细胞核和染色体幻灯片.ppt

核仁核仁（（necleolus）见于间期的细胞核内，呈圆）见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般球形，一般1-2个，也有多达个，也有多达3-5个的核仁的位置个的核仁的位置不固定，或位于核中央，或靠近内核膜，核仁的数不固定，或位于核中央，或靠近内核膜，核仁的数量和大小因细胞种类、细胞所处的时期和功能而异量和大小因细胞种类、细胞所处的时期和功能而异一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大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，反之核仁很小核仁在分裂前和数目较多的核仁，反之核仁很小核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现期消失，分裂末期又重新出现 核仁的主要功能是转录核仁的主要功能是转录rRNA和组装核糖体单位和组装核糖体单位第四节第四节    核仁核仁1一、一、      核仁的超微结构核仁的超微结构       核仁与其他的细胞器不同，周围没有界膜包围，核仁与其他的细胞器不同，周围没有界膜包围，在电子显微镜下可辨认出有在电子显微镜下可辨认出有3个特征性的区域，即：个特征性的区域，即：纤维中心纤维中心(fibrillar centers，，FC)，，致密纤维组分致密纤维组分(dense fibrillar component，，DFC)和和颗粒组分颗粒组分(granular component，，GC) 。

2纤维中心纤维中心(FC) 是被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆是被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆形结构，主要成分为形结构，主要成分为RNA聚合酶和聚合酶和rDNA，这些，这些rDNA是裸露的分子，可能是是裸露的分子，可能是NORsNORs在间期核的副本在间期核的副本致密纤维组分致密纤维组分(DFC) 呈环形或半月形包围呈环形或半月形包围FC，由致密的纤维构成，，由致密的纤维构成，是新合成的是新合成的RNP（指结合蛋白质的（指结合蛋白质的rRNA），转录），转录主要发生在主要发生在FC与与DFC的交界处的交界处3颗粒组分颗粒组分(GC)   由直径由直径15-20 nm的颗粒构成，是正在加工、成熟的颗粒构成，是正在加工、成熟的核糖体亚单位的前体颗粒的核糖体亚单位的前体颗粒      核仁相随染色质分为两部分，核仁相随染色质分为两部分，一部分位于核仁一部分位于核仁周围，称为核仁周染色质，属异染色质；一部分位周围，称为核仁周染色质，属异染色质；一部分位于核仁内，为常染色质，即核仁组织区，是于核仁内，为常染色质，即核仁组织区，是rDNA所在的位置所在的位置。

4鼠肝细胞核仁的结构鼠肝细胞核仁的结构5二、核仁的功能二、核仁的功能       主要功能是核糖体的生物发生，包括主要功能是核糖体的生物发生，包括rRNA的的合成、加工和核糖体的亚单位的装配合成、加工和核糖体的亚单位的装配61、、rRNA基因转录的形态和组织特征基因转录的形态和组织特征       染色体上染色体上NORs的的DNA是是rRNA的信息来源，的信息来源，1964年年Miller的电境铺展照片及后来的研究证明，的电境铺展照片及后来的研究证明，rRNA的基因转录呈的基因转录呈“圣诞树圣诞树”样的结构真核生物中样的结构真核生物中rRNA基因有基因有100-5000个拷贝，串联成重复序列人个拷贝，串联成重复序列人单倍体基因组含单倍体基因组含200个个rRNA基因拷贝，成簇分布在基因拷贝，成簇分布在5条不同的染色体上条不同的染色体上      rRNA基因由基因由RNA聚合酶聚合酶I负责转录，可以在一个负责转录，可以在一个转录单位连续工作转录单位连续工作7核仁组织者中心形成核仁核仁组织者中心形成核仁8核仁基因转录单位的核仁基因转录单位的“圣诞树圣诞树”样结构样结构9102、、rRNA前体的加工前体的加工 RNA聚合酶转录产生的初始转录产物为聚合酶转录产生的初始转录产物为rRNA前体。

哺乳类的前体哺乳类的rRNA前体为前体为45S，果蝇的为，果蝇的为38S，，酵母的为酵母的为37S前体的转录、加工过程见下图：前体的转录、加工过程见下图：1112 真核生物的真核生物的5S rRNA5S rRNA基因不定位在核仁，通常定基因不定位在核仁，通常定位在常染色体，人大约有位在常染色体，人大约有20002000个个5S rRNA5S rRNA基因，串联基因，串联成簇，由成簇，由RNARNA聚合酶聚合酶ⅢⅢ负责转录负责转录 小分子核仁蛋白小分子核仁蛋白(small nucleolar (small nucleolar ribonucleoproteins, snoRNAs) ribonucleoproteins, snoRNAs) ：：rRNArRNA前体的加工前体的加工是非常复杂的过程，涉及一系列核酸降解和碱基修是非常复杂的过程，涉及一系列核酸降解和碱基修饰snoRNAssnoRNAs在这一过程中起到非常重要的作用在这一过程中起到非常重要的作用133、核糖体亚单位的装配、核糖体亚单位的装配        新合成的新合成的45 SrRNA很快与蛋白质形成很快与蛋白质形成RNP复复合体（合体（80S的的RNP），），45 S rRNA甲基化以后经甲基化以后经RNA酶裂解为酶裂解为2个分子，个分子，18 SrRNA和和32 SrRNA，，后者再裂解为后者再裂解为28 SrRNA的的5.8 SrRNA。

成熟的成熟的rRNA仅为仅为45 S rRNA的一半，丢失的大部分是非的一半，丢失的大部分是非甲基化和甲基化和GC含量较高的区域含量较高的区域        5S rRNA合成后被转运至核仁区参与大亚基的合成后被转运至核仁区参与大亚基的装配14核仁生产核糖体过程示意图核仁生产核糖体过程示意图15 45SrRNA的加工过程的加工过程45SrRNA16核糖体亚单位形成和装配示意图核糖体亚单位形成和装配示意图17三、核仁周期三、核仁周期       细胞周期中细胞周期中核仁是高度动态核仁是高度动态的结构，有丝分的结构，有丝分裂前期末核仁解裂前期末核仁解体，末期核仁开体，末期核仁开始重建18(A) Conventional electron microscopic sample preparation. (B,D) The DNA fibers appear in the nucleolar region after NAMA-Ur DNA-specific staining, (C) the lowest electronic density region contains DNA clumps. 19Immunolocalization of fibrillarin and specific DNA staining in nucleoli of Allium sativum cells. The gold particles are restricted to nucleoli. Gold particles are mainly distributed over the DNA fibers. 20In situ hybridization using an rDNA probe on sections processed with specific DNA staining. Gold particles are distributed over the DNA fibers. 21The configuration of rDNA in the nucleolus after DNAspecificstaining. The rDNA fibers are distributed around the FC,forming multiple circular rDNA arrangements (arrows). The DNAcomponents within the FC remain in an aggregated states. 22Profile of the arrangement of rDNA in the nucleolus. 23Micrographs of rDNA arrangement at high magnifications. (A,B) DNA clumps within FCs are connected with rDNA surrounding theFC by DNA fibers (white arrows). A andB are partial enlargements of C. 24rDNA ultrastructures after specific staining, showingthe variation in thickness of rDNA fibers (A). 25The distribution of Ag-NOR protein in the nucleolus. (A) Ag-NORproteins are mainly distributed in the interior of the nucleolus and present as circular configurations with hollow centers. 26The similarity between rDNA and Ag-NORarrangement configurations. A is one of the arrangementsof rDNA. B is the circular distribution configuration of Ag-NOR protein..27The nucleolus labeled with the RNA/DNA hybrid antibody.The signals of colloid gold particles for transcription sites are locatedat the periphery of FC and DFC regions near the FC (asterisks). 28A model of the nucleolar ultrastructure. 29。