中医药大学细胞生物学课件第8章 细胞核

1、第第 九章九章细胞核细胞核（nucleus）细胞核的概述细胞核的概述l*苏格兰的苏格兰的Brown在在1831发现；发现；l*真核细胞最显著结构；真核细胞最显著结构；l*体积最大、功能最重要细胞器；体积最大、功能最重要细胞器；l*遗传物质储藏和复制中心；遗传物质储藏和复制中心；l*DNA的转录中心；的转录中心；l*控制细胞一切生命活动；控制细胞一切生命活动；l*在分裂间期存在。在分裂间期存在。细胞与细胞核模式图细胞与细胞核模式图细胞核电镜照片（着色）细胞核电镜照片（着色）细胞核形态与化学组成细胞核形态与化学组成 细胞核的形状、大小与数目细胞核的形状、大小与数目l形态：形态：不同类型细胞的核差异大，不同类型细胞的核差异大，l 与细胞形态相关。与细胞形态相关。l大小：大小：随细胞类型和发育时期而不同。随细胞类型和发育时期而不同。l 核相对大小的表示核相对大小的表示:l 核质比（核质比（NPNP）核体积核体积 胞质体积胞质体积。l数目：数目：大多大多1 1个个;肝细胞、软骨细胞肝细胞、软骨细胞2 2个个l 破骨细胞、骨骼肌细胞多核破骨细胞、骨骼肌细胞多核。细胞核的化学组成细胞核的化学组成*核

2、酸：核酸：DNA不同生物有大差异，人不同生物有大差异，人46个个。lRNADNA转录的产物。转录的产物。*蛋白：蛋白：组蛋白组蛋白碱性蛋白、带正电、结合碱性蛋白、带正电、结合DNADNA。非组非组蛋白蛋白酸性蛋白、带负电、结合组蛋白。酸性蛋白、带负电、结合组蛋白。DNADNA聚合酶、聚合酶、RNARNA聚合酶聚合酶 等等*脂类、无机盐、水脂类、无机盐、水etc第一节第一节 核膜与核孔复合体核膜与核孔复合体l一、核膜的超微结构结构一、核膜的超微结构结构 l结构特点：结构特点：l1、双层膜、外膜可与、双层膜、外膜可与rER连通并连通并附核糖体附核糖体。l2、内膜附有、内膜附有核纤层核纤层（nuclearlamina）l3、内外膜间为内外膜间为核间隙核间隙(perinuclearspace)l4、有有核孔核孔（nuclearpore),数目因细胞而异；数目因细胞而异；l5、核孔结构复杂，称、核孔结构复杂，称核孔复合体核孔复合体：孔环颗粒孔环颗粒8对、周边颗粒对、周边颗粒8个、个、中央颗粒中央颗粒1个、细纤丝。个、细纤丝。核核膜超微结构图膜超微结构图核孔核孔复合体的电镜照片复合体的电镜照片核孔

3、核孔复合体扫描电镜照复合体扫描电镜照核核孔孔复复合合体体结结构构简简图图二、核二、核膜的膜的功能功能l1、维持核的形态。、维持核的形态。l2、包裹遗传物质。、包裹遗传物质。l使使DNA的复制与转录高效率；的复制与转录高效率；l3、进行核质间的物质转运。、进行核质间的物质转运。l核孔转运、跨膜转运、膜泡转运、核孔转运、跨膜转运、膜泡转运、l 核周腔转运、出芽转运核周腔转运、出芽转运l核核膜膜与与内内质质网网细细胞胞核核超超微微结结构构电电镜镜照照 第二节第二节 染色质染色质 l染色质的结构特点：染色质的结构特点：l1 1、光镜下呈纤维状结构、光镜下呈纤维状结构 。l2 2、电镜下呈串珠状结构、电镜下呈串珠状结构l 核小体串核小体串。l3 3、基本结构单位、基本结构单位 核小体核小体。l4 4、以、以缠绕缠绕 or or 伸展伸展两种状态存在两种状态存在。一、染色质的化学组成一、染色质的化学组成DNA不同生物有大差异，人不同生物有大差异，人46个个。RNADNA转录的产物。转录的产物。组蛋白组蛋白 碱性蛋白、带正电、结合碱性蛋白、带正电、结合DNADNA。非组蛋白非组蛋白酸性蛋白、带负电、

4、酸性蛋白、带负电、结合组蛋白。结合组蛋白。核孔核孔复合体结构模式图复合体结构模式图二、染色质的超微结构二、染色质的超微结构lDNA、核小体、核小体、l螺线管、超螺线管螺线管、超螺线管核小体核小体结构示意图结构示意图染色质一级结构染色质一级结构核小体串核小体串染色质二级结构染色质二级结构螺线管螺线管从从DNA到到染染色色体体 染色质的类型与功能染色质的类型与功能l根据状态、着色及活性，分为根据状态、着色及活性，分为两种类型两种类型。l一、常染色质（一、常染色质（euchromatin）l疏松，伸展，着色浅，有转录活性，分布核中央疏松，伸展，着色浅，有转录活性，分布核中央 l二、异染色质（二、异染色质（heterochromatin）l 紧密（高度缠绕），着色深，无活性紧密（高度缠绕），着色深，无活性oror活性低。活性低。l 分布在核边缘，紧贴核纤层。另在核仁周围。分布在核边缘，紧贴核纤层。另在核仁周围。l又分为又分为：结构异染色质、兼性异染色质：结构异染色质、兼性异染色质。结构异染质结构异染质与与兼性异染质兼性异染质l1、结构异染色质结构异染色质（主要类型，典型异染质）（主要类型，典型

5、异染质）l在在机机体体所所有有细细胞胞和和整整个个发发育育中中都都呈呈浓浓缩缩状状态态而而无无活活性性的的异异染染质质。分分布布于于染染色色体体端端粒粒、着着丝丝粒粒处处。含高度重复含高度重复DNADNA序列序列，DNADNA复制较晚。复制较晚。l2、兼性异染色质兼性异染色质仅仅在在机机体体某某些些类类型型细细胞胞 or or 一一定定发发育育阶阶段段呈呈浓浓缩缩状状态态而而失失活活的的异异染染质质。由由常常染染色色质质转转变变而而来来，在在某某一一阶阶段段又又转转变变成成常常染染质质，恢恢复复转转录录活活性性。其其DNADNA与常染质的相近，复制较早，着色较淡。与常染质的相近，复制较早，着色较淡。常染质与异染质的分布常染质与异染质的分布第三节第三节 染色体与人类核型染色体与人类核型染色体的形态与结构染色体的形态与结构l*染色体染色体细胞分裂期的遗传物质。细胞分裂期的遗传物质。l*棒状结构，其形态随生物而异。棒状结构，其形态随生物而异。l*由染色质经螺旋化和折叠而来。由染色质经螺旋化和折叠而来。l*中期染色体中期染色体含含2条单体、条单体、着丝粒着丝粒、l长臂、长臂、短臂、端粒短臂、端

6、粒l染色体的类型染色体的类型l*依着丝粒位置分：依着丝粒位置分：种种l*依与性别的关系：依与性别的关系：常染色体、性染色体常染色体、性染色体细细胞胞核核与与染染色色体体正常人的核型正常人的核型中中期期染染色色体体的的电电镜镜观观中期染色体的结构中期染色体的结构第四节第四节 核仁核仁 超微结构超微结构海绵状海绵状（核仁染色质、纤维成分、（核仁染色质、纤维成分、颗粒成分、核仁基质）颗粒成分、核仁基质）1、核仁相随染色质、核仁相随染色质l*核仁周围染色质（核仁周围染色质（核仁周围，核仁周围，为异染质）为异染质）l*核仁内染色质核仁内染色质（伸展核仁内（伸展核仁内，为常染质）为常染质）l核仁形成的关键，载有核仁形成的关键，载有rRNA基因基因-rDNAlrDNA是是一一种种串串连连重重复复的的DNA序序列列，即即rDNA上上的的rRNA基基因因多多拷拷贝贝、串串连连排排列列，可可转转录录rRNA组组装装核核仁仁。称称为为核核仁仁组组织织区区（nucleolarorganizerregion,NOR）ll1、纤维成分纤维成分核仁中央，核仁中央，由蛋白质和由蛋白质和rRNA分子分子l所构成的细纤维

7、。交织成海绵状。所构成的细纤维。交织成海绵状。l经高度缠绕经高度缠绕形成颗粒形成颗粒。l2、颗粒成分颗粒成分纤维成分外围。来自纤维。纤维成分外围。来自纤维。l成分也是蛋白和成分也是蛋白和rRNA（核糖体核糖体l大小亚基的前体）。大小亚基的前体）。l3、核仁基质核仁基质液态物质，含多种蛋白和酶。液态物质，含多种蛋白和酶。l核仁的功能核仁的功能l1、合成、合成rRNA前体前体l2、rRNA前体的加工前体的加工l3、核糖体亚基的组装核糖体亚基的组装l电电镜镜下下的的核核与与核核仁仁rDNA(NOR)转录的电镜观转录的电镜观第三节第三节 细胞的遗传细胞的遗传l一、基因与基因组一、基因与基因组l1、基因的概念、基因的概念l基因基因DNA分子中能编码蛋白或分子中能编码蛋白或RNA的片断的片断l基因表达基因表达基因通过转录和翻译合成蛋白基因通过转录和翻译合成蛋白。l2、基因的结构、基因的结构l真核基因真核基因断裂基因（编码序列被隔开）断裂基因（编码序列被隔开）l编码序列编码序列外显子外显子（exon）；）；不编码序列不编码序列内含子内含子(intron).l在基因两侧有调控序列（在基因两侧有调控序列

8、（启动子启动子、终止子终止子）3、基因组与人类基因组、基因组与人类基因组基因组基因组一种生物的全套遗传信息或一种生物的全套遗传信息或l基因，称为一个基因组。基因，称为一个基因组。l二倍体生物的每个体细胞含个基因组。二倍体生物的每个体细胞含个基因组。细胞核基因组、线粒体基因组。细胞核基因组、线粒体基因组。人类基因组人类基因组24种染色体（种染色体（24个个DNA）l30亿亿bp长，含长，含34万基因。万基因。人类基因组计划人类基因组计划(HGP)Human Genome Project第六节第六节 细胞核的功能细胞核的功能l 遗传信息的贮存、复制及传递遗传信息的贮存、复制及传递l RNA的转录与加工的转录与加工一、一、DNA的复制与转录的复制与转录*DNA复制复制以以DNA为模板合成为模板合成DNA的过程。的过程。lDNA聚合酶聚合酶负责；负责；ATGC为原料。为原料。l半保留、多起点、双向进行半保留、多起点、双向进行l35模板链的复制：连续进行（前导链）模板链的复制：连续进行（前导链）l53模板链的复制：不连续先合成冈崎片断。模板链的复制：不连续先合成冈崎片断。*DNA转录转录以以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程。的过程。RNA聚合酶聚合酶负责；负责；AUGC为原料。为原料。RNA合成方向：合成方向：53rRNA、mRNA、tRNA分别由酶分别由酶、酶、酶、酶酶负责合成负责合成.新合成的新合成的RNA均为前体，必须经加工，才成有功能均为前体，必须经加工，才成有功能RNA.DNA的复制示意图的复制示意图DNA 的的半半保保留留复复制制DNA 的转录（的转录（1）DNA 的转录（的转录（2）DNA的的转录（转录（3）

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