医学细胞生物学- 细胞核
医学细胞生物学课前提问
第十章 细胞连接与细胞黏附
1、名词解释： 细胞连接、锚定连接、细胞通讯、细胞黏附、
整联蛋白、基膜、细胞外基质？ 2、细胞连接的类型？ 3、根据细胞黏附分子结构与功能特性分为四大 类： 4、细胞外基质的主要组成成分？ 5、基膜的组成成分？
细胞连接？ 是细胞之间、细胞与细胞外基质之间在质膜接触区域 特化形成的链接结构。 细胞通讯（cell communication）？ 是指一个细胞的信息通过化学递质或电信号传递给另 一个细胞，协调相邻细胞间的功能活动。 细胞黏附（cell adhesion）？ 在细胞识别的基础上，同类细胞发生聚集形成细胞团 或组织的过程称为细胞黏附。
将rRNA基因所在染色体的区域称为核仁组织 区。
试以染色体骨架-放射环模型说明如何从DNA 构建成染色体？
200bp
DNA+组蛋白 核小体
11nm 串珠状纤维
6个
106个
18个
315个核小体
染色单体 微带
襻环
螺线管
30nm染色质纤维
核仁的化学组成、结构和功能？
化学组成：核仁由蛋白质、RNA和DNA三种主要成 分组成。
提出问题，努力回忆，积极应对
第八章 细胞核
1、名词解释：核孔复合体（nuclear pore complex） 、核纤 层(nuclear lamina)、核定位信号？染色质（chromatin）、染 色体（chromosome、组蛋白？常染色质(euchromatin) 、异染色质(heterochromatin)、兼性异染色质？核小体（nucl eosome） 2、间期细胞核由哪几部分组成？ 3、电镜下的核膜包括哪几部分？ 4、简述核孔复合体的结构和功能？ 5、核纤层的结构、组成和功能？ 6、核膜的崩解和重建是怎样进行的？ 7、核膜的结构和功能？ 8、染色质（染色体）的化学组成？ 9、染色质DNA必须包含哪三类不同的功能序列？ 10、DNA如何组装成染色体？
细胞生物学设计性实验：细胞核的分离鉴定
医学细胞生物学设计型实验设计报告班级10级k-7班评分实验项目：细胞核的分离与鉴定实验原理：1、细胞内各种结构的比重和大小不同，在同一离心场内其沉降速度也不同。
所以，用差速离心法可将细胞内各种细胞器及组分分级分离出来。
差速离心法也是用来研究亚细胞成分的化学组成，理化特性及其功能的主要手段。
2、分离细胞核最常用的方法是将组织制成匀浆，在特定的条件下进行离心分离，然后分析鉴定。
3、匀浆是指在低温条件下，将组织放入匀浆器，加入等渗匀浆介质进行研磨，破碎细胞，使之成为各种细胞器及其包含物的匀浆液。
实验步骤：1、处死：断头处死小白鼠，手提尾部使其学业尽量流出。
2、取材：迅速开腹取肝，在盛有生理盐水的小烧杯中反复洗涤，称取湿重约为1g的肝组织放在烧杯中。
3、匀浆：加油8ml预冷的0.25mol/L蔗糖0.003mol/L绿化高永夜于烧杯中，尽量剪碎肝组织，将剪碎的刚组织倒入玻璃匀浆器，是匀浆器下端侵入盛有冰块的器皿（如冰盘）。
左手握持匀浆器，右手将匀浆捣杆垂直插入管中匀浆，直至看不到明显的组织块。
4、过滤：用8层纱布（先用少量生理盐水或蔗糖液润湿纱布）过滤匀浆液于离心管中。
5、离心：在天平上平衡每对离心管，2500r/min离心15min，取上清液于另一离心管中。
6、涂片：取上清液制一张涂片（涂片1）。
将原离心管中剩余上清液吹打成沉淀成悬液，另制一张涂片（涂片2），自然干燥。
7 、染色：分别在涂片1和2上低价甲苯胺蓝染液，染色5到7分钟（即滴染）。
8、洗涤：冲去染液，晾干。
9、镜检：结合实验结果的描述，镜下观察分析。
注意事项：1.操作规范，防止试剂污染。
2.细胞悬液的涂片制作要轻柔。
3.使用离心机要注意平衡，转速从低到高。
预期结果：低倍镜下找到标本，再换高倍镜，可见肝细胞核已游离出来，被染成蓝紫色，圆形，中央有2到4个甚至更多个深蓝色的核仁。
实验用品：材料：小白鼠肝脏。
试剂：生理盐水、0.25mol/L蔗糖0.003mol/L氯化钙溶液、1%甲苯胺兰染液。
医学细胞生物学细胞核精品PPT课件
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
1
总长520nm 30 000~100 000万个bp
染色体支架 （非组蛋白）
染色单体 着丝点 着丝点丝
中期染色体的结构
染色单体
随体
短臂 （p）
常染色质区 主缢痕（初级缢痕）
长臂 （q）
次缢痕 异染色质区
端粒：由高度重复的短序列 组成，高度保守。
作用： 1. 维持染色体的稳定性。 2. 起细胞分裂计时器的作用。
组蛋白
H1
H2A H2B H3 H4
分子量 （KD)
20
137 137 157 112
氨基酸组成
富含赖氨酸
精、赖氨酸含量中等 精、赖氨酸含量中等 富含精氨酸 富含精氨酸
种类的变异
广泛
相当保守 相当保守 高度保守 高度保守
功能： 参与染色体的构建；维持染色体结构。 调节 DNA的复制和转录。
2.非组蛋白：
动粒：主要成分蛋白质
外层 中层 内层 着丝点（动粒）：是两条染色单体外表面在初缢痕处的特殊附加结构
根据着丝粒位置可将人类染色体划分为三种
p p q
q
1/2~5/8
中央着丝粒染色体
5/8~7/8
亚中着丝粒染色体
7/8
近端着丝粒染色体
核型：一个体细胞内的全套染色体在有丝分裂中期的表型， 称为核型。它由染色体的数目、长度、大小、着丝粒的位置、 次缢痕的数目、随体的有无等形态特征的总和构成。
正常女性核型：46，XX
正常男性核型：46，XY
组
大 A组
B组 C组 D组 E组 F组
医学细胞生物学 第八章 细胞核
染色质的化学组成
DNA
组 蛋 白（碱性蛋白）
染
色 质
蛋白质
H1、H2A、H2B、H3、H4
非组蛋白（酸性蛋白）
少量RNA
二、染色质的类型
异染色质
间期细胞核中高度螺旋和盘曲、染色深、 功能上不很活跃，多分布在核膜内缘 的染色质。
常染色质
间期细胞核中无明显螺旋和盘 曲、染色浅、功能上活跃，多 分布在核中央的染色质。
核孔是内外两层核膜 局部融合而形成的开口， 是由多种蛋白构成的复 杂结构，称核孔复合体。
Cytoplasmic face cytoplasmic particles
Nuclear face basket inner complex
二、核膜的功能
1.作为界膜，维持细胞核相对稳定的内环境 保护DNA分子
4. 在染色体中有一个由非组蛋白构成的纤维网架称 为染色体支架，直径30nm的螺线管一端与支架结合，另 一端向周围呈环状迂回后再回到结合处，形成的环状 结构称为袢环。
5. 18个袢环沿染色体的纵轴由中央向四周伸出， 形成放射环，称为微带。
6. 106个微带沿轴心支架纵向排列构成染色单体 7.两条染色单体在着丝粒处相连形成染色体。
称核仁组织区致密纤维组分
（NOR)。
颗粒组分
纤维中心
核仁组织者（区）：是从染色体上伸展出的DNA 袢环，载有rRNA基因，转录形成rRNA，组织形 成核仁，称核仁组织者（区）（NOR)。
含有rDNA的10个 伸展的间期染色 体袢环进入核仁 中
核仁 核膜
组分
致密纤维组分 颗粒组分 纤维中心
致密纤维组分 颗粒组分 纤维中心
2.使DNA转录和蛋白质的翻译 具有时空性
医学细胞生物学细胞核
细胞核的功能
细胞核主要负责DNA复制、DNA转录和基因表达等关键功能。
细胞核与DNA复制和转录
细胞核是DNA复制和转录的主要场所，这些过程对于细胞正常运作和遗传传 递至关重要。
细胞核的相关疾病
细胞核异常与许多疾病的发生和发展有关，如癌症、遗传疾病等。
细胞核研究的前景与挑战
深入了解细胞核结构和功能对于解开生命奥秘有着重要意义，但挑战也包括技术限制和复杂的细胞核调控网络。
医学细胞生物学细胞核
细胞核是细胞的核心机构之一，扮演着控制和调节细胞生命活动的关键角色。
细胞核的定义和作用
细胞核是细胞中一种特殊的结构，包含遗传物质（DNA），指挥并控制细胞的生理和生化过程。
细胞核的结构
细胞核的组成
细胞核由DNA、RNA、蛋白质等分子组成。
医学细胞生物学课件 细胞核-2014
含量少，种类多
在不同组织细胞中的种类和数量均不相同 与特异的DNA序列结合
※功能*：协助DNA折叠，启动和推进DNA的复制， 调控基因转录
二、常染色质与异染色质
按间期核中染色质螺 旋化程度、功能状态 的不同，可分为：
常染色质 异染色质
核小体（nucleosome）是染色体组装的 一级结构，为直径约10nm的圆盘状颗粒。
伸展的染色质纤维
※核小体的组成*：
146bp：盘绕组蛋白八聚 体1.75圈，称核心DNA
DNA：约200bp左右
60bp：连接相邻的核小体， 称连接DNA（长度变异大）
组蛋白八聚体：一个 Ｈ1组蛋白：一个
核小体串珠的形成使DNA分子长度压缩了约7倍
一、核膜的化学组成
主要为蛋白质（65%～75%）和 脂类，可能还有少 量DNA和RNA 所含的酶类和脂类都与ER相似，但含量有差异
* 二、核膜的结构
电镜下，核膜是由内核膜、外核膜、核周间隙、 核孔复合体和核纤层等结构组成。
（一）外核膜(outer membrane)
与糙面内质网膜相连续 外表面有核糖体附着 外表面附着有细胞骨架成分，起着固定细胞核 并维持细胞核形态的作用。
-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-
病毒SV40的T-抗原在宿主细胞中的分布
具有正常NLS的T-抗原 聚集于细胞核内
NLS发生突变的T-抗原 分布于胞质中
亲核蛋白入核转运的条件
亲核蛋白 核输入受体
①核定位序列（NLS）
②NLS受体（核输入蛋白）
医学细胞生物学细胞核nucleu
核周间隙
医学细胞生物学细胞核nucleu
二、核骨架
核骨架：又称核基质，是间期核内，除去核膜、核纤
层染色质和核仁之外，以非组蛋白为主组成 的纤维网架结构。
（一）组成
1. 非组蛋白性的纤维蛋白：构成核骨架的基本成分。
核 2. 核基质结合蛋白：与核基质结合的酶、细胞调控蛋
骨
白等 。
架
3. RNA：维持核骨架的三维结构。
四、核膜的主要功能
1.核膜的区域化作用，使转录和翻译在时空上 分离;
2.控制着细胞核与细胞质的物质交换;
（1）自由扩散
无机离子，如K+、 Ca2+ 、 Mg2+、 Cl-离子，水分子等； 分子量小于5KD的单糖、氨基医酸学细和胞生核物学苷细胞酸核n。ucleu
（2）主动运输 主动运输在核孔复合体上进行。
有种属和组织特异性，在整个细胞周期都能进行 合成。
功能：
（1）与特异性的DNA序列相识别、结合，启动并促进基 因的转录和复制，调控基因的表达；
（2）促进核小体结构中DNA分子的进一步的盘曲、折叠 参与染色体结构的构建。
医学细胞生物学细胞核nucleu
二、染色质的种类
（一）常染色质
指在细胞间期呈松散状、染色较浅，且有转 录和复制活性的染色质。
第四节 核仁 (nucleolus)
核仁是真核细胞中最明显的结构。1~2个或多个。 一般位于核的一侧，在生长代谢活跃的细胞中，核 仁边集。
核仁是一个高度 动态的结构。随着细 胞周期的进程，可以 在有丝分裂期发生周 期性的重建与消失。
医学细胞生物学细胞核nucleu
一、主要成份
蛋白质：80％，组蛋白、非组蛋白、 核糖体蛋白及酶类
2024年医学细胞生物学课件细胞核
医学细胞生物学课件细胞核2024医学细胞生物学课件：细胞核1.绪论医学细胞生物学是一门研究细胞结构和功能，以及细胞在生命过程中的作用的学科。
细胞是生命的基本单位，所有的生物现象都是由细胞的结构和功能所决定的。
细胞核作为细胞的重要组成部分，对于细胞的生长、分化和代谢等方面具有至关重要的作用。
本文将重点介绍细胞核的结构和功能，以及其在医学研究中的应用。
2.细胞核的结构细胞核是细胞中最大的结构，主要由核膜、染色质、核仁和核质组成。
核膜是由两层磷脂双分子层组成的双层膜，上面有核孔，是细胞核与细胞质之间的物质交换的通道。
染色质是由DNA、蛋白质和RNA组成的复合体，是细胞遗传信息的载体。
核仁是细胞核中的一种亚结构，主要由rRNA和蛋白质组成，是细胞合成蛋白质的重要场所。
核质是细胞核中除了染色质和核仁以外的部分，主要由核糖体、mRNA和其他小分子RNA组成。
3.细胞核的功能细胞核是细胞中最重要的调控中心，其主要功能包括遗传信息的传递、基因的表达和调控、细胞的生长和分裂等。
遗传信息的传递是指细胞核中的DNA通过复制和转录过程，将遗传信息传递给下一代细胞。
基因的表达和调控是指细胞核中的基因在特定的时间和空间被激活，产生相应的蛋白质，从而发挥生物学功能。
细胞的生长和分裂是指细胞核通过调控基因的表达，控制细胞的生长和分裂过程，维持细胞内环境的稳定。
4.细胞核在医学研究中的应用细胞核在医学研究中具有重要的应用价值，其主要应用领域包括疾病的诊断和治疗、基因编辑和细胞治疗等。
疾病的诊断和治疗是指通过检测细胞核中的遗传变异和基因表达异常，来诊断和治疗疾病。
例如，通过检测细胞核中的癌基因和抑癌基因的突变，可以诊断癌症；通过调控细胞核中的基因表达，可以治疗某些遗传性疾病。
基因编辑是指通过改变细胞核中的DNA序列，来改变细胞的遗传特性。
例如，通过CRISPR/Cas9技术，可以精确地编辑细胞核中的基因，从而治疗某些遗传性疾病。
细胞治疗是指通过改变细胞核中的基因表达，来治疗某些疾病。
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医学细胞生物学- 细胞核
核质面
• 核孔复合体的化学组成：主要由蛋白质组成 • 核孔蛋白（nucleoporin，Nup）的特点 • 进化上高度保守 • 多含有一簇FG重复序列 F：苯丙氨酸 G：甘氨酸
医学细胞生物学- 细胞核
（五）核纤层(nuclear lamina)
• ※概念*：核纤层是位于内核膜内侧与染色质之间的 一层由高电子密度纤维蛋白质组成的网络片层结构。 • 只存在于间期核中，分裂期解体
• 被动运输 • 主动运输
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通过核孔复合体的被动运输
• 静止状态下，核孔中央有直径9～10nm的亲水通 道，水、无机离子、小分子及直径小于10nm的物 质原则上可自由通过。
9-10nm
医学细胞生物学- 细胞核
通过核孔复合体的主动运输
• 绝大多数生物大分子的核-质分配需要借助核孔复合 体的主动运输方式来实现。
• 与糙面内质网膜相连续 • 外表面有核糖体附着 • 外表面附着有细胞骨架成分，起着固定细胞核
并维持细胞核形态的作用。
医学细胞生物学- 细胞核
（二）内核膜(inner membrane)
• 表面无核糖体附着 • 核质面附着有核纤层，对核膜其支持作用
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（三）核周间隙(perinuclear cisternae)
• 具有高度选择性，表现在以下三方面
①核孔复合体的孔径 可调，主动运输的功 能直径比被动运输大， 为10～20nm，可调节 达26nm。
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②核孔复合体的主动运输是信 号识别与载体介导的过程，需 消耗能量。 ③具有双向性，兼有核输入与 核输出两种功能
核输入：DNA复制与RNA转录所需的各 种酶、 组蛋白、核糖体蛋 白等
NPC胞质面观
医学细胞生物学- 细胞核
NPC核质面观
• ※核孔复合体的结构*：
• 捕鱼笼式(fish-trap)结构模型被普遍接受
NPC由四种组分构成：
①胞质环 ②核质环 ③辐
•柱状亚单位 •环状亚单位 •腔内亚单位
④中央栓
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核篮
核孔复合体模式图
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胞质面
细胞核概述
• 真核细胞中最大、最重要的细胞器
功能：1.遗传物质贮存最大区别 核进化意义：核物质区域化
1.保护核内DNA免受损伤，保证遗传的稳定性 2.使遗传信息的转录和翻译在时空上分离
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细胞核的数量、大小与形态
• 保证了RNA转录后先进行加工、 修饰，才能输入细胞质中，进 而指导蛋白质的合成，使遗传 信息的表达调控过程更加精确、 高效。
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2.核膜参与蛋白质的合成
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3.核孔复合体控制着核-质间的物质交换 • 核孔复合体是介导核-质间物质交换的 双向亲水通道 • 具有两种运输方式
• 主要为蛋白质（65%～75%）和 脂类，可能还有少 量DNA和RNA
• 所含的酶类和脂类都与ER相似，但含量有差异
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二、核膜的结构*
• 电镜下，核膜是由内核膜、外核膜、核周间隙、 核孔复合体和核纤层等结构组成。
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（一）外核膜(outer membrane)
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• 核纤层的化学成分：
核纤层蛋白（属于中间纤维蛋白） • 哺乳类细胞的核纤层蛋白（lamin）有3类
• lamin A • lamin C 由同一基因编码的不同的加工产物 • Lamin B
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• ※核纤层的功能*
1.核纤层在细胞核中起支架作用
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• 内外两层核膜之间的腔隙 • 与内质网腔相连，内含多种蛋白质和酶
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（四）核孔复合体
• 核孔：内外核膜融合之处形成的环状开口 • 数量：3000~4000个/哺乳类细胞
蛋白质合成旺盛的细胞，核孔数目较多
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• 电镜下，核孔是由多种蛋白质以特定方式排列 而成的复合结构，称为核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。
数量：单核（多数细胞）
双核（肝、肾、软骨细胞） 多核（破骨细胞、骨骼肌细胞等） 无核（成熟红细胞）
大小：高等动物细胞核直径通常在 5～10μm
生长旺盛的细胞：核较大，如卵、肿瘤细胞 分化成熟的细胞：核较小 常用核质比来表示细胞核的相对大小
医学细胞生物学- 细胞核
形态：
• 间期才可以观察到细胞核的完整结构； • 多样，多为圆形或椭圆形； • 与细胞的形状、类型、发育时期等有关。
医学细胞生物学- 细胞核
间期核的结构主要由4部分构成
① 核膜 ② 染色质 ③ 核仁 ④ 核基质
医学细胞生物学- 细胞核
第一节 核 膜
核膜(nuclear membrane)又称核被膜(nuclear envelope)
一、核膜的化学组成 二、核膜的结构 三、核膜的功能
医学细胞生物学- 细胞核
一、核膜的化学组成
核输出：mRNA、tRNA、核糖体大小亚 基等
医学细胞生物学- 细胞核
1.亲核蛋白的核输入
• ※亲核蛋白*（karyophilic protein）：指在细胞质中游
离核糖体上合成、经核孔转 运入细胞核发挥作用的蛋白
质。
游离核糖体
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• 亲核蛋白一般都有一段特殊的氨基酸信号序列，起着定 向和定位的作用，保证蛋白质通过核孔复合体向核内输
2.核纤层与核膜的崩解和重建密切相关
医学细胞生物学- 细胞核
lamin A、C分散 到胞质中
lamin B与核膜小 泡结合
3.核纤层与染色质凝集成染色体相关
分裂间期，染色质与核纤层结合紧密，不能螺旋化 成染色体；
分裂前期，核纤层解聚，染色质与核纤层的结合丧 失，染色质凝集成染色体。
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4.核纤层参与DNA的复制
• 利用爪蟾卵母细胞核重建体系的研究发现， 重建的缺乏核纤层的细胞核不能进行DNA的 复制，提示核纤层参与了DNA复制。
医学细胞生物学- 细胞核
三、※核膜的功能*
1.核膜为基因表达提供了时 空隔离屏障
• 使DNA复制、RNA转录与蛋白质 翻译在时空上分离，建立了遗 传物质稳定的活动环境；