第七章细胞核与染色体.ppt
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1、第七章 细胞核与染色体,第一节 核被膜与核孔复合体 第二节 染色质 第三节 染色体 第四节 核仁 第五节 核基质,细胞核是真核细胞内储存遗传物质的场所。 细胞核一般呈圆形,核的大小与与细胞大小有关。 细胞核的主要结构包括:核被膜、核纤层、染色质、核仁、核基质等。 细胞核的主要功能有两个方面:遗传和发育。,图6-1 细胞核的结构示意图,第一节 核被膜与核孔复合体,一、核被膜 二、核孔复合体(NPC),一、核被膜,核被膜的结构 外核膜:面向细胞质基质, 常附有核糖体。 内核膜:面向核基质,其表面没有核糖体颗粒。 核纤层:与核质相邻的核膜内表面有一层网络状蛋白质。 核周腔:是两层核膜之间的空隙。 核
2、孔复合体:内外核膜在某些部位相互融合形成环状开口,称核孔。 核孔是由许多种蛋白装配的复杂结构,叫核孔复合体(NPC)。 核被膜功能 构成核、质之间的天然选择性屏障 基因表达的时空隔离 运输作用,图6-2 核被膜的结构,二、核孔复合体(NPC),核孔复合体的结构模型 核孔复合体的功能,图6-3 核孔复合体的结构模型,胞质环 核质环 辐 柱状亚单位 腔内亚单位 环带亚单位 中央栓,核孔复合体的功能,主要功能就是进行物质运输。核孔复合体进行的运输既可以是被动运输,也可以是主动运输。 通过核孔复合体的主动运输不仅具有选择性,而且具有双向性,即核输入与核输出。 核输入 核输出,图6-4 核孔复合体的核输
3、入与核输出,核输入,亲核蛋白:在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。 核定位信号 (NLS):是存在于亲核蛋白内的一些短的氨基酸序列片段,富含碱性氨基酸残基,如Lys、Arg。 亲核蛋白的入核转运,图6-5 亲核蛋白输入细胞核的过程,第二节 染色质,一、染色质的化学组成 二、染色质的基本结构单位-核小体 三、染色质的包装 四、异染色质和常染色质,染色质概念,染色质(chromatin): 指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成 的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式。 染色体(chromosome): 指细胞在分裂期由染色质聚缩而成的棒状结构。
4、 染色质与染色体是在细胞周期不同的功能阶段可以相互 转变的的形态结构。 染色质与染色体具有基本相同的化学组成,但包装程度 不同,构象不同。,一、染色质的化学组成,真核生物染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA 组成,比例为1:1:(1-1.5):0.05 。 (一)染色质DNA (二)染色质蛋白 组蛋白 非组蛋白,染色质DNA,DNA是遗传信息的携带者 ,一个生物储存在单倍体染色体 组中的总遗传信息称为该生物的基因组。 DNA的序列 单一序列又称非重复序列:在一个基因组中只有一个拷贝。 中度重复序列:拷贝数在102 105的序列, 高度重复序列 :拷贝数在105以上的序列。 卫星DNA:
5、主要分布在染色体着丝粒部位; 小卫星DNA:又称数量可变的的串联重复序列,常用于DNA指纹技 术作个体鉴定; 微卫星DNA重复单位序列最短,具高度多态性,在遗传上高度保 守,为重要的遗传标志。,图6-6 DNA的三种构型,DNA的三种构型,组蛋白,组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白 ,富含带正电荷的 Arg和Lys等碱性氨基酸,可以和DNA的酸性磷酸基团紧密结合。 5种组蛋白在功能上分为两类: 核心组蛋白:H2A、H2B、H3、H4帮助DNA卷曲形成核体的稳定结构,没有种属及组织特异性,在进化上十分保守。 连接组蛋白:H1,在构成核小体时H1起连接作用, 它赋予染色质以极性。,非组蛋白,非组
6、蛋白是染色体上与特异DNA序列结合的蛋白质,又称序列特异性DNA结合蛋白。 非组蛋白呈酸性,带负电荷 非组蛋白的功能: 主要参与基因表达的调控和染色质高级结构的形成。 序列特异性DNA结合蛋白的结构特征,图6-7序列特异性DNA结合蛋白的结构域,二、染色质的基本结构单位-核小体,核小体的结构特点 : 核小体是一种串珠状结构,由核心颗粒和连结DNA组成 每个核小体单位包括约200bp的DNA、一个组蛋白核心 和一个H1; H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体,构成核心颗粒; 约146bp DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面,共1.75圈,H1与DNA结合, 锁住核小体DNA的进出口,
7、 起稳定核小体结构的作用; 相邻核心颗粒之间以一段60bp的连接DNA相连。,图6-8 核小体的结构模型,三、染色质的包装,染色体是染色质经多步压缩包装而成的, 是染色质的高级 结构 ,染色质以核小体作为基本结构逐步进行包装压缩 , 总共经过四级包装 。 从核小体到螺线管 从螺线管到超螺线管 从超螺线管到染色单体 压缩7倍 压缩6倍 压缩40倍 压缩5倍 DNA核小体螺线管超螺线管染色单体,图6-9 DNA由核小体包装成染色体的基本过程,四、异染色质和常染色质,间期核中染色质可分为异染色质和常染色质 常染色质:指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,用碱性染料染色时着色浅的那些染色质
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