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2009-09 细胞生物学与遗传学教研室陈贤均制 第八章 细胞核 Cell nucleus 教学目的和要求 1.掌握核被摸、核孔复合体的化学组成、结构模型及功能 2.掌握染色质与染色体的概念、化学组成、构建过程及染色体的形态结构 3.掌握核仁的形态结构和功能，核纤层的结构与功能，核骨架的化学构成及功能 4.了解细胞的核型与染色体带型，细胞核与疾病的关系 本章内容包括: 第一节 核膜 第二节 染色质与染色体 第三节 核仁 第四节 核骨架 第五节 细胞核的功能 第六节 细胞核与疾病 细胞核的一般特征 细胞核是真核细胞最重要的细胞器，是细胞生命活动的控制中心，是真核细胞与原核细胞最大的区别 1.数量：绝大多数种类细胞1个，肝细胞、心肌细胞可有2个，破骨细胞6~50个，骨骼肌几百个。 2.大小：高等动物细胞核的直径常在5~10?m，大小随细胞的类型及生理状态而异。 3.形态：细胞核的形状与细胞的形状及发育时期有关，多为圆形或椭圆形，粒细胞分叶核，单核细胞马蹄形核，胚乳细胞网状核，蝶类丝腺细胞分支状核。 4.结构：间期核的结构包括核膜、核仁、染色质及核基质。 5.动态变化：细胞核的结构随细胞周期进程发生周期性变化。 第一节 核膜 一、核膜的化学成分 二、核膜的结构与区域化作用 三、核孔复合体与核-质间的物质运输 四、核纤层的结构与功能 一、核膜的化学组成 核膜的化学成分主要为蛋白质和脂类，所含的酶类和脂类与内质网相似。 （一）蛋白质 1.含量：约占65%~75% 2.种类：20多种蛋白质，包括组蛋白、基因表达调节蛋白、DNA和RNA聚合酶、RNA酶以及电子传递有关的酶类等。 （二）脂类 卵磷脂（磷脂酰胆碱）和脑磷脂（磷脂酰乙醇胺）含量低；胆固醇和甘油三酯含量高。 二、核膜的结构与区域化作用 （一）核膜的结构 1.外核膜：与粗面内质网相延续，胞质面附着核糖体以及与核定位有关的微管和中间纤维。 2.内核膜：与外核膜在核孔位置相延续，核质面有核纤层。 3.核间隙：内外膜之间的腔隙，与内质网腔相通；充满液态不定形物，含多种蛋白质和酶。 4.核孔：内外膜融合处的孔（复合体），一个哺乳动物细胞有3000~4000个核孔。 （二）核膜的功能 1.区域化作用：使遗传物质处于更稳定的环境，得到更有效的保护。 2.合成生物大分子：核外膜上的核糖体是合成蛋白质的场所。 3.控制核内外物质和信息交流： （1）对不能自由出入核内的物质起到屏障作用； （2）核孔复合体可选择性的运输核糖体蛋白、RAN等大分子物质； （3）核膜受体有调控基因表达的作用； 三、核孔复合体与核-质间的物质运输 （一）核孔复合体的结构 1.胞质环 (cytoplasmic ring) ：胞质面环状结构，相连8条蛋白纤维伸向胞质。 2.核质环 (nuclear ring)：核质面环状结构，相连8条蛋白纤维伸向核质，末端形成核蓝。 3.辐(spoke)：包括柱状亚单位、腔内亚单位和环带亚单位。 4.中央拴 (central plug)：可能是被运输的物质 （二）核孔复合体的物质运输功能 核孔复合体是核内外物质交换的主要通道。不同物质可通过被动运输和主动运输出入核膜。 1.被动运输：无机离子（如K+、Cl-、Ca2+、Mg2+）和小分子物质（如单糖、氨基酸等） 2.主动运输：大分子物质（如RNA、蛋白质），是一个信号识别与载体介导的耗能过程。 3.亲核蛋白入核转运 亲核蛋白（karyophilic protein）：在细胞质内合成、在细胞核内发挥功能的一类蛋白质。 转运条件： 亲核蛋白有核定位信号（nuclear localization signal, NLS），对亲核蛋白的转运起引导作用。 胞质中有核转运受体（入核素），它可以与亲核蛋白及核孔复合体结合。 核内有RanGTP酶，它是G-蛋白，能水解GTP提供能量，核转运受体，使其释放亲核蛋白至核内。 四、核纤层的结构与功能 （一）核纤层的结构 衬于内核膜的核蛋白纤维网，属中间纤维。 脊椎动物细胞中有核纤层蛋白A、B、C三类，哺乳动物和鸟类细胞中有核纤层蛋白A、B 核纤层蛋白A：仅见于分化细胞 核纤层蛋白B：存在于所有体细胞 （二）核纤层的功能 1.在细胞核中起支架作用，维持核的轮廓； 2.连接细胞质骨架和核骨架，是细胞骨架系统的一部分； 3.细胞周期中参与核膜解体与重建（通过磷酸化与去磷酸化）； 4.为染色质提供锚定位点，与DNA解旋和染色质凝集有关 第二节 染色质与染色体 一 、染色质的组成成分 二、常染色质与异染色质 三、染色质组装成染色体 四、染色体的形态结构 五、核型与染色体带型 概述 染色质（chromatin）：是间期细胞遗传物质的存在形式，由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA构成的细丝状结构，弥散分布于细胞核内