医学生物学3.ppt

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1、细胞核细胞核核糖体核糖体核核 膜膜核核 仁仁染色质染色质核基质核基质核核 孔孔细胞核细胞核光镜下人口腔上皮细胞光镜下人口腔上皮细胞电镜下显示细胞核电镜下显示细胞核 核仁核仁 （1）核被膜核被膜 由内外两层单位膜组成由内外两层单位膜组成7.5nm 核膜外层表面附着核糖体，可与粗面内核膜外层表面附着核糖体，可与粗面内质网相连，膜可与胞质中的某些微管、微丝质网相连，膜可与胞质中的某些微管、微丝相连起固定核位置的作用。相连起固定核位置的作用。 其内表面有一层电子密度高的蛋白质细其内表面有一层电子密度高的蛋白质细丝附着（纤维蛋白层）丝附着（纤维蛋白层），称为核纤层称为核纤层。 核膜上的圆形小孔，核膜上的

2、圆形小孔，由内外两层核膜融合形成，由内外两层核膜融合形成，是核是核质的直接通道，质的直接通道，孔径：孔径：5070nm，不与核周隙相通。不与核周隙相通。 两膜之间的腔隙称为核周间两膜之间的腔隙称为核周间隙。宽：隙。宽：2040nm；看不到有形；看不到有形物质，充满液态物质。物质，充满液态物质。 每个核孔周围由一组蛋白质颗粒以特定每个核孔周围由一组蛋白质颗粒以特定方式排列成的环状结构，称为核孔复合体。方式排列成的环状结构，称为核孔复合体。包括包括: 孔环颗粒孔环颗粒, 周边颗粒周边颗粒, 中央颗粒中央颗粒, 无定无定 形物质。形物质。（2）核孔复合体）核孔复合体中央颗粒中央颗粒（一个）（一个）核

3、孔复合体颗粒核孔复合体颗粒（八对）（八对）核核 孔孔 隔隔 膜膜核孔功能：核孔功能：1.1.允许水溶性物质运输。允许水溶性物质运输。 2.2.选择性运输大分子物质。选择性运输大分子物质。外层核膜外层核膜内层核膜内层核膜 位于内层核膜内侧由纤维蛋白组成的纤维网络结位于内层核膜内侧由纤维蛋白组成的纤维网络结构，这些蛋白称核纤层蛋白，分构，这些蛋白称核纤层蛋白，分A、B、C三种，均为三种，均为酸性蛋白。是一种高度动态结构，与核膜的解体和重建酸性蛋白。是一种高度动态结构，与核膜的解体和重建有关。有关。核核 孔孔复复 合合 体体膜蛋白外 膜内 膜 镶 嵌 膜 蛋 白核核 周周 腔腔 核纤层核纤层染色质染

4、色质（纤维）（纤维）（3）核纤层）核纤层厚厚10-20nm蛋白质蛋白质 ：80%R N A（rRNA） : 10-11%D N A : 8%化学成分化学成分脂类脂类 : 少量少量电镜下电镜下非膜性海绵状非膜性海绵状 网络结构网络结构（2） 核仁的形态结构核仁的形态结构光镜下，核仁无膜包裹，为均质折光性很光镜下，核仁无膜包裹，为均质折光性很强的球形小体强的球形小体, 一般细胞有一般细胞有12个或多个。个或多个。纤维成分纤维成分颗粒成分颗粒成分核仁区染色质核仁区染色质核仁基质核仁基质纤维成分：纤维成分：主要为主要为RNA和蛋白质和蛋白质，构成核仁的，构成核仁的 海绵状网架，位于内部。海绵状网架，位

5、于内部。 颗粒成分：颗粒成分：由由rRNA和蛋白质组成的核糖体和蛋白质组成的核糖体 的前体物的前体物大小亚单位，位于大小亚单位，位于 纤维成分周围。纤维成分周围。 核仁区染色质核仁区染色质 核仁基质核仁基质:无定形的液态物质，与核基质类似。无定形的液态物质，与核基质类似。核仁周边染色质核仁周边染色质核仁内染色质核仁内染色质（rDNA为核仁组织区）为核仁组织区）核仁组织区核仁组织区（NOR）：深入到核仁内的染色质，上面深入到核仁内的染色质，上面 载有大量载有大量rRNA基因（又称基因（又称rDNA），此段），此段 DNA 是组织形成核仁的部位，称为核仁组织区。是组织形成核仁的部位，称为核仁组织区

6、。 人类的人类的NOR位于位于5对有随体的染色体对有随体的染色体 （13、14、15、21、22号染色体）号染色体） 副缢痕部位，参与核仁的形成。副缢痕部位，参与核仁的形成。核膜核膜核仁核仁含有含有rDNA的的10个伸展的间个伸展的间期染色体袢环期染色体袢环进入核仁中进入核仁中 （ 3） 核仁周期核仁周期：核仁随细胞周期的进行而呈现核仁随细胞周期的进行而呈现 周期性变化（形成和消失）。周期性变化（形成和消失）。间间 期期细胞有细胞有12个或多个个或多个核仁。核仁。分分 裂裂 期期染色质凝集形成染色质凝集形成染色体、染色体、 核仁组核仁组织区的织区的rDNA停停止转录止转录rRNA，核仁消失。核

7、仁消失。 细胞分裂末期细胞分裂末期核仁组织区染色体核仁组织区染色体解旋，解旋，rDNA伸展，伸展，重新转录重新转录rRNA，形，形成纤维成分和颗粒成纤维成分和颗粒成分，又组建成新成分，又组建成新的核仁。的核仁。核仁（有）核仁（有）核仁（消失）核仁（消失）核仁（再现）核仁（再现）核仁的功能：核仁的功能：合成合成rRNA、装配核糖体亚单位，、装配核糖体亚单位，与细胞内蛋白质合成密切相关。与细胞内蛋白质合成密切相关。核仁的大小直接反映出细胞内蛋白质的合成状核仁的大小直接反映出细胞内蛋白质的合成状况，凡是合成蛋白质旺盛的细胞，核仁大而明况，凡是合成蛋白质旺盛的细胞，核仁大而明显，相反核仁则小。显，相反

8、核仁则小。3.核核 基基 质质 细胞核内除染色质、核仁以外的核液部分细胞核内除染色质、核仁以外的核液部分称为核基质，是由非组蛋白纤维组成的网架称为核基质，是由非组蛋白纤维组成的网架系统又称为核骨架。系统又称为核骨架。功能：功能：在真核细胞在真核细胞DNA复制、基因表达中复制、基因表达中 起作用，起作用， 参与染色体参与染色体DNA有序包装和构建。有序包装和构建。 4.染色质与染色体染色质与染色体染色质：染色质：是指间期细胞核内被碱性染料着色的物质，是指间期细胞核内被碱性染料着色的物质，是由是由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线性复组成的线性复合结构，是遗传物质

9、在间期细胞的存在形式合结构，是遗传物质在间期细胞的存在形式。染色体染色体:是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中由染色是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中由染色质浓缩凝集而成的质浓缩凝集而成的棒状结构棒状结构。两者是同一种物质在细胞间期和分裂期的不同表现形式两者是同一种物质在细胞间期和分裂期的不同表现形式 （1）染色质的化学组成）染色质的化学组成D N A组蛋组蛋 白：碱性白：碱性 少量少量RNA非组蛋白：酸性非组蛋白：酸性DNA：染色质的主要成分，也是遗传信息的携带者，：染色质的主要成分，也是遗传信息的携带者，遗传信息就储存在遗传信息就储存在DNA分子的核苷酸序列中。如人的分子的核苷酸序列中。如人

10、的生殖细胞中有生殖细胞中有23条染色体，就有条染色体，就有23个个DNA分子，含有分子，含有3.2109bpbp,构成人类细胞中构成人类细胞中22.5万个基因。万个基因。染色质化学成分染色质化学成分组蛋白：是一种组蛋白：是一种碱性蛋白碱性蛋白 有有H1、H2A、H2B、H3、H4 五类五类 组蛋白组蛋白 : DNA1:1 功能功能：参与染色体的构建，：参与染色体的构建， 维持染色体结构，维持染色体结构， 抑制抑制 DNA的复制和转录。的复制和转录。 非组蛋白：是一类非组蛋白：是一类酸性蛋白，酸性蛋白，富含天门冬富含天门冬氨酸和谷氨酸。蛋白质含量少，种类多，功氨酸和谷氨酸。蛋白质含量少，种类多，

11、功能各异，有特异性。能各异，有特异性。 功能功能： 参与染色体的构建参与染色体的构建 启动基因复制启动基因复制 调控基因转录调控基因转录 染色质中含有少量染色质中含有少量RNA ， 来源与功能尚有来源与功能尚有争论。争论。（2）染色质的超微结构与组装）染色质的超微结构与组装 染色质的结构：是指染色质的化学成分彼此之染色质的结构：是指染色质的化学成分彼此之 间的关系、经组装形成的构筑。间的关系、经组装形成的构筑。 核小体核小体 染色质的基本结构单位染色质的基本结构单位核小体核小体 核小体由核小体由5种组蛋白和种组蛋白和200bp左右的左右的DNA组成。组成。组蛋白八聚体构成核心颗粒组蛋白八聚体构

12、成核心颗粒H4DNA双螺旋双螺旋(约约146bp、1.75圈）圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B 11nm连接连接DNA（50-60bp） H1 H1核小体核小体核核心心部部连连接接部部DNA分子：分子：146147bp、1.75圈圈组组 蛋蛋 白：白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚体）八聚体组组 蛋蛋 白：白：H1DNA分子：分子：5060bp核小体核小体 11nm一级结构一级结构 核小体串珠链核小体串珠链染色质的四级结构模型染色质的四级结构模型二级结构二级结构 螺旋管螺旋管6个核小体缠绕一圈形成螺线管个核小体缠绕一圈形成螺线管. 外径外径

13、30nm， 内径内径10nm。螺距。螺距11nm。DNA长度压缩长度压缩1/42，螺旋管即为螺旋管即为30nm的染色质纤维。的染色质纤维。 内内10nm 外外30nm组蛋白组蛋白三级结构三级结构 超螺线管超螺线管 超螺旋管为染色质的三级结构，它是由超螺旋管为染色质的三级结构，它是由30nm螺旋管进一步盘绕而形成直径螺旋管进一步盘绕而形成直径300nm的的超螺线管。超螺线管。四级结构四级结构 染色体染色体 超螺旋管进一步折叠形成染色单体超螺旋管进一步折叠形成染色单体-四级结四级结构。（构。（DNA分子长度压缩了分子长度压缩了800010 000倍）。倍）。袢环模型袢环模型染色体支架染色体支架（非

14、组蛋白）（非组蛋白）袢环（袢环（ 30nm螺旋管）螺旋管）18个，个，每个含每个含315个个核小体，核小体，长长520nm ，123456789101112131415161718微微 带带一条染色单体约有一条染色单体约有106个微带。个微带。姐妹染色姐妹染色单体单体着丝点着丝点着丝粒着丝粒中期染色体中期染色体中期染色体中期染色体常染色质与异染色质常染色质与异染色质常染色质常染色质异染色质异染色质 染色质类型染色质类型 常染色质和异染色质的区别常染色质和异染色质的区别 常染色质常染色质 异染色质异染色质 螺旋化程度低螺旋化程度低 螺旋化程度高螺旋化程度高 伸展状态伸展状态 凝集状态（颗粒状）凝

15、集状态（颗粒状） 染色浅染色浅 位于核中央位于核中央 染色深染色深 位于核周边位于核周边是单一或中度重复是单一或中度重复 DNA 是高度重复是高度重复DNA 功能活跃功能活跃 具有转录活性具有转录活性 功能不活跃功能不活跃 很少或不转录很少或不转录 S期时早复制期时早复制 S期时晚复制期时晚复制结构异染色质：结构异染色质：在各种细胞中都处于凝在各种细胞中都处于凝 缩状态，没有转录活性的染色质。缩状态，没有转录活性的染色质。 常见于染色体的着丝粒区、端粒处，常见于染色体的着丝粒区、端粒处， 含有高度重复的含有高度重复的DNA顺序。顺序。兼性异染色质：兼性异染色质：仅在某些特定的细胞中仅在某些特定

16、的细胞中 或特殊的发育阶段呈浓缩状态的染或特殊的发育阶段呈浓缩状态的染 色质。如色质。如X染色质。染色质。异异 染染 色色 质质 染色体染色体 细胞分裂时，染色质通过一系列组细胞分裂时，染色质通过一系列组 装形成染色体，它是在细胞有丝分装形成染色体，它是在细胞有丝分 裂时遗传物质存在的形式。裂时遗传物质存在的形式。 中期染色体形态结构最典型，呈棒状。中期染色体形态结构最典型，呈棒状。 人体细胞有人体细胞有46条，生殖细胞有条，生殖细胞有23条。条。rRNA蛋白质蛋白质真核细胞真核细胞小亚单位小亚单位: :18S的的rRNA和和33种蛋白质种蛋白质 大亚单位：大亚单位：3种种rRNA（5S、5.8S、28S） 50种蛋白质种蛋白质化学组成化学组成 非膜性细胞器，电镜下，高电子密度的圆非膜性细胞器，电镜下，高电子密度的圆形或椭圆形致密小颗粒，直径为形或椭圆形致密小颗粒，直径为1525nm。核核 糖糖 体体小亚单位：呈长条形小亚单位：呈长条形大亚单位：呈圆锥形大亚单位：呈圆锥形核糖体结构核糖体结构大大亚亚基基小小亚亚基基60S40SmRNA60S40SmRNAtRNA多肽链多肽链中央管中央管