第十章细胞核与染色体1.ppt

在多线染色体上估计有85％的DNA分布在带上，15％的DNA分布在间带。带区的染色质包装程度比间带染色质高得多，所以带区呈现深染而间带浅染。在果蝇总基因组中，约有5000条带和50000条间带。 多线染色体上带的数目、形态大小及分布位置都很稳定。 3.多线染色体与基因活性 果蝇个体发育的某个阶段，多线染色体的某些带区变得疏松膨大而形成胀泡(puff)。 用3H标记的尿嘧啶核苷掺人多线染色体，放射自显影检测，发现胀泡被标记，说明胀泡是基因活跃转录的形态学标志。 (二)灯刷染色体 灯刷染色体：普遍存在于动物界的卵母细胞中，其中两栖类卵母细胞的灯刷染色体最典型。 1.灯刷染色体的超微结构 灯刷染色体是卵母细胞进行减数第一次分裂时停留在双线期的染色体它是一个二价体，包含4条染色单体。 这一状态在卵母细胞中可维持数月或数年之久。 灯刷染色体轴由染色粒轴丝构成，每条染色体轴长约400μm。 从染色粒向两侧伸出两个相类似的侧环，每个环相当于一个环状结构域，一个平均大小的环约含100kbDNA。 两栖类一套灯刷染色体约含一万个这样的染色质侧环，不同的侧环有各自的特异DNA序列，每个环在细胞中有4个拷贝。 灯刷染色体 2.灯刷染色体的转录功能 卵子发生过程中营养物储备。 大部分DNA以染色粒形式存在，没有转录活性，而侧环是RNA活跃转录的区域，一个侧环往往是一个大的转录单位或几个转录单位组合构成的。 第五节 核 仁 核仁(nucleolus) 在光镜下被染色的细胞、相差显微镜下的活细胞或分离细胞的细胞核都容易的单一或多个匀质的球形小体。 核仁的大小、形状和数目随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化。 蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞如分泌细胞、卵母细胞，其核仁大。 在细胞周期中，核仁是一个高度动态的结构。 The nucleolus 核仁功能： rRNA合成、加工和核糖体亚单位的装配场所。 核仁组织者中心形成核仁 一、核仁的超微结构 1.纤维中心(fibrillar centers, FC) 电镜下，包埋在颗粒组分内部，浅染； 存在rRNA、RNA聚合酶I和结合的转录因子； 原位杂交证明这种DNA具有rRNA基因(rDNA)的性质。 2.致密纤维组分 (dense fibrillar component, DFC) 电镜下，致密纤维组分是核仁超微结构中电子密度最高的部分。 呈环形或半月形包围FC，由致密的纤维构成，通常见不到颗粒。 原位杂交证明rRNA以很高的密度出现在DFC区域。 3.颗粒组分 (granular component，GC) 由核糖核蛋白(RNP)颗粒构成，可被蛋白酶和RNase消化； 这些颗粒是正在加工、成熟的核糖体亚单位前体颗粒，间期核中核仁的大小差异主要是由颗粒组分数量的差异造成的。 普遍认为，上述组分和rRNA的转录与加工形成RNP的不同事件有关。 比较一致的看法：FCs是rRNA基因的储存位点，转录主要发生在FC与DFC的交界处，初始rRNA转录物首先出现在DFC并在那里加工；某些加工步骤也发生在颗粒组分区(GC)，并负责将rRNA与核糖体蛋白装配成核糖体亚单位，所以GC代表核糖体亚单位成熟和储存的位点。 核仁结构 二、核仁的功能 核仁的主要功能涉及核糖体的生物发生，从核仁纤维组分开始，再向颗粒组分延续。 这一过程包括rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配。 (一)rRNA基因转录 (二)rRNA前体的加工 (三)核糖体亚单位的装配 rRNA的转录 (一)rRNA基因转录 染色体原位分子杂交(in situ hybridization)证实rRNA基因(rDNA)定位于染色体的核仁组织区。 真核生物核糖体含有4种rRNA，即5.8SrRNA、l8SrRNA、28SrRNA及SrRNA， 前三种的基因组成一个转录单位。 (二)rRNA前体的加工 每个rRNA基因转录单位由RNA聚合酶Ⅰ转录产生相同的初始转录产物rRNA前体，哺乳类为45S rRNA；真核生物的rRNA加工过程比较缓慢，其中间产物可从各种细胞中分离出来。 用3H-U标记HeLa细胞的RNA，则可通过凝胶电泳分离到45SrRNA前体。 在真核生物中，5SrRNA基因(120bp)不定位在NORs，人约有2000个5SrRNA基因，也是成簇串联排列的，中间同样间隔以不被转录的片段，由RNA聚合酶Ⅲ所转录，5SrRNA转录后经适当加工即参与核糖体大亚单位的装配。 (三)核糖体亚单位的装配 45SrRNA前体转录以后很快与蛋白质结合，因此，rRNA前体的加工过程是以核蛋白而不是游离rRNA的方式进行的。 完整的45SrRNA前体首先与蛋白质结合被包装成80S的RNP复合体。 80S的RNP再逐渐失去一些DMA和蛋白质