第11章-细胞核与染色质(翟中和第四版)教程文件.ppt

第11章 细胞核与染色质;细胞核概述;肝细胞和心肌细胞可有双核;本章主要内容;第一节 核被膜;三部分构成;第一节 核被膜;核被膜由内外两层平行但不连续的单位膜构成。 外核膜胞质面附有核糖体，与糙面内质网相联。核周隙与内质网腔相通，外核膜是内质网的一部分。 核被膜内层光滑，内表面紧贴一层致密的核纤层；可支持核膜，并与染色质及核骨架相连。 核周间隙宽20-40nm，腔内电子密度低，一般不含固定的结构，与内质网腔相通。 双层核膜在某些部位相互融合，形成环状开口，称为核孔。在核孔上镶嵌着一种复杂的结构叫做核孔复合体。 ;（二）核膜的崩解与组装;间期存在，分裂期解体;二、核孔复合体;核孔复合体 (Nuclear pore complex, NPC);在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一般认为其结构如fish-trap（鱼笼）。 ;（一）结构模型—— “fish-trap”(鱼笼);（二）组成成分;核孔蛋白（nucleoporin，Nup）;从功能上讲，可看作一种特殊的跨膜运输蛋白复合体（一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道） 双功能——有两种运输方式：被动扩散与主动运输。 双向性——既介导蛋白质的入核转运，又介导RNA、核糖核蛋白颗粒（RNP）的出核转运。 （图P232：通过核孔复合体物质运输的功能示意图） ;主动运输 通过转运受体把大分子 运入和运出核孔 从胞质运入核的转运受 体为importins,从核运 入胞质的转运受体为 exportins。;1．通过核孔复合体的被动扩散;NPC作为被动扩散的亲水通道，其有效直径为9～10nm，有的可达12.5nm，即离子、小分子以及直径在10nm以下的物质原则上可以自由通过。扩散速度与分子大小成反比。;2．核孔复合体的主动运输;1）亲核蛋白的入核转运 （karyophilic protein）; 核定位序列或核定位信号（ NLS ）;Nuclear localization signals ;Normal pyruvate kinase: in cytosol;亲核蛋白的入核转运过程;带有核定位信号(NSL)片段的蛋白质与受体importin?/?结合； 复合体与胞质内的纤丝结合； 复合体被送入核内； 4. 与Ran-GTP相互作用,复合体解散； 5. importin?被Ran-GTP送回胞质,Ran-GTP 水解成Ran-GDP, Ran-GDP返回核内,importin?回到胞质。;2） RNA及核糖体亚基的出核转运;核纤层 (lamina);功能： 对核被膜起支撑作用，为染色体提供支架；调节基因表达；调节DNA 修复；与细胞周期有关。;第二节 染色质;一、染色质DNA;（一）基因组大小比较;（一）基因组大小比较;（二）基因组DNA类型;A型是另一种右手双螺旋DNA，与B型的差别在于DNA的大小沟有所不同，A型的更紧密。 Z(zig-zag)型是左手螺旋DNA，在结构上与B型很不同。发生在高盐浓度下的CGCGCG短链中，生物功能不详。体现DNA双螺旋结构的可塑性。; 三种DNA构型中,大沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用,调控蛋白都是通过其分子上氨基酸侧链与沟中碱基对两侧潜在的氢原子供体(=NH)或受体(O和N)形成氢键而识别DNA遗传信息的。 另外, Z型DNA同细胞癌变有一定的关系。;二、染色质蛋白;（一）组蛋白;（二）非组蛋白;凝胶延滞实验（gel retardation assay）;三、核小体;（一）核小体的发现;（一）核小体的发现;（一）核小体的发现;（一）核小体的发现;（二）核小体的结构;（二）核小体的结构;（二）核小体的结构;四、染色质组装;（一）染色质组装的前期过程;（二）染色质组装的多级螺旋模型; 根据多级螺旋模型从DNA到染色体经过四级 包装： ;五、染色质类型;（一）常染色质与异染色质;结构异染色质特征：;兼性异染色质中了解最多的是雌性哺乳类动物的X染色体。两个X染色体中的一个染色体常表现为异染色质，称巴氏小体（Barr body）。 人的胚胎发育到16天以后， 出现巴氏小体。;（二）常染色质与异染色质间的转变;（三）活性染色质与非活性染色质;1．活性染色质对DNase Ⅰ超敏感;2．活性染色质的蛋白组成与修饰变化;2．活性染色质的蛋白组成与修饰变化;核被膜生物学意义：一方面构成核、质之间的天然选择性屏障；另一方面介导核质之间的物质交换与信息交流 。 核孔复合体：1.胞质环；2.核质环；3.辐；4.中央栓。 NPC的功能：核质交换的双向、双功能、选择性亲水性通道。 核小体结构要点 染色质组装模型：多级螺旋模型、骨架-放射环模型 ;