细胞生物学第10章细胞核与染色体.pptVIP

问题 真核生物与原核生物的区别？ 1. 真核细胞具有生物膜系统，使内部结构与功能区域化与专一化 2. 细胞骨架，保证了细胞形态结构的合理排布与执行功能的有序性。 3.遗传装置与基因表达的复杂化与多层次化 教学目的要求 一、细胞核的结构与功能 1. 细胞核组成 2. 核被膜的特征与功能 3. 核孔复合体结构与功能特点 4. 核仁的结构特点与功能、核仁周期特点 教学目的要求 二、染色体的结构和功能 1. 染色质的概念与化学组成 2. 核小体结构模型要点、染色质包装 3. 常染色质与异染色质的概念和区别 4. 染色体的形态结构特点、3种功能元件 5. 多线染色体与灯刷染色体 本章内容提要 第一节 概 述 第二节 核被膜与核孔复合体 第三节 染色质 第四节 染色体 第五节 核仁 第一节 概 述 一、细胞核的结构特点 二、细胞核的功能 一、细胞核的结构特点 1. 形状：圆形，胚乳细胞(网状)，蝶类丝腺细胞(分支状)。 2. 位置：细胞中央 ，成熟植物细胞的边缘。 3. 数目：通常一个，成熟的筛管（0）、肝细胞、心肌细胞(1-2）、破骨细胞(6~50）、骨骼肌细胞(数百）、植物毡绒层细胞(2~4)。 4. 大小：植物1~20μm，动物5~10μm。常以核质比来估算核的大小。正常细胞NP≈0.5，分裂期细胞NP0.5，衰老细胞NP0.5。 5. 细胞核的主要结构组成 核被膜 核纤层 染色质 核仁 核基质 二、细胞核的功能 1. 遗传 通过DNA染色体的复制和细胞分裂，维持物种的世代连续性。 2. 发育 通过调节基因表达的时空顺序，控制细胞的分化，完成个体发育的使命。 第二节 核被膜与核孔复合体 一、核被膜 二、核孔复合体 一、核被膜 Lamins Cytoplasmic face Nuclear face basket inner complex 一、核被膜 (三) 核被膜在细胞周期中的崩解与装配 新核膜来自旧核膜?? 核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性（domain-specific）。?? 核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控因子的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰有关。 二、核孔复合体 (一) 概 述 核孔由至少50种不同的蛋白质（nucleoporin）构成，称为核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。 一般哺乳动物细胞平均有3000个核孔。 细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。如蛙卵细胞每个核可有3.77×107个核孔，但其成熟后细胞核仅150~300个核孔。 (三) 核孔复合体成分的研究 核孔复合体主要由蛋白质构成，其总相对分子质量约为125×106，推测可能含有30余种不同的多肽，共1 000多个蛋白质分子。 gp210：结构性跨膜蛋白 p62：功能性蛋白 二、核孔复合体 (四) 核孔复合体的功能：双功能、双向性的亲水性核质交换通道。 双功能：被动扩散与主动运输 双向性：介导蛋白质的入核转运，介导RNA、核糖核蛋白颗粒的出核转运 二、核孔复合体 (四) 核孔复合体的功能： 1. 核孔运输特点 被动运输 主动运输 信号引导 双向性 二、核孔复合体 (四) 核孔复合体的功能 2. 被动扩散 核孔复合体的有效直径为9~10 nm，离子、小分子以及直径在10nm以下的物质原则上可以自由通过。 注意：有些小分子蛋白因具有信号序列，是通过主动运输进入；小分子物质在核被膜两侧不一定均匀分布。 二、核孔复合体 (四) 核孔复合体的功能 2. 主动运输：完成生物大分子的核质分配，具有高度的选择性，双向性。 对运输颗粒大小的限制。 是一个信号识别与载体介导的过程，需消耗ATP，表现出饱和动力学特征 具有双向性。 二、核孔复合体 2. 主动运输 (1) 亲核蛋白运输机制 基本概念 亲核蛋白：在细胞质内合成后，需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质 核定位信号(nuclear localization signals,NLS)：存在于亲核蛋白内，具有定向、定位作用的特殊氨基酸序列。 输入蛋白(importin)：仅有核定位信号的蛋白质自身不能通过核孔复合体，它必须与水溶性的NLS受体结合才可穿过NPC，这种受体称为输入蛋白。 核定位信号的特点： NLS是存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列片段，富含碱性氨基酸残基，如Lys、Arg，此外还常含有Pro。?? NLS的氨基酸残基片段可以是一段连续的序列，也可以分成两段，两段之间间隔约10个氨基酸残基（核质蛋白）。?? NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位，在指导完成核输入后并不被切除。?? NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件 二、核孔