨架上的放射環(huán),說明這種環(huán)并不是有絲分裂染色體所特有的。現(xiàn)在是66頁\一共有136頁\編輯于星期六染色質(zhì)結(jié)合在核骨架/染色體骨架上
現(xiàn)在是67頁\一共有136頁\編輯于星期六中期染色體骨架:中期染色體將組蛋白去掉后,染色體周圍布滿了松展開的裸露的DNA絲,由非組蛋白構(gòu)成的支架仍可保持著染色體的基本輪廓,特稱為染色體骨架,為核骨架成員之一?,F(xiàn)在是68頁\一共有136頁\編輯于星期六染色體骨架—放射環(huán)模型螺線管復(fù)制環(huán)18個復(fù)制環(huán)微帶106微帶染色體現(xiàn)在是69頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是70頁\一共有136頁\編輯于星期六一個典型的有絲分裂中期的染色體近末端區(qū)域的掃描電鏡照片一個有絲分裂染色體的染色單體的透射電鏡照片現(xiàn)在是71頁\一共有136頁\編輯于星期六2.中期染色體的類型和結(jié)構(gòu):一條中期染色體——兩條姊妹染色單體兩條姊妹染色單體——著絲粒相連著絲粒位置中部:中央著絲粒染色體亞中部:亞中央著絲粒染色體亞端部:近端著絲粒染色體端部:端著絲粒染色體現(xiàn)在是72頁\一共有136頁\編輯于星期六(1)根據(jù)著絲粒的位置將染色體分四種:中央著絲粒染色體;亞中央著絲粒染色體;近端著絲粒染色體;端著絲粒染色體。現(xiàn)在是73頁\一共有136頁\編輯于星期六染色體結(jié)構(gòu)1、著絲粒(初級縊痕)2、次(級)縊痕3、核仁組織區(qū)(NOR)4、隨體:sat-染色體、隨體染色體5、端粒:端粒DNA和端粒蛋白構(gòu)成現(xiàn)在是74頁\一共有136頁\編輯于星期六染色體的較細(xì)處稱為縊痕。著絲粒處叫主縊痕;其它處的縊痕叫次縊痕;有的染色體在一末端附近有一次縊痕,有組織核仁的功能,稱核仁組織區(qū),有核仁組織區(qū)的染色體叫核仁組織染色體。染色體臂:著絲粒兩側(cè)的部分現(xiàn)在是75頁\一共有136頁\編輯于星期六染色體各部分的名稱Satellite現(xiàn)在是76頁\一共有136頁\編輯于星期六(2)染色體倍性變化情況各種生物的體細(xì)胞的染色體一般成對存在,每一對染色體的形狀、大小和著絲粒的位置相同,這一對染色體互稱為同源染色體。性細(xì)胞染色體為單倍體(haploid),用n表示;體細(xì)胞為2倍體(diploid)以2n表示,還有一些物種的染色體成倍增加成為4n、6n、8n等,稱為多倍體。染色體的數(shù)目因物種而異,如人類2n=46,黑猩猩2n=48,果蠅2n=8,家蠶2n=56,小麥2n=42,水稻2n=24,洋蔥2n=16.現(xiàn)在是77頁\一共有136頁\編輯于星期六不同生物物種的染色體數(shù)目相對恒定,對保持物種的穩(wěn)定性有重要意義。一般,正常細(xì)胞的染色體呈整倍性(n的整倍數(shù)),但一些轉(zhuǎn)化細(xì)胞如腫瘤細(xì)胞的染色體數(shù)往往呈非整倍性(一般大于2n)?,F(xiàn)在是78頁\一共有136頁\編輯于星期六名詞:染色體組(chromosomecomplement):指一個配子或合子核,或體細(xì)胞所攜帶的全部染色體,故可指單倍體,也可指二倍體或多倍體和所含的全部染色體。染色體套(chromosomeset):在真核生物中由物種的必需染色體各1條所成的有活力的最小染色體組。在基本染色體套中的染色體數(shù)稱為基數(shù),一般染色體套代表1n染色體?;蚪M(genome):真核生物1個物種的基本染色體套所含的全部基因。現(xiàn)在是79頁\一共有136頁\編輯于星期六(3)染色體主要區(qū)域的分子結(jié)構(gòu)著絲粒與著絲點的形態(tài)結(jié)構(gòu)著絲?!惾旧|(zhì)組成著絲點——紡錘絲附著位點三層結(jié)構(gòu)內(nèi)板:連中央結(jié)構(gòu)域中間間隙外板現(xiàn)在是80頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是81頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是82頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是83頁\一共有136頁\編輯于星期六著絲粒-動粒復(fù)合體(主縊痕區(qū))A、著絲點結(jié)構(gòu)域(kinetochoredomain)B、中央結(jié)構(gòu)域(centraldomain)C、配對結(jié)構(gòu)域(paringdomain)現(xiàn)在是84頁\一共有136頁\編輯于星期六A、著絲點結(jié)構(gòu)域——著絲粒外附加結(jié)構(gòu)直徑:結(jié)構(gòu):著絲點三層結(jié)構(gòu)內(nèi)板:連中央結(jié)構(gòu)域中間間隙外板三層結(jié)構(gòu)外:纖維冠(微管蛋白構(gòu)成):有馬達(dá)蛋白,如胞質(zhì)Dynein和屬于kinesin家族的CENP-E,為染色體的分離提供動力組成成分:蛋白質(zhì)、DNA現(xiàn)在是85頁\一共有136頁\編輯于星期六B、中央結(jié)構(gòu)域——著絲粒主體由高度重復(fù)序列DNA和著絲粒蛋白構(gòu)成異染色質(zhì)構(gòu)成人類著絲粒區(qū)DNA——類α家族類α家族α衛(wèi)星DNA17bp的基本序列可與CENP-B蛋白結(jié)合—CENP-B盒著絲粒蛋白:CENP-A、-B、-C、-D、-E現(xiàn)在是86頁\一共有136頁\編輯于星期六C、配對結(jié)構(gòu)域-姊妹染色單體連接區(qū)位于著絲粒結(jié)構(gòu)的內(nèi)層,中期兩條染色單體在此處相互連結(jié),在此區(qū)域發(fā)現(xiàn)有兩類蛋白,內(nèi)著絲粒蛋白INCENP(innercentromereprotein),染色單體連接蛋白CLIP(chromatidlinkingprotein).現(xiàn)在是87頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是88頁\一共有136頁\編輯于星期六著絲粒的3個結(jié)構(gòu)域現(xiàn)在是89頁\一共有136頁\編輯于星期六(B)端粒是染色體端部的特化部分,由端粒DNA和端粒蛋白構(gòu)成,其生物學(xué)作用在于維持染色體的穩(wěn)定性。如果用X射線將染色體打斷,不具端粒的染色體末端有粘性,會與其它片段相連或兩端相連而成環(huán)狀?,F(xiàn)在是90頁\一共有136頁\編輯于星期六熒光原位雜交顯示的端粒(上)和端粒序列(下)現(xiàn)在是91頁\一共有136頁\編輯于星期六
端粒由高度重復(fù)的短序列串聯(lián)而成,在進(jìn)化上高度保守,不同生物的端粒序列都很相似,人的序列為GGGTTA。端粒起到細(xì)胞分裂計時器的作用,端粒核苷酸復(fù)制和基因DNA不同,每復(fù)制一次減少50-100bp,其復(fù)制要靠具有反轉(zhuǎn)錄酶性質(zhì)的端粒酶(telomerase)來完成,正常體細(xì)胞缺乏此酶,故隨細(xì)胞分裂而變短,細(xì)胞隨之衰老。現(xiàn)在是92頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是93頁\一共有136頁\編輯于星期六(C)次縊痕:除著絲粒區(qū)主縊痕以外的其它縊痕。此處部分DNA松解,變細(xì)而形成。次縊痕的位置相對穩(wěn)定,是鑒定染色體個別性的一個顯著特征?,F(xiàn)在是94頁\一共有136頁\編輯于星期六(D)核仁組織區(qū)(NORs)核仁組織區(qū)位于染色體的次縊痕區(qū),但并非所有的次縊痕都是NORs。是核糖體RNA基因所在的區(qū)域,其精細(xì)結(jié)構(gòu)呈燈刷狀,可伸出DNA環(huán)(核糖體DNA)。能夠合成核糖體的28S、18S和5.8SrRNA?!,F(xiàn)在是95頁\一共有136頁\編輯于星期六核仁組織者中心形成核仁
核仁組織染色體現(xiàn)在是96頁\一共有136頁\編輯于星期六(E)隨體(satellite):指位于染色體末端的球形或圓柱形染色體節(jié)段,通過次縊痕區(qū)與染色體主體部分相連。位于染色體末端的隨體稱為端隨體,位于兩個次縊痕中間的稱中間隨體?,F(xiàn)在是97頁\一共有136頁\編輯于星期六3、染色體DNA的關(guān)鍵序列:自我復(fù)制DNA序列——ARS
DNA復(fù)制起點著絲粒DNA序列——CEN
保證染色單體分離端粒DNA序列——TEL
維持染色體穩(wěn)定性保證染色體完整復(fù)制現(xiàn)在是98頁\一共有136頁\編輯于星期六染色體的三種基本序列現(xiàn)在是99頁\一共有136頁\編輯于星期六人造微小染色體ARS——均具有一段11~14bp的同源性很強(qiáng)的富含AT的共有序列CEN——兩個彼此相臨的核心區(qū)一個是80~90bp的AT區(qū)一個是11bp的保守區(qū)TEL——端粒DNA+端粒蛋白端粒蛋白:RNA+蛋白質(zhì),又稱端粒酶端粒序列:5'CCCCAA3'3'GGGGTT5'現(xiàn)在是100頁\一共有136頁\編輯于星期六4、特殊染色體(1)多線染色體210(1024)條染色體明暗相間條紋暗條紋——帶:奢侈基因(luxurygene)明條紋——間帶:管家基因(家政基因)(housekeeping)脹泡(蓬突)—Balbiani環(huán)現(xiàn)在是101頁\一共有136頁\編輯于星期六果蠅幼蟲唾液腺多線染色體伸展開的放射環(huán)現(xiàn)在是102頁\一共有136頁\編輯于星期六唾腺染色體現(xiàn)在是103頁\一共有136頁\編輯于星期六(2)燈刷染色體這種染色體最早發(fā)現(xiàn)于魚類、兩棲類和爬行類卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的雙線期。由于染色體主軸兩側(cè)有側(cè)環(huán),狀如燈刷,故名燈刷染色體。由兩條同源染色體組成,二價體或四分體組成染色粒:染色質(zhì)緊密螺旋化的部位側(cè)環(huán):RNA活躍轉(zhuǎn)錄的區(qū)域,基質(zhì)組成DNA基質(zhì):RNP(RNA+蛋白質(zhì))現(xiàn)在是104頁\一共有136頁\編輯于星期六燈刷染色體現(xiàn)在是105頁\一共有136頁\編輯于星期六四分體二價體染色質(zhì)側(cè)環(huán)染色粒轉(zhuǎn)錄單位/側(cè)環(huán)現(xiàn)在是106頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是107頁\一共有136頁\編輯于星期六(三)
大腸桿菌染色體現(xiàn)在是108頁\一共有136頁\編輯于星期六三、核仁核仁(necleolus)見于間期的細(xì)胞核內(nèi),呈圓球形,核仁的位置不固定,或位于核中央,或靠近內(nèi)核膜,核仁的數(shù)量和大小因細(xì)胞種類和功能而異一般蛋白質(zhì)合成旺盛和分裂增殖較快的細(xì)胞有較大和數(shù)目較多的核仁,反之核仁很小或缺失。一般1-2個,也有多達(dá)3-5個的。核仁超微結(jié)構(gòu)核仁功能:轉(zhuǎn)錄rRNA和組裝核糖體單位。核仁周期:在分裂前期消失,分裂末期又重新出現(xiàn)?,F(xiàn)在是109頁\一共有136頁\編輯于星期六1、核仁超微結(jié)構(gòu)核仁與其他的細(xì)胞器不同,周圍沒有界膜包圍,由五部分組成:原纖維中心(fibrilararea):為DNP復(fù)合物(rDNA,RNA聚合酶1,轉(zhuǎn)錄因子)。致密纖維組分:核仁中電子密度最高,為新合成的RNP顆粒組分(granulararea):位于核仁邊緣部分,是不同加工階段的核糖體亞單位前體(RNP)?,F(xiàn)在是110頁\一共有136頁\編輯于星期六核仁染色質(zhì):核仁染色質(zhì)分為兩部分,一部分位于核仁周圍,稱為核仁周染色質(zhì),屬異染色質(zhì),一部分位于核仁內(nèi),為常染色質(zhì),即核仁組織區(qū),是rDNA所在的位置。核仁基質(zhì):懸浮前三種成分的無結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)性溶液。現(xiàn)在是111頁\一共有136頁\編輯于星期六核仁結(jié)構(gòu)纖維中心致密纖維成分顆粒成分現(xiàn)在是112頁\一共有136頁\編輯于星期六A、纖維中心B、致密纖維組分(DFC)組成rDNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物——rRNA特異結(jié)合蛋白——
fibrillarin、核仁素、Ag--NOR蛋白C、顆粒組分(GC)
組分:RNP顆?!颂求w亞單位前體現(xiàn)在是113頁\一共有136頁\編輯于星期六D、其它核仁相關(guān)染色質(zhì)核仁周邊染色質(zhì)核仁內(nèi)染色質(zhì)核仁組織區(qū)(NOR)核仁基質(zhì)核液現(xiàn)在是114頁\一共有136頁\編輯于星期六2、核仁功能rDNA轉(zhuǎn)錄rRNA加工核糖體亞單位的裝配現(xiàn)在是115頁\一共有136頁\編輯于星期六A、rRNA基因(rDNA)轉(zhuǎn)錄rDNA成簇排列RNA聚合酶I催化一個轉(zhuǎn)錄單位一個rDNA重復(fù)單位若干轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(rRNA)若干RNA聚合酶I一個轉(zhuǎn)錄單位有多個轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成RNP顆?,F(xiàn)在是116頁\一共有136頁\編輯于星期六B、rRNA加工初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物哺乳類——45SrRNA前體果蠅——38S酵母——37S中間前體物現(xiàn)在是117頁\一共有136頁\編輯于星期六C、核糖體亞單位的裝配核糖體蛋白質(zhì):細(xì)胞質(zhì)——核仁內(nèi)5SrRNA:核仁外——核仁內(nèi)核糖體大、小亞單位:核仁——細(xì)胞質(zhì)現(xiàn)在是118頁\一共有136頁\編輯于星期六現(xiàn)在是119頁\一共有136頁\編輯于星期六核糖體的組裝現(xiàn)在是120頁\一共有136頁\編輯于星期六3、核仁周期分裂間期——核仁明顯分裂前期——核仁開始變小消失分裂中期、后期——核仁完全消失分裂末期——核仁重建現(xiàn)在是121頁\一共有136頁\編輯于星期六四、核基質(zhì)核基質(zhì)(nuclearmatrix)或稱核骨架(nucleoskeleton)為真核細(xì)胞核內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),是指除核被膜、核纖層-核孔復(fù)合體體系、染色體骨架及核仁以外的核內(nèi)網(wǎng)架體系。(狹義)廣義:核骨架包括核基質(zhì)、核纖層-核孔復(fù)合體體系、殘存的核仁、染色體骨架。
現(xiàn)在是122頁\一共有136頁\編輯于星期六1、形態(tài):核骨架纖維粗細(xì)不等,直徑為3-30nm,形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與核纖層,與核孔復(fù)合體相接,將染色質(zhì)和核仁網(wǎng)絡(luò)在其中。核骨架-核纖層-中間纖維三者相互聯(lián)系形成一個貫穿于核、質(zhì)間的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)較微管、微絲具有更高的穩(wěn)定性。現(xiàn)在是123頁\一共有136頁\編輯于星期六2、化學(xué)組成:主要為蛋白,已知的四類蛋白:核基質(zhì)蛋白;Nuc2+蛋白;核內(nèi)肌動蛋白;附著區(qū)結(jié)合蛋白。3、核基質(zhì)功能:(1)與DNA復(fù)制有關(guān);(2)與RNA轉(zhuǎn)錄有關(guān);(3)與RNA的加工有關(guān);(4)與染色體DNA的有序包裝和染色體構(gòu)建有關(guān)。
現(xiàn)在是124頁\一共有136頁\編輯于星期六核骨架的功能1.為DNA的復(fù)制提供支架,DNA是以復(fù)制環(huán)的形式錨定在核骨架上的,核骨架上有DNA復(fù)制所需要的酶,如:DNA聚合酶α、DNA引物酶、DNA拓樸異構(gòu)酶II等。DNA的自主復(fù)制序列(ARS)也是結(jié)合在核骨架上。2.是基因轉(zhuǎn)錄加工的場所,RNA的轉(zhuǎn)錄同樣需要DNA錨定在核骨架上才能進(jìn)行,核骨架上有RNA聚合酶的結(jié)合位點,使之固定于核骨架上,RNA的合成是在核骨架上進(jìn)行的。新合成的RNA也結(jié)合在核骨架上,并在這里進(jìn)行加工和修飾?,F(xiàn)在是125頁\一共
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