洋葱核仁的超微结构动态变化特征与rRNA转录.pdf

洋葱核仁的超微结构动态变化特征和 rRNA 转录1 尚广彬 施寒清 王爽 王丽丽 郝水 焦明大 东北师范大学 细胞与遗传研究所 吉林 长春 130024 E-mail: jiaomd536@ 摘要：以洋葱为材料对细胞周期中核仁的结构的动态变化进行了追踪，发现在常规电镜 下 S 期的核仁的表面与 G1、G2 相比出现了大量毛状突起并通过毛状突起加强了与核仁 周边染色质的联系，这种现象持续到 S与 G2的过渡时期，结合 NAMA－Ur DNA特异性染 色，柠檬酸铽 RNA特异性染色，对这种现象进行了分析，认为这种核仁表面出现大量毛 状突起现象是 DNA 进行复制期间，核仁在常规电镜下的一个明显特征。柠檬酸铽 RNA 特异性染色显示单链 RNA 分布于 DFC 及 GC 区，FC 中未见有分布，说明 DFC 是 rRNA 进 行转录的区域。 关键词： 核仁， FC， DFC， DNA， ssRNA 1. 引言 核仁是真核生物细胞的 rRNA 合成加工和核糖体装配的场所。核仁的超微结构主要有三 种基本结构组分：FC、DFC和 GC。核仁内 rDNA 的分布、转录定位、rRNA前体的加工及核糖 体的装配、核仁的蛋白质组学等都是细胞研究中的重要问题和方面。[] 关于 rRNA 基因 的转录位点是在 FC 还是DFC，到目前为止还存在争议[5.6]。核仁的发生是与细胞分裂周期密 切相关的，由于核仁是一功能结构，真核细胞的增殖主要以有丝分裂为主，存在核仁的解体、 装配及重建和生理功能表达等事件，这本身就体现了核仁是一高度动态结构 [1，5] 。关于核 仁的发生的研究主要证据来至荧光共聚焦显微镜附带使用电子显微镜，主要是以免疫细胞化 学手段标记核仁蛋白来完成 [7. 8] 。关于由电子显微镜水平研究核仁发生的系统工作报道还很 少。通过荧光共聚焦显微镜，可以对核仁的发生进行活细胞水平上整体地研究，但是由于荧 光共聚焦显微镜的分辨力有限，不能对核仁的细微结构进行分析。借助电子显微镜可以对核 仁的超微结构进行观察、分析和研究，通过电子显微镜系统地研究核仁的周期与功能有重要 意义，可以深入地揭示核仁的结构的动态变化与功能的关系。由于核仁的结构变化是与核仁 中的 DNA、RNA 和与DNA 复制、rRNA 转录与加工有关的酶等蛋白质活动密切相关，因此从DNA、 RNA 和蛋白质三个角度来揭示核仁的动态变化特征有重要意义。关于核仁中 rRNA 的转录起 始位点的争议可能与研究者采用的标记新合成的 RNA 的方法有关，特别是在使用 5-Br-U 进 行标记时的结果在文献上得出的结论存在分歧[2.13.14] [6] ，有专家认为原因是复杂的 。我 们首次采用柠檬酸铽 RNA 特异性染色法，直接标记单链 RNA（ssRNA）研究了在细胞周期中 核仁内 ssRNA 的分布，并通过与 DNA 特异性染色和常规电镜方法相对照分析了 rRNA 的转录 位点问题。 1 本课题得到高等学校博士学科点专项基金资助（项目号：20040200003 ） - 1 - 2. 材料和方法 实验材料 高等植物洋葱（Allium cepa ），取其根尖分生组织为实验材料。 实验方法 常规电子显微镜方法：材料以戊二醛、锇酸固定，乙醇丙酮系列脱水，Epon-812包埋。 NAMA－Ur DNA 特异性染色法：详细步骤见陶伟（2003）文献[15] 。 柠檬酸铽 RNA 特异性染色法：样品以 4%的多聚甲醛+2.5%戊二醛固定 2 小时，以 Epon －812 包埋，步骤详见文献[16]。 染色：取超薄切片厚度为 60～90nm(NAMA－Ur DNA 特异性染色 80～120nm)，常规电镜 方法以醋酸铀-柠檬酸铅染色，其他两种方法