09授课第十章 细胞核与染色体.ppt

细胞核是真核细胞内最大、最明显也是最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控中心。 细胞遗传信息（DNA分子）的主要贮存库，在一定程度上控制着细胞的代谢、生长、分化和繁殖等生命活动。 gp210：结构性跨膜蛋白 功能： ?介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体 锚定在“孔膜区”，为核孔复合体装配提供一个起始位点。 ?在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用 ?在核孔复合体的核质交换功能活动中起作用 Karyopherin是一类与核孔选择性运输有关的蛋白家族，相当于受体蛋白。其中imporin负责将蛋白从细胞质运进细胞核，exportin负责相反方向的运输。 通过核孔复合体的转运还涉及Ran蛋白，Ran是一种G蛋白，调节货物受体复合体的组装和解体，在细胞核内Ran-GTP的含量远高于细胞质。 核质蛋白向细胞核的输入可描述如下：①蛋白与核定位信号（nuclear localization signal，NLS）受体，即imporin α/β二聚体结合；②货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合；③纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；④货物受体复合体与Ran-GTP结合，复合体解散，释放出货物；⑤与Ran-GTP结合的imporin β，输出细胞核，在细胞质中Ran结合的GTP水解，Ran-GDP返回细胞核重新转换为Ran-GTP；⑥imporin α在核内exportin的帮助下运回细胞质 对细胞核向细胞质的大分子输出了解较少，大多数情况下，细胞核内的RNA是与蛋白质形成RNP复合物转运出细胞核的。RNP的蛋白质上具有核输出信号（nuclear export signal, NES），可与细胞内的受体exportin结合，形成RNP-exportin-Ran-GTP复合体，输出细胞核后，Ran-GTP水解，释放出结合的RNA，Ran-GDP、exportin和RNP蛋白返回细胞核。 一、染色质是生命活动的基础 细胞核是生命活动的调控中心而这个中心最重要的成员则是染色质，与基因组相关的细胞活动都是在染色质水平上进行的，因此，它是细胞一切生命活动的基础。 （二）染色质DNA的类型 1. 按DNA序列的重复性分： ⑴非重复性的单一DNA序列（10)：负责蛋白质氨基酸组成的信息（编码序列），一般在基因组中只有一个或几个拷贝。 ⑵中度重复序列(10-105)：负责基因选择性表达的信息（调控序列） a.短散在重复元件（short interspersed elements，SINEs），如Alu家族 b.长散在重复元件（LINEs），如L1家族 ⑶高度重复序列（大于105） a.卫星DNA（satellite DNA)：主要分布在染色体着丝粒部位，如人类染色体着丝粒区的α卫星DNA家族。 b.小卫星DNA（minisatellite DNA)：又称数量可变的串联重复序列，常用于DNA指纹技术做个体鉴定。 c.微卫星DNA(microsatellite DNA):重复序列单位最短，具高度多态性，在遗传上高度保守，为重要的遗传标志，用于构建遗传图谱（genetic map）。 2. 按DNA二级结构的构型分： ?三种构型DNA： ⑴ B型DNA（右手双螺旋DNA）：活性最高的DNA构象； ⑵ A型DNA：B型DNA的重要变构形式，仍有活性； ⑶ Z型DNA：Z型DNA是左手螺旋，B型DNA的另一种变构形式，活性明显降低 三种构型中，沟特别是大沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用。大沟携带的信息比小沟多。沟的宽窄及深浅影响调控蛋白对DNA信息的识别 。 三种构型的DNA处于一种动态转变之中。DNA二级结构的变化与高级结构的变化是相互关联的，这种变化中DNA复制与转录中具有重要的生物学意义。 2. 序列特异性DNA结合蛋白的不同结构模式： 1）α螺旋-转角- α螺旋模式（helix-turn-helix motif）：最简单、最普遍的DNA结合蛋白的结构模式。结合时，形成对称的同型二聚体（symmetric homodimer）结构模式。 2）锌指模式（Zinc finger motif）：RNA聚合酶Ⅲ所必需的转录因子TF Ⅲ A，含9个有规律的锌指重复单位，每个单位30个氨基酸残基，其中一对半胱氨酸和一对组氨酸与Zn2+形成配位键。 3）亮氨酸拉链模式（Leucine zipper motif，ZIP):形成二聚体是识别特异DNA序列蛋白的相互的共同原则。 4）螺旋-环-螺旋结构模式（helix-loop-helix motif，HLH):具有螺旋-环-螺旋结构的蛋白家族成员之间形成同源或异源二聚体是这类蛋白与DNA结合的必要条件，却少α螺旋的二聚体不能牢固结合D