《醫(yī)學細胞生物學》本科教學課件

《醫(yī)學細胞生物學》本科教學課件,醫(yī)學細胞生物學,醫(yī)學,細胞生物學,本科,教學,課件 第九章第九章 細胞核細胞核CellNucleus細胞核：細胞核：1最大的細胞器最大的細胞器2遺傳物質儲存、復制和轉錄的場所遺傳物質儲存、復制和轉錄的場所3生命活動的控制中心生命活動的控制中心4真核生物與原核生物最大的區(qū)別真核生物與原核生物最大的區(qū)別核質比核質比正常細胞正常細胞NP0.5；分裂期細胞；分裂期細胞NP0.5；衰老細胞；衰老細胞NP0.5。形態(tài)：形態(tài)：隨細胞的增殖過程呈現周期性的變化。間期可以隨細胞的增殖過程呈現周期性的變化。間期可以 觀察細胞核的完整結構。一般與細胞的形態(tài)相適觀察細胞核的完整結構。一般與細胞的形態(tài)相適 應應,圓形、橢圓形、桿狀、分葉狀。圓形、橢圓形、桿狀、分葉狀。大?。捍笮。?0m10m數目：數目：1 1個、個、2 2個（肝、腎細胞）、數百（破骨細胞）個（肝、腎細胞）、數百（破骨細胞）位置：位置：細胞中央或偏于某一端細胞中央或偏于某一端組成部分：核被膜組成部分：核被膜 核仁核仁 染色質染色質 核基質核基質 染色質染色質核仁核仁中心體中心體染色質染色質微管微管內質網內質網中間纖維中間纖維核孔核孔核纖層核纖層內核膜內核膜外核膜外核膜核膜核膜Nucleus structure第一節(jié)第一節(jié)核膜核膜（nuclearenvelope）一、核膜的化學組成一、核膜的化學組成蛋白質、脂類、少量蛋白質、脂類、少量DNA和和RNA核被膜的化學組成與內質網相似核被膜的化學組成與內質網相似二、核膜的結構二、核膜的結構（電鏡）（電鏡）構成：構成：內核膜（內核膜（innernuclearmembrane）外核膜（外核膜（outernuclearmembrane）核周隙（核周隙（perinuclearspace）The nuclear envelope1.外核膜：外核膜：面向胞質，面向胞質，與粗面內質網膜連續(xù)與粗面內質網膜連續(xù)有核糖體附著有核糖體附著表面有中間纖維表面有中間纖維2.內核膜：內核膜：面向核質面向核質外表面無核糖體，內表面附有核外表面無核糖體，內表面附有核纖層（有核纖層蛋白纖層（有核纖層蛋白B受受體，為核纖層蛋白體，為核纖層蛋白B提供結合位點。）提供結合位點。）3.核周隙：核周隙：與粗面內質網腔相通與粗面內質網腔相通寬：寬：20-40nm 4.核核 孔孔：內外核膜融合所致，：內外核膜融合所致，3000-4000個個/細細胞胞CytoplasmicCytoplasmic face face cytoplasmiccytoplasmic particles particlesNuclear faceNuclear face basket inner complex basket inner complex核孔復合體（核孔復合體（nuclearporecomplex,NPC）：）：捕魚籠式核孔復合體：捕魚籠式核孔復合體：胞質環(huán)胞質環(huán)核質環(huán)核質環(huán)輻輻中央栓中央栓功能：功能：介導細胞核與介導細胞核與細胞質間的物質運輸細胞質間的物質運輸柱狀亞單位柱狀亞單位:連接支撐內外環(huán)連接支撐內外環(huán)腔內亞單位腔內亞單位:跨膜入腔固定跨膜入腔固定環(huán)帶亞單位環(huán)帶亞單位:核孔中心連輻的環(huán)核孔中心連輻的環(huán)5.核纖層核纖層 位于內核膜內側與染色質之間的一層由高電子密度位于內核膜內側與染色質之間的一層由高電子密度纖維蛋白質組成的網絡片層結構。分三種核纖層蛋白纖維蛋白質組成的網絡片層結構。分三種核纖層蛋白（A、B、C）屬于中間絲。）屬于中間絲。核纖層的功能：核纖層的功能：1）支持和固定核膜，穩(wěn)定核的形狀）支持和固定核膜，穩(wěn)定核的形狀 2）與染色質凝集成染色體相關）與染色質凝集成染色體相關 3）參與核膜的崩解和重建）參與核膜的崩解和重建 4）參與）參與DNA的復制的復制三、核被膜的主要功能三、核被膜的主要功能 1.區(qū)域化作用區(qū)域化作用 為基因表達提供了時空隔離屏障為基因表達提供了時空隔離屏障 保證相對穩(wěn)定的內環(huán)境保證相對穩(wěn)定的內環(huán)境 遺傳信息的表達得到得到更為精確的控制遺傳信息的表達得到得到更為精確的控制2.合成生物大分子合成生物大分子-蛋白質蛋白質3.控制核質間的物質流和信息流控制核質間的物質流和信息流 核膜雙層核膜雙層 核孔復合體核孔復合體 核定位序列核定位序列 核孔復合體介導核核孔復合體介導核-質間的物質交換質間的物質交換被被動擴動擴散：散：轉轉運成分：運成分：無機離子、小分子及直徑小于無機離子、小分子及直徑小于10nm的物的物質質，如，如水分子、水分子、K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、單單糖、氨基酸等。糖、氨基酸等。轉轉運特點：運特點：通通過過直徑直徑910nm的的親親水性通道自由水性通道自由轉轉運。運。主主動動運運輸輸轉轉運成分：運成分：大分子物大分子物質質，如，如RNA、核糖體、蛋白、核糖體、蛋白質質等。等。轉轉運特點：運特點：具有具有選擇選擇性；性；直徑大小是可直徑大小是可調節(jié)調節(jié)；信號信號識別識別與與載載體介體介導導；消耗能量；消耗能量；雙向性。雙向性。親親核蛋白（核蛋白（karyophilicprotein）：在）：在細細胞胞質質內合成內合成后，需要或能后，需要或能夠進夠進入入細細胞核內胞核內發(fā)揮發(fā)揮功能的一功能的一類類蛋白蛋白質質。核定位信號（核定位信號（nuclearlocalizationsignal,NLS）：存）：存在于在于親親核蛋白內的特殊氨基酸序列，可引核蛋白內的特殊氨基酸序列，可引導導蛋白蛋白質質通通過過核孔復合體被核孔復合體被轉轉運到核內。運到核內。z親核蛋白通過核孔復合體轉運入核親核蛋白通過核孔復合體轉運入核轉轉運條件：運條件：核定位信號核定位信號(nuclearlocalizationsignal,NLS)；核核轉轉運受體運受體(輸輸入蛋白）：入蛋白）：入核素入核素存在于胞存在于胞質質中，中，既可以與核孔復合體既可以與核孔復合體結結合，又可以與被合，又可以與被轉轉運物運物質結質結合。合。RanGTP酶酶：水解水解GTP，為為核核轉轉運提供能量；激活入核運提供能量；激活入核素，使其素，使其釋釋放放親親核蛋白至核內。核蛋白至核內。親核蛋白的入核轉運親核蛋白的入核轉運親核蛋白的入核轉運親核蛋白的入核轉運zRNA及核糖體亞基的核輸出及核糖體亞基的核輸出核孔復合體除了把親核蛋白輸入核內以外，還要核孔復合體除了把親核蛋白輸入核內以外，還要把新合成的核糖體大小亞基、把新合成的核糖體大小亞基、mRNA和和tRNA等輸等輸出到細胞質。出到細胞質。核孔復合體上的受體識別被轉運的核孔復合體上的受體識別被轉運的RNA分子（輸分子（輸出蛋白，出蛋白，exportin）。）。大分子物質的出核轉運與入核轉運大分子物質的出核轉運與入核轉運第二節(jié)第二節(jié)染色質染色質(chromatin)與染色體與染色體(chromosome)染色質染色質（chromatin）是指間期細胞核內由是指間期細胞核內由DNADNA、組蛋、組蛋白、非組蛋白及少量白、非組蛋白及少量RNARNA組成的能被堿性染料染色的物組成的能被堿性染料染色的物質，是間期遺傳物質在細胞內的存在形式質，是間期遺傳物質在細胞內的存在形式。染色質和染色體是同一物質在細胞周期的不同階段的染色質和染色體是同一物質在細胞周期的不同階段的不同表現形態(tài)不同表現形態(tài)染色質（間期）染色質（間期）染色體（分裂期）染色體（分裂期）一染色質的化學組成一染色質的化學組成 組成：組成：DNA 組蛋白組蛋白 非組蛋白非組蛋白 RNA 比例：比例：1 1 (0.5-1.5)0.05 1染色體（質）染色體（質）DNA基因組（基因組（genomegenome）:真核細胞單倍染色體組中所含有的全真核細胞單倍染色體組中所含有的全 部遺傳信息為部遺傳信息為1 1個基因組個基因組 。人基因組：人基因組：2222條常染色體條常染色體+2+2條性染色體條性染色體單一序列（單一序列（uniquesequence)中度重復序列（中度重復序列（middlerepetitivesequence）在基因組中僅有一個或幾個拷貝，負責蛋白質氨基酸在基因組中僅有一個或幾個拷貝，負責蛋白質氨基酸組成的信息，以三聯體密碼方式進行編碼。大多數編組成的信息，以三聯體密碼方式進行編碼。大多數編碼蛋白質碼蛋白質(酶酶)的結構基因屬這種結構形式的結構基因屬這種結構形式 。重復次數在重復次數在10-1010-105 5之間。多數是不編碼的序列，構之間。多數是不編碼的序列，構成基因的間隔序列，在基因調控中起重要作用。有一些成基因的間隔序列，在基因調控中起重要作用。有一些是有編碼功能的基因，如是有編碼功能的基因，如rRNArRNA基因，基因，tRNAtRNA基因，組蛋白基因，組蛋白的基因、核糖體蛋白的基因等。的基因、核糖體蛋白的基因等。高度重復序列（高度重復序列（highlyrepetitivesequence)由一些短的由一些短的DNA序列呈串聯重復排列，一般為幾個、序列呈串聯重復排列，一般為幾個、十幾個或幾十個十幾個或幾十個bp，但重復拷貝數超過，但重復拷貝數超過105，在染色體，在染色體的端粒、著絲粒，構成結構基因的間隔，維系染色體的端粒、著絲粒，構成結構基因的間隔，維系染色體結構，與減數分裂中同源染色體聯會配對有關。結構，與減數分裂中同源染色體聯會配對有關。染色質染色質DNA的三類功能序列的三類功能序列 1)復制源復制源(replication origin)：DNA復制的起點有多個復制的起點有多個 不同區(qū)域多點同時進行不同區(qū)域多點同時進行。2)著絲粒著絲粒（centromer):兩條染色單體連接部位，兩條染色單體連接部位，分裂期與紡錘絲相連，保證染色體平均分配分裂期與紡錘絲相連，保證染色體平均分配。3)端粒端粒（telomere)：染色體末端富含染色體末端富含G重復序列，重復序列，保證保證 DNA分子的完整性。分子的完整性。酵母人工染色體酵母人工染色體(YAC)：含上述：含上述3種成分，用于轉基因種成分，用于轉基因2染色體（質）蛋白染色體（質）蛋白（1）組蛋白（）組蛋白（histone）1)1)堿性蛋白堿性蛋白,共共5 5種種 核小體組蛋白（核小體組蛋白（core core histonehistone）：）：H H2 2A A、H H2 2B B、H H3 3、H H4 4 高度保守高度保守,與與DNADNA盤繞形成核小體盤繞形成核小體 連接組蛋白（連接組蛋白（linker linker histonehistone）：）：H H1 1 具有種屬和組織特異性具有種屬和組織特異性 2)2)構建染色體的高級結構。構建染色體的高級結構。3)3)合成于合成于S S期，與期，與DNADNA合成同時進行，合成同時進行，4)4)合成后立即進入核內與合成后立即進入核內與DNADNA裝配成染色質。裝配成染色質。5)5)與與DNADNA緊密結合可抑制緊密結合可抑制DNADNA的復制和的復制和RNARNA的轉錄。的轉錄。（2）非組蛋白）非組蛋白(nonhistone)酸性蛋白酸性蛋白,序列特異性序列特異性DNA結合蛋白結合蛋白,有種屬或組織有種屬或組織特異性，整個周期都能合成特異性，整個周期都能合成。功能：功能：1）幫助幫助DNA分子折疊以維持染色質的結構分子折疊以維持染色質的結構 2）協助啟動）協助啟動DNA的復制的復制 3）控制基因的轉錄和調節(jié)基因的表達）控制基因的轉錄和調節(jié)基因的表達3RNA：含量很低：含量很低組蛋白與非組蛋白組蛋白與非組蛋白非組蛋白非組蛋白組蛋白組蛋白有種屬和組織的特異性有種屬和組織的特異性核心組蛋白核心組蛋白沒有組織特異性沒有組織特異性活動的染色質中含量高活動的染色質中含量高含量恒定含量恒定在整個細胞周期中都可合成在整個細胞周期中都可合成在在S S期合成期合成與與DNADNA結合，對基因表達有結合，對基因表達有正調控作用正調控作用與與DNADNA結合，有抑制基因結合，有抑制基因表達的作用表達的作用二、二、染色質的種類染色質的種類常染色質常染色質異染色質異染色質Euchromatinheterochromatin結構松散結構松散結構緊密結構緊密著色較淺著色較淺著色較深著色較深螺旋化程度低螺旋化程度低螺旋化程度高螺旋化程度高有功能，可活躍有功能，可活躍轉錄不活躍轉錄不活躍地進行復制和轉錄地進行復制和轉錄均勻分布在核內均勻分布在核內位于核的邊緣位于核的邊緣多位于中央多位于中央部分與核仁結部分與核仁結合合組成性異染色質組成性異染色質:在所有的細胞中在所有的細胞中,在整個細胞周期中都處于凝集狀在整個細胞周期中都處于凝集狀態(tài)，既不轉錄也不編碼蛋白，為高度重復序列，態(tài)，既不轉錄也不編碼蛋白，為高度重復序列，見于著絲粒、端粒、次縊痕等部位，在見于著絲粒、端粒、次縊痕等部位，在S期合成期合成。兼性異染色質：兼性異染色質：只在特定階段凝集而成（由原來的常染色質因喪失只在特定階段凝集而成（由原來的常染色質因喪失基因轉錄活性而來）基因轉錄活性而來）常常/異染色質的化學本質相同，異染色質的化學本質相同，但以不同的狀態(tài)存在而已，但以不同的狀態(tài)存在而已，一定條件下可互相轉化。一定條件下可互相轉化。l巴氏小體（巴氏小體（barrbody）三染色體的組裝三染色體的組裝 6109DNA堿基對堿基對/細胞細胞/46條染色體條染色體/人人 5/DNA/染色體染色體/條條 總長度總長度174cm 5m/核直徑核直徑 需要包裝、壓縮、折疊需要包裝、壓縮、折疊染色單體（幾微米）染色單體（幾微米）（一）染色質的一級結構（一）染色質的一級結構核小體核小體(nucleosome)基本結構單位基本結構單位 八聚體八聚體/組蛋白（組蛋白（H H3 3 H H4 4和和H H2 2A HA H2 2B B）+140bpDNA分子分子 （纏繞（纏繞1.75圈）圈）核心顆粒核心顆粒 之間為之間為60bp60bp的連接的連接DNADNA片段片段 直徑直徑11nm11nm圓盤狀顆粒圓盤狀顆粒核小體核小體(壓縮壓縮1/7)1/7)多級螺旋結構模型多級螺旋結構模型（二）染色質的二級結構（二）染色質的二級結構 螺線管螺線管 H1參與下，核小體緊密連接、螺旋纏繞（參與下，核小體緊密連接、螺旋纏繞（6個個/圈）圈）染染 色質纖維（色質纖維（30nm）(壓縮壓縮1/6)1/6)30nm（三）染色質的三級結構（三）染色質的三級結構超螺線管超螺線管(壓縮壓縮1/40)1/40)進一步盤繞形成，直徑進一步盤繞形成，直徑400nm（四）染色質的四級結構（四）染色質的四級結構染色單體染色單體(壓縮壓縮1/5)1/5)再次折疊而成再次折疊而成chromatid （長（長2-10uM）5/DNA2-10m/染色單體染色單體長度壓縮了近萬倍長度壓縮了近萬倍四級結構螺旋模型四級結構螺旋模型DNADNA核小體核小體核小體核小體螺線管螺線管螺線管螺線管超螺線管超螺線管超螺線管超螺線管染色單體染色單體染色單體染色單體壓縮壓縮壓縮壓縮7 7 7 7倍倍倍倍壓縮壓縮壓縮壓縮6 6 6 6倍倍倍倍壓縮壓縮壓縮壓縮40404040倍倍倍倍壓縮壓縮壓縮壓縮5 5 5 5倍倍倍倍一級結構一級結構一級結構一級結構二級結構二級結構二級結構二級結構三級結構三級結構三級結構三級結構四級結構四級結構四級結構四級結構染色體多級螺旋模型染色體多級螺旋模型染色體多級螺旋模型染色體多級螺旋模型染色體四級結構模型染色體四級結構模型染色體四級結構模型染色體四級結構模型 染色質纖維（染色質纖維（染色質纖維（染色質纖維（30nm30nm30nm30nm）折疊折疊折疊折疊袢環(huán)結構域（沿染色體縱軸袢環(huán)結構域（沿染色體縱軸袢環(huán)結構域（沿染色體縱軸袢環(huán)結構域（沿染色體縱軸 向中央四周伸出，形成放射環(huán)）向中央四周伸出，形成放射環(huán)）向中央四周伸出，形成放射環(huán)）向中央四周伸出，形成放射環(huán)）再多次折疊盤曲再多次折疊盤曲再多次折疊盤曲再多次折疊盤曲染色單體染色單體染色單體染色單體染色體骨架染色體骨架-放射環(huán)結構模型放射環(huán)結構模型放射環(huán)模型（放射環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（袢環(huán)（30nm螺線管螺線管）123456789101112131415161718四染色體的形態(tài)特征四染色體的形態(tài)特征1中期染色體的形態(tài)結構中期染色體的形態(tài)結構 （1）染色單體：）染色單體：（2）著絲粒和主縊痕：）著絲粒和主縊痕：主縊痕主縊痕：指中期染色體的兩條姐妹染色單體的連接處，指中期染色體的兩條姐妹染色單體的連接處，一向內凹陷、著色較淺的縊痕。一向內凹陷、著色較淺的縊痕。著絲粒著絲粒：兩條染色單體相連的中心部位，兩條染色單體相連的中心部位，一段高度重復的一段高度重復的 DNADNA序列，不與組蛋白結合，而與紡錘絲結合參與序列，不與組蛋白結合，而與紡錘絲結合參與 染色體向兩極的移動染色體向兩極的移動。動粒動粒（著絲點）（著絲點）：位于主縊痕兩側的特化的圓盤狀結構，由蛋白質構位于主縊痕兩側的特化的圓盤狀結構，由蛋白質構 成，是紡錘絲微管的附著部位，參與分裂后期染色成，是紡錘絲微管的附著部位，參與分裂后期染色 體向兩極的遷移。體向兩極的遷移。動粒域動粒域-外，支配染色體的運動和分離外，支配染色體的運動和分離著絲粒著絲粒-動粒復合體動粒復合體 中央域中央域-中，中，高度重復的高度重復的DNADNA序列序列 配對域配對域-內，連接姐妹染色單體內，連接姐妹染色單體中央著絲粒染色體（中央著絲粒染色體（1/25/8）分類分類亞中著絲粒染色體（亞中著絲粒染色體（5/87/8）長臂（長臂（q）,短臂（短臂（p）近端著絲粒染色體（近端著絲粒染色體（7/81）端著絲粒染色體（末端）端著絲粒染色體（末端）（3）次縊痕和隨體：）次縊痕和隨體：次縊痕次縊痕：指染色體上除主縊痕之外的縊縮部位，數量、指染色體上除主縊痕之外的縊縮部位，數量、位置和大小可作鑒別染色體的標記。位置和大小可作鑒別染色體的標記。近端著絲粒染色體（近端著絲粒染色體（13，14，15，21，22）的短臂上，與核仁的形成有關的染色體次縊痕部的短臂上，與核仁的形成有關的染色體次縊痕部 位位核仁組織區(qū)（核仁組織區(qū)（NOR）。隨隨 體體：染色體末端、與次縊痕相連的棒狀小體染色體末端、與次縊痕相連的棒狀小體 （satellite）,由異染色質組成，是識別染色體由異染色質組成，是識別染色體 形態(tài)的重要特征之一形態(tài)的重要特征之一。（4）端粒（）端粒（telomere）染色體末端的特化部位染色體末端的特化部位 由高度重復序列組成（人：由高度重復序列組成（人：TTAGGG）保證染色體復制的完整性保證染色體復制的完整性 維持染色體結構的穩(wěn)定性，防止末端的相互粘連維持染色體結構的穩(wěn)定性，防止末端的相互粘連 正常染色體每復制一次丟失正常染色體每復制一次丟失50-100bp 細胞的生命鐘，衰老的標志細胞的生命鐘，衰老的標志 腫瘤細胞因具有端粒酶活性而自行合成端粒腫瘤細胞因具有端粒酶活性而自行合成端粒細胞無限繁殖細胞無限繁殖 stop端端 粒粒 長長 度度原位原位雜雜交交實驗顯實驗顯示位于人染色體末端的端粒示位于人染色體末端的端粒（以含有（以含有TTAGGG序列的序列的DNA作作為為探探針針）五、染色體的核型與帶型五、染色體的核型與帶型核型（核型（karyotype）：）：一個體細胞中的全部染色體，按其大小和每條染色體一個體細胞中的全部染色體，按其大小和每條染色體 的形態(tài)特征順序排列所構成的圖像。的形態(tài)特征順序排列所構成的圖像。核型分析：核型分析：對待測細胞的核型進行染色體數目、形態(tài)特征的分析。對待測細胞的核型進行染色體數目、形態(tài)特征的分析。正常人核型：正常人核型：46，XX（女）；（女）；46XY（男）（男）帶型指將染色體經過一定處理、用特定的染料染色后，帶型指將染色體經過一定處理、用特定的染料染色后，使染色體沿其長軸顯示深淺各異、寬窄不等的帶紋。使染色體沿其長軸顯示深淺各異、寬窄不等的帶紋。第三節(jié)第三節(jié)核仁核仁（nucleolus）在間期細胞的核中最明顯，光鏡下為均勻、海綿狀的球體在間期細胞的核中最明顯，光鏡下為均勻、海綿狀的球體1-21-2個個/細胞，細胞，與蛋白質的合成密切相關與蛋白質的合成密切相關在核中的位置不固定在核中的位置不固定 無膜包裹無膜包裹一一.核仁的形態(tài)結構和化學組成核仁的形態(tài)結構和化學組成 組成：組成：蛋白質占蛋白質占80%RNA占占1111%DNA DNA占占8 8%形態(tài)結構：形態(tài)結構：（電鏡下）電鏡下）1纖維中心纖維中心：淺染的低電子密度的圓形結構，淺染的低電子密度的圓形結構，是是 rRNA基因的基因的rDNA存在部位，存在部位，位于位于5對染色體上對染色體上（13、14、15、21、22），），共同構成核仁組織區(qū)（次縊痕部位）共同構成核仁組織區(qū)（次縊痕部位）。2致密纖維成分致密纖維成分：核仁內電子密度最高的的區(qū)域，核仁內電子密度最高的的區(qū)域，位于淺染區(qū)的周圍位于淺染區(qū)的周圍 含有正在含有正在 轉錄轉錄 的的rRNA分子分子 含有一些特異性的含有一些特異性的RNA結合蛋白（核結合蛋白（核 仁素仁素 nucleolin：可使：可使核仁被特征性地銀染）核仁被特征性地銀染）rDNArRNA轉錄單位轉錄單位3nm間隔間隔片段片段轉錄的起點轉錄的起點轉錄的終點轉錄的終點RNA聚合酶聚合酶蛋白質顆粒蛋白質顆粒rDNA轉錄轉錄rRNA(45SrRNA前體、纖維狀前體、纖維狀)顆粒狀顆粒狀（18s5.8s28srRNA、蛋白、蛋白質顆粒）質顆粒）剪切、加工剪切、加工加工、包裝加工、包裝核糖體的亞基核糖體的亞基 3.顆粒成分顆粒成分：核仁的外周，致密的顆粒核仁的外周，致密的顆粒成熟核糖體亞單位前體成熟核糖體亞單位前體核糖體大、小亞基的組裝核糖體大、小亞基的組裝二核仁的功能二核仁的功能 1）合成）合成rRNA；2）裝配核糖體的大、小亞基）裝配核糖體的大、小亞基三核仁周期三核仁周期（nucleolarnucleolarcyclecycle）：）：）：）：在在進進行有行有絲絲分裂的分裂的細細胞中，核仁出胞中，核仁出現現一系列一系列結結構與功構與功能的周期性能的周期性變變化?；?。前期：前期：核仁核仁變變小，染色小，染色質質凝集，凝集，RNA合成停止；合成停止；中期和后期：中期和后期：核仁消失；核仁消失；末期：末期：rRNA重新開始合成，形成小核仁；重新開始合成，形成小核仁；極小的核仁極小的核仁進進一步合并最一步合并最終終形成核仁。形成核仁。第四節(jié)第四節(jié) 核骨架（核骨架（核基質）核基質）除核被膜、染色質和核仁以外的網架系統(tǒng)，又稱核骨架除核被膜、染色質和核仁以外的網架系統(tǒng)，又稱核骨架(nucleaskeleton)。是非組蛋白構成的纖維狀結構。是非組蛋白構成的纖維狀結構。(一一)核基質的形態(tài)結構和化學組成核基質的形態(tài)結構和化學組成 纖維蛋白成分構成的纖維網架結構，纖維蛋白成分構成的纖維網架結構，分布于核空間，分布于核空間，與核纖層和核孔復合體相連。與核纖層和核孔復合體相連。(二二)核基質的功能核基質的功能1.為為DNA的復制提供支架的復制提供支架2.是基因轉錄加工的場所是基因轉錄加工的場所3.與染色體構建、核膜的重建有關與染色體構建、核膜的重建有關4.與細胞分化相關與細胞分化相關細胞核與疾病細胞核與疾病一一、細胞核形態(tài)異常與腫瘤細胞核形態(tài)異常與腫瘤腫瘤細胞：腫瘤細胞：高核高核/質比；異型核結構；染色質近核質比；異型核結構；染色質近核膜處，顆粒狀；核仁膜處，顆粒狀；核仁rRNA高轉錄活性，高轉錄活性，體積大，數目多；組蛋白磷酸化高，體積大，數目多；組蛋白磷酸化高，結合結合DNA能力下降；核孔數目增多顯著。能力下降；核孔數目增多顯著。二、二、染色體異常與腫瘤染色體異常與腫瘤數目異常：數目異常：超二倍體、亞二倍體和多倍體超二倍體、亞二倍體和多倍體結構異常：結構異常：易位、重復、缺失、倒位、環(huán)狀易位、重復、缺失、倒位、環(huán)狀 慢粒慢粒：費城小體費城小體2222號、長臂與號、長臂與9 9號長臂部分區(qū)段異號長臂部分區(qū)段異 位標記染色體（位標記染色體（95%95%）視網膜母細胞瘤：視網膜母細胞瘤：1313號長臂中間缺失號長臂中間缺失 WilmsWilms瘤：瘤：1111號染色體短臂中間缺失號染色體短臂中間缺失 Down syndromeCriduchatsyndrome（5p）基因突變引起基因病基因突變引起基因病由由基因突變基因突變引起的疾病稱為基因病，包括單基因病、引起的疾病稱為基因病，包括單基因病、多基因病。多基因病。Three key regions of a chromosome隨體隨體（3）次次縊縊痕痕和和隨隨體體：次次縊縊痕痕：近近端端著著絲絲粒粒染染色色體體（13，14，15，21，22）的的.Nucleolus 形態(tài)結構：形態(tài)結構：（電鏡下）電鏡下）Summary of Chapter 8The nucleus is a spherical,sometimes elongated structure that contains the genetic material,the DNA of the cell.The highly organized chromatin is enveloped by a nuclear membrane that contains numerous pores for the transport of large macromolecules and ribosomal subunits to the cytoplasm.The nuclear envelope is actually two parallel unit membranes with an intervening space.Ribosomes are often attached to the outside membrane and it is sometimes continuous with the rough ER.Functional aspects of nuclearIt is the largest organelle in the cell and the place for genetic storage,replication and transcription.It is the control center of living activity and the hallmark to distinguish eucaryotic cells from prokaryotic ones.Chromatin consists of coiled DNA bound to basic proteins called histones and non-histone proteins.The degree of coiling of the chromatin varies during cell activity.From microscopic examination,two types of chromatin can be seen:1)dark,dense heterochromatin and 2)light euchromatin.Cells with light nuclei/uncoiled chromatin are more active than those with condensed,dark nuclei.Lightly coiled DNA facilitates transcription because there is more surface area available.A DNA molecule is an enormously long,unbranched,linear polymer that can contain many millions of nucleotides arranged in an irregular but nonrandom sequence.The genetic information is contained in the linear order of the nucleotides.Each DNA molecule is packaged in a separate chromosome,and the total genetic information stored in the chromosomes of an organism is said to constitute its genome.Each chromosome is formed from a single long DNA molecule.Each DNA molecule that forms a chromosome must contain a centromere,two telomeres and replicating origins.Most chromosomal DNA does not code for essential proteins or RNAs.Therefore,only a few percent of mammalian genome can be involved in regulating or encoding essential proteins.Besides these nonessential DNA sequences,even the essential coding regions are often interrupted by long stretches of noncoding DNA.Chromosomes contain a variety of proteins bound to specific DNA sequences.Histones are the principal structural proteins of eucaryotic chromosomes.200bp of DNA wraps around a core of histone proteins,the structure is referred to as a nucleosomes,a“bead-on-a-string”unit particle of chromatin.Nucleosomes are usually packed together to form regular higher-order structures.rRNA synthesis can proceed through nucleosomes.ChromatinisacomplexofDNA,histonesandnonhistoneproteins.Condensationofchromatinduringmitosisyieldsthevisiblemetaphasechromosomes.ChromatrinChromatrinisdividedintotwoforms:heterochromatinisdividedintotwoforms:heterochromatinandandeuchromatineuchromatin.1)1)EuchromatinEuchromatin:isalightlypackedformofchromatin:isalightlypackedformofchromatinandisoftenunderactivetranscription.Itgenerallyandisoftenunderactivetranscription.Itgenerallyappearsaslight-coloredbandswhenstainedandthisappearsaslight-coloredbandswhenstainedandthislighterstainingisduetothelesscompactstructureoflighterstainingisduetothelesscompactstructureofeuchromatineuchromatin.Heterochromatin:ItisatightlypackedformofDNA.Heterochromatin:ItisatightlypackedformofDNA.ItsmajorcharacteristicItsmajorcharacteristic isthattranscriptionisisthattranscriptionislimited.limited.Itstainsintensely,indicatingtighterpacking.ItisItstainsintensely,indicatingtighterpacking.Itisusuallylocalizedtotheperipheryofthenucleusandusuallylocalizedtotheperipheryofthenucleusandmainlyconsistsofgeneticallyinactivesatellitemainlyconsistsofgeneticallyinactivesatellitesequencesandmanygenesarerepressedtovarioussequencesandmanygenesarerepressedtovariousextents.Bothextents.Bothcentromerescentromeresandtelomeresareandtelomeresareheterochromatic,asistheBarrbodyofthesecondheterochromatic,asistheBarrbodyofthesecondinactivatedXchromosomeinafemale.inactivatedXchromosomeinafemale.Organization of chromosome 1)Nucleosome:thebasicunitsofchromatinstructure.Anindividualnucleosomecoreparticleconsistsofacomplexofeighthistoneproteins-twomoleculeseachofhistonesH2A,H2B,H3,H4-andadouble-strandedDNAofabout146bpthatwindsaroundthishistoneoctamer.EachnucleosomecoreparticleisseparatedfromthenextbyaregionoflinkerDNA(60bp).2)Solenoid:WithadditionofH1,thenucleosomalarrayscoilsintoa30nmdiameterhelicalstructureknownasthe30nmfibrewithapproximatelysixnucleosomesperturn.3)Supersolenoid4)ChromatidMain structures of metaphase chromosomes l1.Chromatidl2.Centromereandprimaryconstriction:TheThecentromereisthepartofachromosomethatlinkssisterchromatids.l3.Secondaryconstrictionisseenatthechromosomeisseenatthechromosomeinadditiontoprimaryconstrictionandisusefulininadditiontoprimaryconstrictionandisusefulinidentifyingachromosome.identifyingachromosome.SomepartsoftheseSomepartsoftheseconstrictionsindicatessitesofnucleolusformation.constrictionsindicatessitesofnucleolusformation.l4.TelomereisaregionofrepetitiveDNAattheendsofchromosomes,whichprotectstheendofthechromosomefromdestruction.lSatellite:ChromosomeshavingasatellitearecalledChromosomeshavingasatellitearecalledSATchromosomes.SATchromosomes.l4.TelomereisaregionofrepetitiveDNAattheendsofchromosomes,whichprotectstheendofthechromosomefromdestruction.l5.Satellite:ChromosomeshavingasatellitearecalledChromosomeshavingasatellitearecalledSATchromosomes.SATchromosomes.