細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件

1、細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué) 細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué) 細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件概 述3、是細(xì)胞生命活動的調(diào)控中心 一、細(xì)胞核最基本的功能1、貯存遺傳信息(DNA)2、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄遺傳信息并指導(dǎo)蛋白 質(zhì)合成概 述3、是細(xì)胞生命活動的調(diào)控中心 一、細(xì)胞核最基本的功能3、數(shù)目 一般僅一個(gè),破骨細(xì)胞有數(shù)百個(gè)二、細(xì)胞核的大小、形態(tài)、數(shù)目1、大小 胚胎細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞細(xì)胞核比例大 衰老細(xì)胞細(xì)胞核比例小2、形態(tài) 隨細(xì)胞不同而不同3、數(shù)目二、細(xì)胞核的大小、形態(tài)、數(shù)目1、大小 2、形態(tài)核被膜(nuclear envelope)染色質(zhì)(chromatin)核仁(nucleolus)核基質(zhì)(nucle

2、ar matrix)即核骨架(nuclear skeleton)間期核細(xì)胞分裂期核被膜(nuclear envelope)染色質(zhì)(chrom細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件第一節(jié) 核膜 (nuclear envelope)第一節(jié) 核膜 (nuclear envelope)蛋白質(zhì) 占65-75%,所含酶類與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相似脂類 與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相似,但濃度有差別,膽固醇及甘油三酯的含量較高少量的DNA、RNA 一、核被膜的化學(xué)成分蛋白質(zhì) 一、核被膜的化學(xué)成分二、核膜的結(jié)構(gòu)外核膜(outer nuclear membrane)內(nèi)核膜(inner nuclear membrane)核周間隙(perinuclear sp

3、ace)核 孔(nuclear pores)區(qū)別于:膜間腔二、核膜的結(jié)構(gòu)外核膜(outer nuclear membr細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件(一)外核膜 與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連,其外表面附著核糖體。(二)內(nèi)核膜 無核糖體附著,有核纖層蛋白受體,從而固定到核纖層上。(三)核周間隙 內(nèi)、外核膜之間的空腔。(一)外核膜(二)內(nèi)核膜(三)核周間隙 核孔內(nèi)外兩層核膜融合形成的小孔。 一般來說,合成功能旺盛的細(xì)胞,核孔數(shù)目較多(其數(shù)量主要是與細(xì)胞核的轉(zhuǎn)錄水平有關(guān),密度大約35-65個(gè)/m2)(四)核孔 核孔內(nèi)外兩層核膜融合形成的小孔。 (四)核孔核 孔核 孔核 孔核 孔核孔復(fù)合體 核孔是由一組蛋白質(zhì)顆粒和纖

4、維物質(zhì)以特定方式排列形成的復(fù)合結(jié)構(gòu),稱為核孔復(fù)合體。(nuclear pore plex,NPC)核孔復(fù)合體 核孔是由一組蛋白質(zhì)顆粒和纖維物質(zhì)以特定方式二、核被膜的功能1、 區(qū)域化作用 內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定;DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白合成有時(shí)空間隔。2、 控制細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)和信息流通二、核被膜的功能1、 區(qū)域化作用 內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定;DN核質(zhì)之間的物質(zhì)運(yùn)輸1、被動運(yùn)輸:無機(jī)離子和小分子物質(zhì)能夠自由通過核膜2、主動運(yùn)輸:大分子物質(zhì) 主要途徑:核孔復(fù)合體除了Na+核質(zhì)之間的物質(zhì)運(yùn)輸1、被動運(yùn)輸:無機(jī)離子和小分子物質(zhì)能夠自由胞質(zhì)顆粒胞質(zhì)環(huán)中央栓輻胞質(zhì)纖維核質(zhì)環(huán)核纖層捕魚籠式模型組成胞質(zhì)顆粒胞質(zhì)環(huán)中央栓

5、輻胞質(zhì)纖維核質(zhì)環(huán)核纖層捕魚籠式模型組成 核孔復(fù)合體的功能:介導(dǎo)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換 核孔復(fù)合體的功能:組蛋白, DNA聚合酶,RNA聚合酶,核糖體蛋白主動運(yùn)輸離子,小分子RNA,核糖體亞基 被動運(yùn)輸組蛋白, DNA聚合酶,RNA聚合酶,核糖體蛋白主動運(yùn)輸離子 四、核纖層 核纖層是1amin A、 lamin B、 lamin C三種多肽組成的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 屬于中間纖維蛋白,與核外中間纖維、核骨架相連。1、組成 四、核纖層1、組成細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件2、核纖層的功能:1)在細(xì)胞核中起支架作用2)參與核膜的重建前期:lamin 磷酸化lamin解聚核膜崩解末期: lamin去磷酸化

6、lamin裝配核膜重建 參與染色質(zhì)的凝集阻礙染色質(zhì)螺旋化形成染色體3)參與細(xì)胞核構(gòu)建和DNA復(fù)制2、核纖層的功能:1)在細(xì)胞核中起支架作用前期:lamin 核纖層蛋白A 核纖層蛋白B 核纖層蛋白C核纖層蛋白A 核纖層蛋白B 核纖層蛋白核纖層蛋白與核內(nèi)膜及染色質(zhì)的關(guān)系圖解核纖層蛋白與核內(nèi)膜及染色質(zhì)的關(guān)系圖解第二節(jié)染色質(zhì)和染色體Chromatin & chromosome第二節(jié)Chromatin & chromosome 是遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在形式,由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組成的核蛋白復(fù)合體。染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期中所表現(xiàn)的兩種不同存在方式。 概念 是遺傳物質(zhì)

7、在細(xì)胞內(nèi)的存在形式,由DNA、組蛋白、非組細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件一、化學(xué)組成核 酸蛋白質(zhì)成 分DNARNA組蛋白非組蛋白所占比例10、05-0、110、5-1、5一、化學(xué)組成核 酸蛋白質(zhì)成 分DNARNA組蛋白非組蛋白所占(一) DNA遺傳信息的載體 DNA隨著生物進(jìn)化而呈現(xiàn)增加趨勢,但也不盡然。12條104條80條48條44條116,160條(一) DNA遺傳信息的載體 DNA隨著生物進(jìn)化結(jié)構(gòu)類型單一序列(unique seq、) 中度重復(fù)序列(middle repetitive seq、)高度重復(fù)序列(highly repetitive seq、)端粒序列端粒

8、序列著絲點(diǎn)序列復(fù)制源序列結(jié)構(gòu)類型單一序列(unique seq、) 中度重 RNA含量極低 1、組蛋白 組蛋白是真核細(xì)胞染色質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)蛋白,富含帶正電荷的精氨酸和賴氨酸,屬堿性蛋白質(zhì)。(二)組蛋白和非組蛋白 RNA含量極低 1、組蛋白(二)組蛋核小體核小體組蛋白的分類及特性 種類賴氨酸/精氨酸殘基數(shù)分子量 (kD)保守性存在部位及結(jié)構(gòu)作用H1存在于核心顆粒,形成核小體存在于核心顆粒,形成核小體存在于核心顆粒,形成核小體存在于核心顆粒,形成核小體29、0021523、0低高高極高極高H2AH2BH3H41、2212914、02、6612513、60、7713515、30、7910211、3存在

9、于連接線上,鎖定核小體及參與高一層次的包裝 核小體蛋白,幫助DNA卷曲形成核小體組蛋白的分類及特性 種類賴氨酸殘基數(shù)分子量保守性存在部位H12、非組蛋白 酸性蛋白質(zhì),帶負(fù)電荷,富含 天門冬AA,谷AA等酸性AA 數(shù)量少,種類多 具有種屬和組織特異性 整個(gè)周期都能合成 特性2、非組蛋白 酸性蛋白質(zhì),帶負(fù)電荷,富含 數(shù)量少,種類多 常染色質(zhì) (euchromatin) 異染色質(zhì)(herterchromatin) 結(jié)構(gòu)異染色質(zhì) 兼性異染色質(zhì)弱嗜堿性,包裝松散,有轉(zhuǎn)錄活性二、染色質(zhì)的類型 常染色質(zhì) 異染色質(zhì) 結(jié)構(gòu)異染色質(zhì) 兼性異染常、異染色質(zhì)的區(qū)別 常染色質(zhì) 異染色質(zhì)螺旋化程度低高染 色 較淺較深間

10、期核中央核邊緣分裂期染色體臂著絲粒區(qū)和端粒區(qū)活 性常轉(zhuǎn)錄特別少轉(zhuǎn)錄復(fù)制時(shí)間S 早、中期S 晚期常、異染色質(zhì)的區(qū)別 常染色質(zhì) 異染色質(zhì)螺旋化程度低高 是構(gòu)成染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位,約200bp核小體模型核心顆粒:組蛋白八聚體及周圍纏繞的1、75圈DNA(約146bp) Linker DNA :連結(jié)兩個(gè)核小體(約60bp) (H1 :鎖住DNA進(jìn)出端,穩(wěn)定核小體的結(jié)構(gòu))(一)核小體,一級結(jié)構(gòu) 三、染色體的構(gòu)建 是構(gòu)成染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位,約200bp(一)核小體,一級核小體模型圖解核小體模型圖解(二)螺線管二級結(jié)構(gòu) 由核小體構(gòu)成的染色質(zhì)細(xì)絲再螺旋化,形成中空的螺線管,每個(gè)螺旋內(nèi)含6個(gè)核小體。(二)螺

11、線管二級結(jié)構(gòu) 由核小體構(gòu)成的染色質(zhì)細(xì)絲再螺(三)超螺線管三級結(jié)構(gòu) 以上即染色體的組裝過程,均以螺旋方式實(shí)現(xiàn),總稱為多級螺旋模型。(四)染色單體四級結(jié)構(gòu)(三)超螺線管三級結(jié)構(gòu) 以上即染色體的組裝過程,均染色質(zhì)的高度折疊壓縮7倍壓縮6倍壓縮40倍壓縮5倍染色質(zhì)的高度折疊壓縮7倍四、染色體的形態(tài)特征四、染色體的形態(tài)特征細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件中期染色體模式圖(主縊痕)中期染色體的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 中期染色體模式圖(主縊痕)中期染色體的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 著絲粒模式圖動粒結(jié)構(gòu)域配對結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域著絲粒模式圖動粒結(jié)構(gòu)域配對結(jié)構(gòu)域中心結(jié)構(gòu)域 隨細(xì)胞增殖分裂逐漸縮短,與細(xì)胞衰老有關(guān)。端粒(telomere) 隨細(xì)胞增

12、殖分裂逐漸縮短,與細(xì)胞衰老有關(guān)。端粒(tel隨體 染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕,與核仁的形成有關(guān),稱為核仁組織區(qū)。隨體 染色體的臂上凹陷縮窄形成次縊痕,與核仁的形五、染色體的數(shù)目、核型和帶型(一)核型: 指體細(xì)胞中的全部染色體組成,包括染色體的數(shù)目、大小、結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。(二)帶型: 是染色體中的非組蛋白和DNA堿基呈現(xiàn)的特定帶紋。 顯帶技術(shù):染色體經(jīng)過一定處理,并用特定染定料染色后,其長軸顯現(xiàn)出明暗或深淺相間的橫行帶紋。五、染色體的數(shù)目、核型和帶型(一)核型:顯帶技術(shù)整條顯帶局部顯帶Q帶:喹吖因或熒光染料G帶:G染色R帶:Q、G反帶高分辨帶C帶:著絲粒等區(qū)的異 染色質(zhì)T帶:端粒N帶:NOR區(qū)酸

13、性蛋白顯帶整條顯帶局部顯帶Q帶:喹吖因或熒光染料G帶:G染色R帶:18三體綜合征18三體綜合征先天愚型先天愚型細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件21號染色體三體型患者、核型及其發(fā)生與母齡的關(guān)系 21號染色體三體型患者及其核型21號染色體三體型患者出生率與母齡的關(guān)系 女性胚胎6個(gè)月時(shí)已完成第一次減數(shù)分裂,若在第二次減數(shù)分裂中發(fā)生染色體不分離,而形成21三體21號染色體三體型患者、核型及其發(fā)生與母齡的關(guān)系 21杜納綜合癥表型女性,體矮,蹼頸,后發(fā)際低性腺發(fā)育不全,原發(fā)性閉經(jīng),肘外翻。(45,X)杜納綜合癥表型女性,體矮,(45,X) 示47,XYY患者及其核型(有攻擊性,其他正常

14、) 示47,XYY患者及其核型(有攻擊性,其他正常)第三節(jié) 核 仁第三節(jié) 核 仁 真核細(xì)胞才有的結(jié)構(gòu),為非膜性結(jié)構(gòu)。 核仁的形狀、大小、數(shù)目依生物的種類、細(xì)胞的形狀和生理狀態(tài)而不同。 真核細(xì)胞間期核中最明顯的結(jié)構(gòu)！概 述 真核細(xì)胞才有的結(jié)構(gòu),為非膜性結(jié)構(gòu)。概 述細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件一、核仁的結(jié)構(gòu)光鏡:核仁呈均質(zhì)海綿狀結(jié)構(gòu),其數(shù)目、大小與細(xì)胞的蛋白質(zhì)代謝活躍程度有關(guān)。常有“核仁趨邊” 現(xiàn)象。 電鏡:核仁裸露無膜、有纖維絲構(gòu)成組成:纖維中心致密纖維組分 顆粒成分核仁基質(zhì)一、核仁的結(jié)構(gòu)光鏡:核仁呈均質(zhì)海綿狀結(jié)構(gòu),其數(shù)目、大小與細(xì)胞 細(xì)胞內(nèi)特定染色體次縊痕處,含有主要rRNA(18S、28S、5

15、、8S rRNA)基因的染色體區(qū)段。核仁組織區(qū) 在人類是第13、14、15、21、22號5對染色體,這5對染色體屬于核仁染色體。具有組織形成核仁能力的染色質(zhì)區(qū) 細(xì)胞內(nèi)特定染色體次縊痕處,含核仁組織區(qū) 在人類是第13細(xì)胞核醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)-課件二、核仁的功能rRNA基因轉(zhuǎn)錄和加工的場所裝配核糖體大、小亞基的場所二、核仁的功能rRNA基因轉(zhuǎn)錄和加工的場所rRNA合成和加工1、定位在核仁組織區(qū)(NOR)的rDNA呈串狀重復(fù)排列(中度重復(fù)序列)約200個(gè)基因18SrRNA約2000核苷酸28SrRNA約5000核苷酸5、8SrRNA約160核苷酸2、rDNA轉(zhuǎn)錄45S RNA約13000核苷酸加工rRNA合成和加工1、定位在核仁組織區(qū)(NOR)的rDNA呈 核仁是