_细胞核与染色体精讲
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第十章 细胞核与染色体(共62张PPT)
— 哺乳类45S，果蝇38S
45S rRNA
32S rRNA 20S rRNA
28S rRNA 5.8S rRNA
18S rRNA
5S rRNA
rRNA的加工
核糖体亚单位的装配
核糖体组成：蛋白质+rRNA rRNA前体结合蛋白质—核糖核蛋白体颗粒； 核糖核蛋白体—大亚基和小亚基； 5SrRNA合成后转运至核仁参与核糖核蛋白体
致密纤维组分
核仁内电子密度最高的区域，位于浅染区的周围；
所含主要成分为正在转录的rRNA，此外还有一些RNA结
合蛋白； 颗粒组分
由直径15-20 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的核糖
核蛋白体。
2 核仁的功能 rRNA前体的合成、加工 核糖体亚单位的装配
rRNA前体的合成及加工
rDNA的初级产物为rRNA前体
数量，位置、大小相对恒定，可作为鉴别特定染色 体的一个标志。
核仁组织区
位置：位于染色体的次缢痕部位； 含有编码核糖体的rRNA基因；
功能：在间期缔合核仁。
随体
位置：位于染色体末端的球形染色体节段
是鉴别染色体的一个重要标志 —— 通过次缢痕与染色体主体部分相连
端粒
是染色体末端富含Ｇ的重复序列； 作用：维持染色体的稳定性
Gp210位于孔膜区，功能包括：介导核孔复合体与核被膜连接；
—— X染色体失活
概念：构成真核生物染色体的基本结构蛋白， rRNA前体的合成及加工
核型（karyotype） ：染色体组在有丝分裂周期的表现，包括染色体的数目、大小和形态特征。
1号染色体中的DNA包装倍数
主动运输的选择性：
富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸。 组成：DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA。
45S rRNA
32S rRNA 20S rRNA
28S rRNA 5.8S rRNA
18S rRNA
5S rRNA
rRNA的加工
核糖体亚单位的装配
核糖体组成：蛋白质+rRNA rRNA前体结合蛋白质—核糖核蛋白体颗粒； 核糖核蛋白体—大亚基和小亚基； 5SrRNA合成后转运至核仁参与核糖核蛋白体
致密纤维组分
核仁内电子密度最高的区域，位于浅染区的周围；
所含主要成分为正在转录的rRNA，此外还有一些RNA结
合蛋白； 颗粒组分
由直径15-20 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的核糖
核蛋白体。
2 核仁的功能 rRNA前体的合成、加工 核糖体亚单位的装配
rRNA前体的合成及加工
rDNA的初级产物为rRNA前体
数量，位置、大小相对恒定，可作为鉴别特定染色 体的一个标志。
核仁组织区
位置：位于染色体的次缢痕部位； 含有编码核糖体的rRNA基因；
功能：在间期缔合核仁。
随体
位置：位于染色体末端的球形染色体节段
是鉴别染色体的一个重要标志 —— 通过次缢痕与染色体主体部分相连
端粒
是染色体末端富含Ｇ的重复序列； 作用：维持染色体的稳定性
Gp210位于孔膜区，功能包括：介导核孔复合体与核被膜连接；
—— X染色体失活
概念：构成真核生物染色体的基本结构蛋白， rRNA前体的合成及加工
核型（karyotype） ：染色体组在有丝分裂周期的表现，包括染色体的数目、大小和形态特征。
1号染色体中的DNA包装倍数
主动运输的选择性：
富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸。 组成：DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA。
细胞核与染色体
第四章细胞核与染色体细胞核是真核细胞最大、最显而易见的细胞器，是遗传信息贮存、复制和转录的地方，是细胞功能及细胞代谢、生长、增殖、分化的控制中心。
细胞核的形状与细胞的形态、性质与及发育阶段有关，大多数细胞的核为圆形或椭圆形，但也可以有盘状、分叶状、分枝状等不规则形状。
通常一个细胞含有一个核，但有些细胞有双核甚至多核。
细胞核的内含成分主要是核酸和蛋白质。
核酸绝大部分为脱氧核糖核酸（DNA），是承载遗传信息的物质，常被称为遗传物质。
在间期(两次有丝分裂之间的时期)，核酸和蛋白质以染色质和核仁的形式存在，核外周有核被膜，核被膜上间隔存在核孔，内层核膜下有一个由纤维蛋白形成的核纤层，核内还存在一个蛋白质纤维组成的核骨架 (又叫核基质，详见第七章“细胞骨架”)，它们共同维持核的形状、核内外物质交换和染色质、染色体的空间位置。
在有丝分裂期，核被膜融解，核骨架解聚，核仁消失，染色质浓聚紧缩形成棒状的染色体，然后每条染色体纵向分裂，此时核消失。
当细胞分裂完成，两个子细胞出现时，核又重新形成。
细胞核早在1674年就被Leeuwenhoek在鱼类的红细胞中发现，到1831年才由Brown 定名 (nucleus)，并确认为真核细胞普遍存在的细胞器。
百多年来人们对细胞核结构和功能有了逐步深入的认识，但是细胞核的许多奥秘仍未被揭示，以至于细胞核被说成是“发现最早而了解最少的细胞器”。
第一节核被膜核被膜（nuclear envelope）是将细胞核内物质包围起来的双层膜结构，又叫核膜（nuclear membrane），其组成包括：内、外层核膜，核周间隙，核孔，核纤层（图4－1）。
图4－1 细胞核结构模式图（引自Alberts等，2002）参照前书图12-1一、内、外层核膜和核周间隙12内、外层核膜（inner and outer nuclear membrane ） 构成细胞核与细胞质的分隔。
它们的化学组成和结构与其他细胞器的膜（统称为细胞内膜，详见第五、六章）一样。
细胞核与染色体ppt课件
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目录
• 细胞核概述 • 染色体概述 • 细胞核与染色体的关系 • 细胞核与染色体的研究意义 • 总结
01 细胞核概述
细胞核的定义与功能
总结词
细胞核是细胞内的一个重要的亚细胞结构，它含有细胞的遗传物质，控制着细 胞的代谢和遗传过程。
详细描述
细胞核是细胞内的一个重要的亚细胞结构，由核膜、核仁和染色质等组成。它 含有细胞的遗传物质DNA，通过DNA的复制、转录和翻译等过程，控制着细胞 的代谢和遗传过程。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
细胞核的结构
总结词
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核基质等部分，这些结构共同协作，维持细胞 核的正常功能。
详细描述
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核基质等部分。核膜是细胞核的外膜，上有核 孔，可控制物质的进出。核仁是细胞核中的一个结构，参与蛋白质的合成和加工。染色 质是细胞核中由DNA和蛋白质组成的结构，是遗传信息的载体。核基质是细胞核中由
不同生物的染色体数目不同，如人类 有23对染色体，共46条。
染色体的组成
染色体由染色质、着丝粒和端粒等部 分组成。
染色体的化学体的主要成分，携 带着遗传信息。
蛋白质
与DNA结合形成染色质， 起到稳定和保护DNA的作 用。
其他成分
如组蛋白、非组蛋白等， 参与染色体的组装和调控。
遗传信息的传递与表达
细胞核与染色体的结构和功能决定了遗传信息的传递与表达，从而影响生物体的性状和特 征。
细胞分裂与繁殖
细胞核与染色体的复制和分离在细胞分裂和繁殖过程中起着关键作用，保证了生物体的生 长和繁殖。
对未来研究的展望
深入探索细胞核与染色体的结构和功能
目录
• 细胞核概述 • 染色体概述 • 细胞核与染色体的关系 • 细胞核与染色体的研究意义 • 总结
01 细胞核概述
细胞核的定义与功能
总结词
细胞核是细胞内的一个重要的亚细胞结构，它含有细胞的遗传物质，控制着细 胞的代谢和遗传过程。
详细描述
细胞核是细胞内的一个重要的亚细胞结构，由核膜、核仁和染色质等组成。它 含有细胞的遗传物质DNA，通过DNA的复制、转录和翻译等过程，控制着细胞 的代谢和遗传过程。
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细胞核的结构
总结词
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核基质等部分，这些结构共同协作，维持细胞 核的正常功能。
详细描述
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核基质等部分。核膜是细胞核的外膜，上有核 孔，可控制物质的进出。核仁是细胞核中的一个结构，参与蛋白质的合成和加工。染色 质是细胞核中由DNA和蛋白质组成的结构，是遗传信息的载体。核基质是细胞核中由
不同生物的染色体数目不同，如人类 有23对染色体，共46条。
染色体的组成
染色体由染色质、着丝粒和端粒等部 分组成。
染色体的化学体的主要成分，携 带着遗传信息。
蛋白质
与DNA结合形成染色质， 起到稳定和保护DNA的作 用。
其他成分
如组蛋白、非组蛋白等， 参与染色体的组装和调控。
遗传信息的传递与表达
细胞核与染色体的结构和功能决定了遗传信息的传递与表达，从而影响生物体的性状和特 征。
细胞分裂与繁殖
细胞核与染色体的复制和分离在细胞分裂和繁殖过程中起着关键作用，保证了生物体的生 长和繁殖。
对未来研究的展望
深入探索细胞核与染色体的结构和功能
第十一章 细胞核与染色体-细胞生物学
（ 二 ） 染 色 体 的 骨 架 放 射 环 结 构 模 型
——
五、染色质的类型
1、常染色质（euchromatin） ：
结构异染色质
2、异染色质（heterochromatin）
异染色质的特点：
中表现为晚复制、早凝缩。
③分为两类：结构异染色质、兼性异染色质
一起形成。
体细胞中同源染色体紧密配对。
横带纹，染色后呈现出明暗相间的带纹 。
胀泡和环，在幼虫发育的某个阶段，多线染色体的某些带区
疏松膨大，形成胀泡（puff）或巴氏环（Balbiani ring）。
果 蝇 幼 虫 唾 液 腺 多 线 染 色 体
多线染色体的带、间带与胀泡
（二）、灯刷染色体 (lampbrush chromosome)
巴氏小体（barr body）
• 在哺乳动物体细胞核中，除一条X染色体外， 其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体 ，此即为巴氏小体。又称X小体，通常位于间 期核膜边缘。1949年，美国学者M.L.Barr等发 现雌猫的神经细胞间期核中有一个深染的小 体而雄猫却没有。在人类，男性细胞核中没 有巴氏小体，而女性则有1个。
一、核基质(nuclear matrix)：又称核骨架(nucleoskeleton)， 主要是作为骨架, 提供附着或支撑点 •是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体 系。
核基质
目前对核骨架的认识
• P261
核骨架的功能 • 1. DNA复制：提供DNA聚合酶结合位点 。 • 2. RNA转录：提供RNA聚合酶结合位点。
2、核孔复合体成分的研究 核孔蛋白： gp210 ： p62 ： 3、核孔复合体的功能 亲水性核质交换通道 双功能性、双向性
细胞生物学第10章2细胞核与染色体
多线染色体
◆存在于双翅目昆虫的幼虫组织细胞、某些植 物细胞
◆多线染色体的来源：核内有丝分裂
◆多线染色体的带及间带：
带和间带都含有基因，可能“管家”基因 (housekeeping gene) 位于间带, “奢侈”基因 (luxury gene)
◆多线染色体与基因活性：胀泡是基因活跃转 录的形态学标志
Structure of the nucleolus
二、核仁的功能
核仁是细胞制造核糖体的装置。 ◆rRNA的合成 ◆rRNA前体的加工 ◆参与核糖体大小亚基的装配 ◆控制蛋白质合成的速度
rRNA基因转录的形态及组织特征
组织特征位于NORs的rDNA是rRNA的信 息来源。
形态特征:“圣诞树”样结构。
内部着丝粒蛋白INCENP(inner centromere
protein) 染色单体连接蛋白clips(chromatid linking proteins) roteins)
着 丝 粒 与 动 粒
染 色 体 主 要 结 构
二.染色体DNA的三种功能元件 （functional elements）
第三节 染色体
●中期染色体的形态结构 ●染色体DNA的三种功能元件（functional elements） ●巨大染色体（giant chromosome）
一.中期染色体的形态结构
中期染色体的典型形态 类型 染色体的主要结构
染 色 体 的 电 镜 照 片
类型
中着丝粒染色体(metacentric chromosome) 近（亚）中着丝粒染色体
活性染色质是具有转录活性的染色质 活性染色质的核小体发生构象改变，具
有疏松的染色质结构，从而便于转录调 控因子与顺式调控元件结合和RNA 聚合 酶在转录模板上滑动。 非活性染色质是没有转录活性的染色质
生物的细胞核与染色体
生物的细胞核与染色体细胞是生物体的基本结构和功能单位，其中核是细胞的重要组成部分。
细胞核内含有遗传物质DNA（脱氧核糖核酸），而染色体则是DNA的组织形式。
本文将深入探讨生物的细胞核与染色体的结构和功能。
一、细胞核的结构和组成细胞核是细胞的控制中心，通常位于细胞的中央位置。
它由核膜、核孔、染色体、核仁和核质组成。
1. 核膜核膜是细胞核的外部结构，由内外两层膜组成。
核膜的主要功能是保护细胞核内的遗传物质，同时还可以调节细胞核内外物质的交换。
2. 核孔核孔是核膜上的小孔，负责细胞核内外物质的运输。
核孔通过调节通道的开闭来控制物质的进出，从而维持细胞核内外物质的平衡。
3. 染色体染色体是DNA的组织形式，也是细胞核最重要的成分之一。
染色体在细胞分裂时起到重要的遗传作用，它能够传递和保存生物的遗传信息。
4. 核仁核仁是细胞核内的圆形结构，它主要参与到蛋白质合成过程中。
核仁内富含核糖体，并且能够合成和储存核糖体RNA，从而促进蛋白质的合成。
5. 核质核质是细胞核内的胶体物质，主要是由水和溶解的物质组成。
核质能够提供细胞核内化学反应所需的环境，并且参与到细胞核的代谢过程中。
二、染色体的结构和功能染色体是由DNA和蛋白质组成的复杂结构，常见于有细胞核的生物中。
它在细胞的有丝分裂和减数分裂过程中起到重要的遗传作用。
1. 染色体的结构染色体呈现出线状、X状、圆状等形态，结构上可以分为两个主要部分：染色质和着丝粒。
- 染色质：染色质是染色体中最主要的部分，它由DNA和蛋白质组成。
DNA是遗传信息的载体，而蛋白质则帮助DNA进行包装和组织，使其紧密而有序地存在于细胞核内。
- 着丝粒：着丝粒是染色体上的结构，类似于一个“纽扣”。
它在有丝分裂中起到固定和分离染色体的作用，确保后续的染色体复制过程顺利进行。
2. 染色体的功能染色体在细胞分裂过程中起到重要的遗传功能，并且参与到其他细胞代谢过程中。
- 遗传作用：染色体是遗传信息的载体，它能够传递父代的遗传特征给子代。
细胞生物学 第章 细胞核与染色体(共97张PPT)
；
2. 核质环（nuclear ring）：位于核孔复合体核质一侧，上面伸出
8条纤维，纤维的末端形成一个直径为60nm的小环(8个颗粒结构)
，构成笼子状的结构
(二) 核孔复合体的结构
3. 幅：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称。
(3)环带亚单位(annular subunit)：在“
柱状亚单位”内，靠近核孔复合体中
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
成熟的mRNA出核
核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)：
RNA分子的出核转运需要蛋白分子的帮助，这
些蛋白因子本身含有 出核信号。
第三节 染色质
一、染色质的概念及化学组成
二、染色质的基本结构单位——核小体
三、染色质包装的结构模型
四、常染色质与异染色质
五、活性染色质
一、染色质的概念及化学组成
四、常染色质与异染色质
单一序列DNA 和中度重复序列DNA(如组蛋白基因和tRNA基因)；
，大约106个微带沿纵轴构建成子染色体。
四、常染色质与异染色质
(一) 常染色质
指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于
伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染
色质。
特征：DNA包装比约为1 000～2 000分之一；单
2. 核质环（nuclear ring）：位于核孔复合体核质一侧，上面伸出
8条纤维，纤维的末端形成一个直径为60nm的小环(8个颗粒结构)
，构成笼子状的结构
(二) 核孔复合体的结构
3. 幅：由核孔边缘伸向中心，呈辐射状八重对称。
(3)环带亚单位(annular subunit)：在“
柱状亚单位”内，靠近核孔复合体中
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
成熟的mRNA出核
核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)：
RNA分子的出核转运需要蛋白分子的帮助，这
些蛋白因子本身含有 出核信号。
第三节 染色质
一、染色质的概念及化学组成
二、染色质的基本结构单位——核小体
三、染色质包装的结构模型
四、常染色质与异染色质
五、活性染色质
一、染色质的概念及化学组成
四、常染色质与异染色质
单一序列DNA 和中度重复序列DNA(如组蛋白基因和tRNA基因)；
，大约106个微带沿纵轴构建成子染色体。
四、常染色质与异染色质
(一) 常染色质
指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于
伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染
色质。
特征：DNA包装比约为1 000～2 000分之一；单
第十章间期细胞核和染色体
B：H1组蛋白的作用：保持染色质的结构，保 护 核 心上 的 1 6 6bpDNA 不被 核 酸酶 消 化 ， 在 10nm染色质丝进一步盘绕时起重要作用。
C：组蛋白疏水区向着核心内部，带正电荷区 分布在颗粒表面，可以与DNA紧密结合。
（3）染色质中的酶敏感区：微球菌核酸酶；DNA 酶Ⅰ（超敏感位点）。
名词：
染色体组(chromosome complement)：指一个配子 或合子核，或体细胞所携带的全部染色体，故可指 单倍体，也可指二倍体或多倍体和所含的全部染色 体。
染色体套(chromosome set):在真核生物中由物种 的必需染色体各1条所组成的有活力的最小染色体 组。在基本染色体套中的染色体数称为基数，一般 染色体套代表1n染色体，即单倍体细胞。
用非特异性核酸酶（如微球菌核酸酶）处理 染色质，大多数情况下可得到大约200bp的片 段，但处理裸露的DNA分子会得到随机降解的 片段。以这个实验为基础，R.Kornberg 1974 年提出了核小体模型（念珠模型）。
念珠模型的主要内容： 染色质基本结构：DNA+蛋白质 重复亚单位 1个亚单位=200bp的DNA链+9个组蛋白 核小体
核孔结构模型 之核蓝模型
核孔复合体(nuclear pore complex，NPC):
核被膜上内外核膜融合处形成的复杂的通道结 构，由胞质环、核质环、中央运输体、辐和核 篮组成。对进出细胞核的大分子物质有限制和 运输作用。
2. 核孔复合体的组成： 50-100多种蛋白质；
核孔蛋白的通性：含有以二肽（ FG 苯丙+甘) 结尾的重复区段-FG核孔蛋白
2、常染色质和异染色质：
间期核中染色质可分为：
常染色质——是进行活跃转录的部位，呈疏松的环状， 电镜下表现为浅染，易被核酸酶在一些敏感的位点降 解。（伸展开的染色质）
C：组蛋白疏水区向着核心内部，带正电荷区 分布在颗粒表面，可以与DNA紧密结合。
（3）染色质中的酶敏感区：微球菌核酸酶；DNA 酶Ⅰ（超敏感位点）。
名词：
染色体组(chromosome complement)：指一个配子 或合子核，或体细胞所携带的全部染色体，故可指 单倍体，也可指二倍体或多倍体和所含的全部染色 体。
染色体套(chromosome set):在真核生物中由物种 的必需染色体各1条所组成的有活力的最小染色体 组。在基本染色体套中的染色体数称为基数，一般 染色体套代表1n染色体，即单倍体细胞。
用非特异性核酸酶（如微球菌核酸酶）处理 染色质，大多数情况下可得到大约200bp的片 段，但处理裸露的DNA分子会得到随机降解的 片段。以这个实验为基础，R.Kornberg 1974 年提出了核小体模型（念珠模型）。
念珠模型的主要内容： 染色质基本结构：DNA+蛋白质 重复亚单位 1个亚单位=200bp的DNA链+9个组蛋白 核小体
核孔结构模型 之核蓝模型
核孔复合体(nuclear pore complex，NPC):
核被膜上内外核膜融合处形成的复杂的通道结 构，由胞质环、核质环、中央运输体、辐和核 篮组成。对进出细胞核的大分子物质有限制和 运输作用。
2. 核孔复合体的组成： 50-100多种蛋白质；
核孔蛋白的通性：含有以二肽（ FG 苯丙+甘) 结尾的重复区段-FG核孔蛋白
2、常染色质和异染色质：
间期核中染色质可分为：
常染色质——是进行活跃转录的部位，呈疏松的环状， 电镜下表现为浅染，易被核酸酶在一些敏感的位点降 解。（伸展开的染色质）
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? 核输出信号（nuclear export signal, NES）:为核内物质 输出细胞核的信号，位于在核内合成后进入细胞质中工作 的分子中。有些蛋白质常需要往返于核质和细胞质之间， 这些穿梭蛋白既有NLS又有NES。
? 输入蛋白（importin）：是可溶性的细胞质基质蛋白， 为NLS的受体，能够与核蛋白的核定位信号和核孔蛋白结 合，穿过核孔复合体入核，在核内与核蛋白分离后再返 回到细胞质中，是一种穿梭受体（shuttling receptor）。
? 核纤层结构有助于DNA复制：缺乏核纤层的细胞核不能进 行DNA复制，间接反映了核纤层在DNA复制中的作用。
第九章 细胞核与染色体
概述
? 细胞核是真核细胞内 最大、最重要的 细胞器 ， 是细胞遗传与代谢的调控 信息中心。
? 原核细胞中，没有核 膜，称为 拟核。有无核膜 是区分原核细胞与真核细 胞的主要标志。
概述
? 1781年Trontana发现于鱼类细胞。 ? 1831年R.Brown发现于植物并首次命名（ nucleus)。 ? 形状：通常呈球形，但也有长形、扁平和不规则的
? 核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)
在输出蛋白和Ranபைடு நூலகம்白的帮助下通过核孔输出到胞质。
? RNA 分子出核转运的机制
? 细胞核中合成的RNA很快与蛋白质形成异质核糖核蛋白 （heterogeneous ribonucleoprotein, hnRNP），经加工为成熟 的信使RNP（messenger RNP, mRNP），RNP的蛋白具有输出信 号，可被输出受体识别运输到胞质溶胶。
? 调控核内外物质交换和信息交流。
二. 核孔（nuclear pore)
由内外两层膜局部融合贯穿形成核孔。 数量随细胞种类、转录活 性不同而有较大差异
哺乳类细胞:3,000~4,000个 非洲爪蟾卵母细胞:1000万个
1. 核孔复合体的结构
核孔是一个相对独立的复杂结构，直径120-150 nm，由50多种蛋 白构成，呈八面体对称形式分布，称为核孔复合体（nuclear pore complex, NPC)
三、核纤层的结构与功能
? 核纤层位于内 核膜的下方， 是由核纤层蛋 白单体组装起 来的多聚体的 纤维网络。核 纤层蛋白质分 为A、B两型。
?核纤层的功能
? 保持核的形态：核纤层纤维网络附着在内核膜上，成为膜 骨架，极大地增强了核膜的机械强度，为细胞核的形态与 功能提供了结构支持
? 参与核膜重建以及染色质凝集：细胞分裂时呈现出周期性 的变化：分裂晚前期核纤层发生磷酸化而解聚，核膜崩解 为小泡，其中B型纤层蛋白与核膜小泡结合，A型则溶于胞 质中；分裂末期，核纤层蛋白去磷酸化重新组装，介导核 膜重建。另外核纤层为染色质提供锚定位点，从而介导了 染色体环的形成。
? 外核膜：内质网的一部分，胞质面附有核糖体。 ? 内核膜：内核膜面向核基质，厚约 7-8 nm，与外核膜平行
排列，其表面无核糖体颗粒，存在核纤层蛋白B受体。 ? 核周隙：宽20-40nm，与内质网腔相通。 ? 核纤层：位于内核膜的内表面 30–160 nm的蛋白纤维网络，
对核被膜起支撑作用，并与染色质及核骨架相连。
NPC结构模型
? 胞质环（cytoplasmic ring ），外环 ? 核质环（ nuclear ring ），内环 ,末端形成
核篮 ? 辐（spoke ）
?柱状亚单位（ column subunit ） ?腔内亚单位 (luminal subunit) ?环带亚单位（ annular subunit ） ? 中央栓（central plug ）：transporter
? 功能：①遗传、②发育。
Nucleus structure
第一节. 核膜（Nuclear envelope ）
一、核膜的结构
? 构成：①外核膜（ outer nuclear membrane ）②内核膜 （ inner nuclear membrane ） ③ 核 周 隙 （ perinuclear space）④核纤层（lamina）
3. 核蛋白、核定位信号、核输出信号、输入蛋白、 输出蛋白
? 核蛋白（nuclear protein）：是指在细胞质中合成， 需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。如组 蛋白、DNA合成以及RNA转录和加工的酶类、各种蛋白调 控因子和组装成核糖体大小亚基的蛋白分子等。
? 核定位信号（nuclear localization signal，NLS）：引 导蛋白质进入细胞核的一段信号序列。NLS对连接的蛋白质 无特殊要求，完成输入后不被切除。
形态。
? 大小：通常细胞核的体积约为细胞体积的 5％-10%。 ? 位置：细胞中央 ，成熟植物细胞的边缘。
概述
? 数目：通常一个，成熟的筛管和红细胞（ 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) 。
? 结构：①核被膜、②核仁、③核基质、④染色质、⑤核纤 层。
核孔复合体（NPC ）
2. 核孔复合体的运输特点
特殊的跨膜运输蛋白复合体，双功能、 双 向性的亲水性核质交换通道 。
? 双功能
通过核孔复合体的被动扩散 通过核孔复合体的主动运输
? 双向性
亲核蛋白的核输入 RNA、RNP的核输出
核糖体亚单位的运出
核蛋白的运进
自由扩散
RNA 的运出
双向运输的路线图解
? 核被膜的功能
? 提供保护性屏障：核膜的出现，为细胞遗传信息的保 存、复制、传递及发挥其对细胞代谢和发育的指导作 用创造了特定的微环境。
? 染色体的定位和酶分子的支架：染色质通过核纤层以 及内核膜的膜内在蛋白同核膜相连。另外，核内的一 些酶以膜蛋白的形式存在，有利于核内生化反应的区 域化，从而发挥高度的催化活性。
? 输出蛋白（exportin ）：存在于细胞核中、能够识别 并结合输出信号和核孔蛋白，引导核内物质通过核孔复 合体输出到细胞质，然后快速通过核孔回到细胞核中。
4. 核运输系统
? 核蛋白的输入
? 核蛋白的输出
细胞核内的物质输出到细胞质也是信号介导的过 程。细胞核内输出到细胞质的两类主要物质是核 糖体亚基和各种 RNA。
? 输入蛋白（importin）：是可溶性的细胞质基质蛋白， 为NLS的受体，能够与核蛋白的核定位信号和核孔蛋白结 合，穿过核孔复合体入核，在核内与核蛋白分离后再返 回到细胞质中，是一种穿梭受体（shuttling receptor）。
? 核纤层结构有助于DNA复制：缺乏核纤层的细胞核不能进 行DNA复制，间接反映了核纤层在DNA复制中的作用。
第九章 细胞核与染色体
概述
? 细胞核是真核细胞内 最大、最重要的 细胞器 ， 是细胞遗传与代谢的调控 信息中心。
? 原核细胞中，没有核 膜，称为 拟核。有无核膜 是区分原核细胞与真核细 胞的主要标志。
概述
? 1781年Trontana发现于鱼类细胞。 ? 1831年R.Brown发现于植物并首次命名（ nucleus)。 ? 形状：通常呈球形，但也有长形、扁平和不规则的
? 核输出信号 (Nuclear Export Signal，NES)
在输出蛋白和Ranபைடு நூலகம்白的帮助下通过核孔输出到胞质。
? RNA 分子出核转运的机制
? 细胞核中合成的RNA很快与蛋白质形成异质核糖核蛋白 （heterogeneous ribonucleoprotein, hnRNP），经加工为成熟 的信使RNP（messenger RNP, mRNP），RNP的蛋白具有输出信 号，可被输出受体识别运输到胞质溶胶。
? 调控核内外物质交换和信息交流。
二. 核孔（nuclear pore)
由内外两层膜局部融合贯穿形成核孔。 数量随细胞种类、转录活 性不同而有较大差异
哺乳类细胞:3,000~4,000个 非洲爪蟾卵母细胞:1000万个
1. 核孔复合体的结构
核孔是一个相对独立的复杂结构，直径120-150 nm，由50多种蛋 白构成，呈八面体对称形式分布，称为核孔复合体（nuclear pore complex, NPC)
三、核纤层的结构与功能
? 核纤层位于内 核膜的下方， 是由核纤层蛋 白单体组装起 来的多聚体的 纤维网络。核 纤层蛋白质分 为A、B两型。
?核纤层的功能
? 保持核的形态：核纤层纤维网络附着在内核膜上，成为膜 骨架，极大地增强了核膜的机械强度，为细胞核的形态与 功能提供了结构支持
? 参与核膜重建以及染色质凝集：细胞分裂时呈现出周期性 的变化：分裂晚前期核纤层发生磷酸化而解聚，核膜崩解 为小泡，其中B型纤层蛋白与核膜小泡结合，A型则溶于胞 质中；分裂末期，核纤层蛋白去磷酸化重新组装，介导核 膜重建。另外核纤层为染色质提供锚定位点，从而介导了 染色体环的形成。
? 外核膜：内质网的一部分，胞质面附有核糖体。 ? 内核膜：内核膜面向核基质，厚约 7-8 nm，与外核膜平行
排列，其表面无核糖体颗粒，存在核纤层蛋白B受体。 ? 核周隙：宽20-40nm，与内质网腔相通。 ? 核纤层：位于内核膜的内表面 30–160 nm的蛋白纤维网络，
对核被膜起支撑作用，并与染色质及核骨架相连。
NPC结构模型
? 胞质环（cytoplasmic ring ），外环 ? 核质环（ nuclear ring ），内环 ,末端形成
核篮 ? 辐（spoke ）
?柱状亚单位（ column subunit ） ?腔内亚单位 (luminal subunit) ?环带亚单位（ annular subunit ） ? 中央栓（central plug ）：transporter
? 功能：①遗传、②发育。
Nucleus structure
第一节. 核膜（Nuclear envelope ）
一、核膜的结构
? 构成：①外核膜（ outer nuclear membrane ）②内核膜 （ inner nuclear membrane ） ③ 核 周 隙 （ perinuclear space）④核纤层（lamina）
3. 核蛋白、核定位信号、核输出信号、输入蛋白、 输出蛋白
? 核蛋白（nuclear protein）：是指在细胞质中合成， 需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。如组 蛋白、DNA合成以及RNA转录和加工的酶类、各种蛋白调 控因子和组装成核糖体大小亚基的蛋白分子等。
? 核定位信号（nuclear localization signal，NLS）：引 导蛋白质进入细胞核的一段信号序列。NLS对连接的蛋白质 无特殊要求，完成输入后不被切除。
形态。
? 大小：通常细胞核的体积约为细胞体积的 5％-10%。 ? 位置：细胞中央 ，成熟植物细胞的边缘。
概述
? 数目：通常一个，成熟的筛管和红细胞（ 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) 。
? 结构：①核被膜、②核仁、③核基质、④染色质、⑤核纤 层。
核孔复合体（NPC ）
2. 核孔复合体的运输特点
特殊的跨膜运输蛋白复合体，双功能、 双 向性的亲水性核质交换通道 。
? 双功能
通过核孔复合体的被动扩散 通过核孔复合体的主动运输
? 双向性
亲核蛋白的核输入 RNA、RNP的核输出
核糖体亚单位的运出
核蛋白的运进
自由扩散
RNA 的运出
双向运输的路线图解
? 核被膜的功能
? 提供保护性屏障：核膜的出现，为细胞遗传信息的保 存、复制、传递及发挥其对细胞代谢和发育的指导作 用创造了特定的微环境。
? 染色体的定位和酶分子的支架：染色质通过核纤层以 及内核膜的膜内在蛋白同核膜相连。另外，核内的一 些酶以膜蛋白的形式存在，有利于核内生化反应的区 域化，从而发挥高度的催化活性。
? 输出蛋白（exportin ）：存在于细胞核中、能够识别 并结合输出信号和核孔蛋白，引导核内物质通过核孔复 合体输出到细胞质，然后快速通过核孔回到细胞核中。
4. 核运输系统
? 核蛋白的输入
? 核蛋白的输出
细胞核内的物质输出到细胞质也是信号介导的过 程。细胞核内输出到细胞质的两类主要物质是核 糖体亚基和各种 RNA。