第八章__细胞核

核膜主要功能
1、区域化作用 相对稳定的内环境，精确调控遗传信息的表达 2、合成生物大分子 与蛋白质的合成有关。 3、控制细胞核与细胞质进行物质流和信息流 小分子、蛋白质的跨膜运输。
4、核纤层（ nuclear lamina）
核纤层
4、核纤层（ nuclear lamina）
（1）组成 由核纤层蛋白（lamin）构成，属于中间纤维。
（2）功能 1）保持核的形态、固定核孔位置-支架作用 2）参与核膜重建和染色质凝集 3）参与DNA复制和核的构建
Lamins
5、核孔复合体（nuclear pore complex, NPC ）
（1）核孔复合体的结构
纤维
胞质环
环带亚 单位8个
腔内亚 单位
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ柱状亚 单位
核质环 8对
核纤层
核篮
外层核膜
一类在胞质内合成，以主动运输方式通 过NPC，输入细胞核发挥功能作用的蛋白 质,含有核输入核定位信号序列（nuclear localization signal，NLS)。保留
2).RNA和RNA蛋白质的出核运输
RNP的输出:通过改变本身的分子构象实现的.
特点：容易被碱性染料染成深色的物质。
染色质 化学组成：主要由蛋白质和DNA组成
连接组蛋白：H1 ➢结构：高度保守，H1具有种属和组织特异性。
➢功能：参与染色体的构建；维持染色体结构；改变基
因的复制和转录活性。
3、非组蛋白(nonhistone)
➢ 特性： 1、序列特异性DNA结合蛋白 2、带负电荷，含有较多天冬氨酸、谷氨酸，属酸性 蛋白质 3、能识别特异的DNA序列
➢ 功能： 帮助DNA折叠；协助DNA复制；调节基因表达。
➢核心部
形成八聚体，构成核心颗粒。
DNA分子：缠绕在核心颗粒表面，共1.75圈，
约146bp，两端被H1锁合。
➢连接部
组蛋白：H1锁住核心DNA的进出口。
DNA分子：相邻核心颗粒之间为一段60bp 的连接线DNA。
30nm和11nm染色质纤维
（二）二级结构：螺线管（solenoid）
概述
➢形状：多数圆形，另有杆状、分叶状等。 ➢位置：细胞中央，脂肪细胞（边缘） ➢数目：通常一个细胞一个核
➢结构： ①核被膜 ②核仁 ③核基质 ④染色质 ⑤核纤层
➢功能：遗传信息的贮存、复制和转录。生命 活动的控制中心
人的成熟红细胞
肾外恶性横纹肌 肉瘤细胞
绝大部分有１个细胞核，
真核细胞
少数细胞含有多个核，如横纹肌细胞
核 被 膜
内层核膜
（1）核孔复合体的结构
中央栓/中央颗粒
中 央 颗 粒
fish-trap 细纤丝
“捕鱼笼”模型
胞质环：8纤维 辐：辐射状八重对称分布
环带亚单位 腔内亚单位 柱状亚单位 核质环：8纤维8颗粒，捕鱼笼样-核篮
中央栓/中央颗粒：核-质交换
（2）核孔复合体的功能
介导细胞核与细胞质之间的物质交换的双 功能\双向性的选择亲水性通道.
植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红 细胞无细胞核。
➢大小：植物1~4μm，动物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NP>0.5，
✓
衰老细胞NP<0.5。
NP = Vn Vc-Vn
细胞核的结构组成
核膜 核仁 染色质 核基质 核纤层
§1 核 膜
一、化学成分
异染色质分类：结构异染色质 兼性异染色质
异染色质分为两类：
结构（恒定）异染色质 （constitutive heterochromatin） 各种类型细胞，除复制期以外，在整个细胞周期均处于聚 缩状态，DNA的包装在整个细胞周期中基本没有较大的变 化的异染色质，常位于着丝粒和端粒处,终生为异染色质。
蛋白质和脂类与内质网相似，浓度有差异。 1、蛋白质
葡萄糖－6－磷酸酶，细胞色素P450。 内核膜中还含有核纤层相关蛋白 （LAP）。 2、脂类 胆固醇和甘油三酯较多
二、结构
1、核膜外层（outer nuclear membrane ） 2、核膜内层（inner nuclear membrane ） 3、核周间隙（perinuclear space） 4、核纤层（ nuclear lamina） 5、核孔复合体（nuclear pore complex）
存在形式：染色质和染色体是细胞中同一种 物质在不同时期的两种形态。
染色质
高度螺旋化
（分裂间期）
解螺旋
染色体
（分裂期）
§2 染色质与染色体
一、染色质的化学组成 1、DNA
（1）基因组（genome）：
真1核、细D胞单N倍A染色体组中所含有的全部遗传信息为 一个基因组。
（2）DNA序列分三类： 单一序列（单拷贝序列，非重复序列）
双功能:被动运输和主动运输 双向性:蛋白质的入核转运,RNA和蛋白质
的出核转运.
被动运输：功能直径9~10nm、长 15nm，扩散速度与离子和水溶性分子 的大小成反比，大于60KD蛋白质不能进 入核内。
主动运输：亲核蛋白质输入，RNA、 RNP颗粒的输出。
1）亲核蛋白（karyophilic protein）入核：
4、少量RNA 来源与功能尚存争议
二、染色质的类型
常染色质
异染色质
间期染色程度
分
布
螺旋化程度
DNA 序 列
染色浅
核中央
低，呈疏松状态 单一序列和 部分重复序列
染色深 核膜附近 高，呈凝集状态 高度重复序列
功 能 状 态 活跃的DNA分子部
不活跃的DNA分子
分，进行转录和翻译 部分，不能转录和翻译
兼性（功能）异染色质 （facultative heterochromatin） 在某些细胞类型或一定的发育阶段，原来的常染色质聚缩， 并丧失基因转录活性变为异染色质，如Barr body.
二、染色质的结构及组装模型
➢ 四级结构 模型
➢ 襻环模型
（一）一级结构：核小体（nucleosome）
组蛋白： H2A、H2B、H3、H4各两分子
多数结构基因属于此类 中度重复序列
非编码序列，如调控基因、组蛋白基因组 高度重复序列
多分布于着丝粒区和端粒区 多组成异染色质
功能性染色质DNA：
复制起始点 能够进行自我复制
着丝粒
分裂时两拷贝分离
端粒
维持自身在传代中的完整
2、组蛋白(histone)
➢特性：带正电荷，富含Arg，Lys，属碱性蛋白 ➢种类：核心组蛋白：H2A、H2B、 H3、H4