第十章_细胞核与染色体课件

第十章第十章 细胞核与染色体细胞核与染色体 核被膜与核孔复合体核被膜与核孔复合体 染色质染色质 染色质结构和基因活化染色质结构和基因活化 染色体染色体 核仁核仁 核基质核基质 第十章细胞核与染色体核被膜与核孔复合体1细胞核是真核细胞内最大、最明显也是最重要的细胞器，是细胞遗传与代谢的调控中心。细胞遗传信息（DNA分子）的主要贮存库，在一定程度上控制着细胞的代谢、生长、分化和繁殖等生命活动。细胞核是真核细胞内最大、最明显也是最重要的细胞器，是细胞遗传2细胞核（nucleusnucleus）：真核细胞内最大、最重要的细胞器，细胞遗传代谢的调控中心，区别于原核细胞的标志之一。所有真核细胞，除高等植物韧皮部成熟的筛管和哺乳动物成熟的红细胞等少数细胞无细胞核外，一般高等动植物的组织细胞都有细胞核，失去核的细胞会导致细胞的死亡。体积:占细胞总体积的10%10%左右 直径:动物5 510um10um，植物5 5 20um20um，低等植物1 14um4um遗传信息的储存场所，基因复制、转录和转录初产物的加工，控制细胞的遗传与代谢活动。细胞核基本结构：细胞核基本结构：核被膜、核纤层、核被膜、核纤层、染色质、核仁及核体染色质、核仁及核体组成。组成。细胞核（nucleus）：真核细胞内最大、最重要的细胞器，细3结构：结构：核被膜、核被膜、核仁、核仁、核基质、核基质、染色质、染色质、核纤层。核纤层。功能功能：遗传、遗传、发育。发育。细胞核的结构，细胞核的结构，n为核仁，为核仁，N为常染色质为常染色质 结构：细胞核的结构，n为核仁，4第一节第一节 核被膜与核孔复合体核被膜与核孔复合体一、核被膜一、核被膜（nuclearenvelope）核被膜的结构组成核被膜的结构组成核被膜的结构组成核被膜的结构组成（一）结构组成（一）结构组成外核膜外核膜（outer nuclear membrane），胞质面附有），胞质面附有核糖体，核糖体，是特殊的内质网是特殊的内质网（ER）内核膜内核膜（inner nuclear membrane），有特有的蛋），有特有的蛋白成分（白成分（核纤层蛋白核纤层蛋白B受体，受体，lamina B receptor，LBR）核纤层核纤层（nuclear lamina），内核膜核质面），内核膜核质面的一层纤维蛋白的一层纤维蛋白 构成的网络状结构，支构成的网络状结构，支持核膜，并与染色质、核骨持核膜，并与染色质、核骨架相连。架相连。核周间隙核周间隙（perinuclear space），宽），宽2040nm，与内质网相通与内质网相通核孔核孔（nuclear pore），），内外膜融合的部位内外膜融合的部位 膜内在蛋白质第一节核被膜与核孔复合体一、核被膜（nuclearen5核被膜的功能核被膜的功能 构成核、质之间的天然选择性屏障构成核、质之间的天然选择性屏障 避免生命活动的彼此干扰，使生命活动更加井然有序避免生命活动的彼此干扰，使生命活动更加井然有序 保护保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤核质之间的物质交换与信息交流核质之间的物质交换与信息交流 离子、水分子离子、水分子自由通过核膜（对某些离子有屏障作用）。自由通过核膜（对某些离子有屏障作用）。单糖、双糖、氨基酸、核苷酸等小分子物质单糖、双糖、氨基酸、核苷酸等小分子物质自由通过核膜。自由通过核膜。生物大分子物质及小颗粒物质生物大分子物质及小颗粒物质由核孔进行物质交换。由核孔进行物质交换。染色质定位染色质定位染色质的终末细丝（染色质的终末细丝（23nm的染色质丝）通过端粒的染色质丝）通过端粒（telomere）锚着定位在内层核膜上。锚着定位在内层核膜上。具有某些生物合成功能。具有某些生物合成功能。外层核膜上的核糖体所进行的蛋白质合成。外层核膜上的核糖体所进行的蛋白质合成。核周隙中存在的多种结构蛋白和酶。核周隙中存在的多种结构蛋白和酶。核被膜的功能构成核、质之间的天然选择性屏障6（二）核被膜的崩解与组装（二）核被膜的崩解与组装 核被膜的去组装是非随机的，具有核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性区域特异性。从分裂期的从分裂期的HeLa细胞中分离出两种参与核膜构建的膜泡成分：细胞中分离出两种参与核膜构建的膜泡成分：一种一种富含半胱氨酸的重复序列富含半胱氨酸的重复序列(ligand-binding re-peats,LBR），），LBR在内核膜上；一种在内核膜上；一种富含富含gp210，gp210在孔膜区域。在有丝在孔膜区域。在有丝分裂后期核被膜重新装配时，富含分裂后期核被膜重新装配时，富含LBR的膜泡首先与染色质结合，的膜泡首先与染色质结合，而富含而富含gp210的膜泡与染色质结合较晚。的膜泡与染色质结合较晚。核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控因子的调节，核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控因子的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白的磷酸化与去磷酸调节作用可能与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰有关。化修饰有关。（二）核被膜的崩解与组装核被膜的去组装是非随机的，具有区7二、核孔复合体二、核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。）。（一）结构模型（一）结构模型 核孔复合体主要有四种结构组分：核孔复合体主要有四种结构组分：胞质环胞质环（cytoplasmic ring），外环，），外环，环上有环上有 8条纤维伸向胞质。条纤维伸向胞质。核质环核质环（nuclear ring），内环，上面），内环，上面伸出伸出 8条纤维，纤维端部与端环相连，构条纤维，纤维端部与端环相连，构成成“捕鱼笼捕鱼笼”（fish-trap）的结构。）的结构。辐辐（spoke）:核孔边缘伸向核孔中央核孔边缘伸向核孔中央的突出物的突出物,呈辐射状八重对称呈辐射状八重对称.柱状亚单位（柱状亚单位（column subunit）腔内亚单位（腔内亚单位（luminal subunit）环带亚单位（环带亚单位（annular subunit）中央栓中央栓（central plug，transporter）：）：核孔中央的一个栓状的中央颗粒（核孔中央的一个栓状的中央颗粒（中央插中央插销蛋白销蛋白）。）。二、核孔复合体（nuclearporecomplex，N8胞质环（cytoplasmic ring）：外环核质环（nuclear ring）：内环辐（spoke）柱状亚单位（column subunit）腔内亚单位(luminal subunit)环带亚单位（annular subunit）中央栓（central plug）：transporter胞质环（cytoplasmicring）：外环9（二）核孔复合体的成分（二）核孔复合体的成分 核孔复合体主要由核孔复合体主要由蛋白质蛋白质构成，推测有构成，推测有100余种不同的多余种不同的多肽，共肽，共1 000多个蛋白质分子。多个蛋白质分子。迄今已鉴定的脊椎动物的核孔迄今已鉴定的脊椎动物的核孔复合体蛋白成分也已达到十多种，其中复合体蛋白成分也已达到十多种，其中gp210和和p62是最具有代是最具有代表性的两个成分，它们分别代表着核孔复合体蛋白的两种类型。表性的两个成分，它们分别代表着核孔复合体蛋白的两种类型。它们在不同的物种中有很强的同源性；核孔复合体的整个结构它们在不同的物种中有很强的同源性；核孔复合体的整个结构在进化上是高度保守的。所有的核孔复合体蛋白统一命名为在进化上是高度保守的。所有的核孔复合体蛋白统一命名为“核孔蛋白核孔蛋白”（nucleoporin，Nup）。）。gp210：结构性跨膜蛋白：结构性跨膜蛋白 p62：功能性蛋白，具有两个功能结构域：功能性蛋白，具有两个功能结构域（二）核孔复合体的成分核孔复合体主要由蛋白10gp210：结构性跨膜蛋白功能：介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体 锚定在“孔膜区”，为核孔复合体装配提供一个起始位点。在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用在核孔复合体的核质交换功能活动中起作用 p62：功能性的核孔复合体蛋白 疏水性N端区：在核孔复合体功能活动中直接参与核质交换 C端区：可能通过与其它核孔复合体蛋白相互作用，将p62分子稳定到核孔复合体上，为N端进行核质交换活动提供支持。gp210：结构性跨膜蛋白功能：p62：功能性的核孔复合11（三）核孔复合体的功能：（三）核孔复合体的功能：（三）核孔复合体的功能：（三）核孔复合体的功能：核质交换的双向选择性亲水通道核质交换的双向选择性亲水通道核质交换的双向选择性亲水通道核质交换的双向选择性亲水通道核孔复合体是核孔复合体是双功能双功能（被动扩散和主动运输）、（被动扩散和主动运输）、双向性双向性（入核和出核）（入核和出核）的亲水性核质交换通道。的亲水性核质交换通道。对静止期核孔的有效大小是通过将标记的非核对静止期核孔的有效大小是通过将标记的非核组成成分注射到细胞质中，计算它们向核内扩组成成分注射到细胞质中，计算它们向核内扩散的速率来研究的。将聚乙烯吡咯烷酮散的速率来研究的。将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包被的胶体金颗粒，通过显微注射引）包被的胶体金颗粒，通过显微注射引入变形虫细胞质中内，然后在电镜下检查金颗入变形虫细胞质中内，然后在电镜下检查金颗粒的分布，结果发现它们是经过核孔复合体的粒的分布，结果发现它们是经过核孔复合体的中心进入细胞核的，估计中央通道的直径为中心进入细胞核的，估计中央通道的直径为12.5nm。通过核孔复合体的扩散速度与分子大。通过核孔复合体的扩散速度与分子大小成反比，根据一些定量分析资料推断，核孔小成反比，根据一些定量分析资料推断，核孔复合体是一个圆形亲水通道，其功能复合体是一个圆形亲水通道，其功能直径为直径为9nm，长约，长约15nm的通道。的通道。1.被动扩散被动扩散 核孔复合体作为被动扩散的亲水通道，其有效直径为核孔复合体作为被动扩散的亲水通道，其有效直径为9-10nm，即离子、，即离子、小分子以及直径在小分子以及直径在10nm以下的物质一般可以被动运输的方式自由出入核孔以下的物质一般可以被动运输的方式自由出入核孔复合体，有的则由于含有信号序列或者和其它的分子结合成大分子而不能自复合体，有的则由于含有信号序列或者和其它的分子结合成大分子而不能自由出入核孔复合体。由出入核孔复合体。金标记的核质素穿越核孔金标记的核质素穿越核孔（三）核孔复合体的功能：核质交换的双向选择性亲水通道核孔复合122.主动运输（主动运输（active transport）通过核孔复合体的主动运输主要是指亲核蛋白的入核，通过核孔复合体的主动运输主要是指亲核蛋白的入核，RNA分子及核糖核蛋白颗粒（分子及核糖核蛋白颗粒（SNP）出核运输。）出核运输。选择性选择性：对运输颗粒大小的限制。主动运输的功能直径约对运输颗粒大小的限制。主动运输的功能直径约10-10-20nm20nm，甚至可达，甚至可达26nm26nm；是信号识别和载体介导的过程，需要消耗是信号识别和载体介导的过程，需要消耗ATPATP能量，能量，并表现出饱和动力学特征；并表现出饱和动力学特征；双向性：蛋白质的入核；双向性：蛋白质的入核；RNARNA和核糖体亚单位的出核。和核糖体亚单位的出核。入入2.主动运输（activetransport）通过核孔复合13Karyopherin是一类与核孔选择性运输有关的蛋白家族，相当于受体蛋白。其中imporin负责将蛋白从细胞质运进细胞核，exportin负责相反方向的运输。通过核孔复合体的转运还涉及Ran蛋白，Ran是一种G蛋白，调节货物受体复合体的组装和解体，在细胞核内Ran-GTP的含量远高于细胞质。核质素输入细胞核的过程核质素输入细胞核的过程核质蛋白向细胞核的输入可描述如下：核质蛋白向细胞核的输入可描述如下：蛋白与核定位信号（蛋白与核定位信号（nuclear localization signal，NLS）受体，即受体，即imporin/二聚体结合；二聚体结合；货物与受体的复合物与货物与受体的复合物与NPC胞质环上的纤维结合；胞质环上的纤维结合；纤维向核纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；货物受体复合体与货物受体复合体与Ran-GTP结合，复合结合，复合体解散，释放出货物；体解散，释放出货物；与与Ran-GTP结合的结合的imporin，输出细胞核，在细胞质中，输出细胞核，在细胞质中Ran结合的结合的GTP水水解，解，Ran-GDP返回细胞核重新转换为返回细胞核重新转换为Ran-GTP；imporin 在核内在核内exportin的帮助下运回细胞质的帮助下运回细胞质Karyopherin是一类与核孔选择性运输有关的蛋白家族，14对细胞核向细胞质的大分子输出了解较少，大多数情况下，细胞核内的RNA是与蛋白质形成RNP复合物转运出细胞核的。RNP的蛋白质上具有核输出信号（nuclearexportsignal,NES），可与细胞内的受体exportin结合，形成RNP-exportin-Ran-GTP复合体，输出细胞核后，Ran-GTP水解，释放出结合的RNA，Ran-GDP、exportin和RNP蛋白返回细胞核。对细胞核向细胞质的大分子输出了解较少，大多数情况下，细胞核内15第二节第二节 染色质染色质1842年，年，Nali在植物细胞核中发现了杆状的染色体。在植物细胞核中发现了杆状的染色体。1848年，年，Hofmeister从鸭跖草的小孢子母细胞中发现染色体。从鸭跖草的小孢子母细胞中发现染色体。1879年，年，W.Flemming提出了染色质（提出了染色质（chromatin）。）。1888年，年，Waldeyer正式定名为正式定名为Chromosome。第二节染色质1842年，Nali在植物细胞核中发现了杆16染色质的概念染色质（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)：指细胞在分裂过程中,由染色质聚缩而成的棒状结构。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。它们具有基本相同的化学组成，但包装程度不同，构象不同。染色质的概念染色质（chromatin）：指间期细胞核内17一、染色质是生命活动的基础 细胞核是生命活动的调控中心而这个中心最重细胞核是生命活动的调控中心而这个中心最重要的成员则是染色质，与基因组相关的细胞活动都要的成员则是染色质，与基因组相关的细胞活动都是在染色质水平上进行的，因此，它是细胞一切生是在染色质水平上进行的，因此，它是细胞一切生命活动的基础。命活动的基础。染色质由染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白、组蛋白、非组蛋白、RNA组成，各组分组成，各组分的含量比例为的含量比例为1：1：0.6：0.1。其中。其中DNA与与组蛋白组蛋白是染色是染色质的稳定成分，非组蛋白和质的稳定成分，非组蛋白和RNA的含量随细胞生理状态的含量随细胞生理状态不同而发生变化。不同而发生变化。一、染色质是生命活动的基础细胞核是生命18二、染色质二、染色质DNA凡是具有细胞形态的所有生物其遗传物质都是凡是具有细胞形态的所有生物其遗传物质都是DNA.真核细胞中，每条未复制的染色体包装一条真核细胞中，每条未复制的染色体包装一条DNA分分子。子。（一）基因组（一）基因组（genome）：）：一个生物储存在单倍染一个生物储存在单倍染色体组中的全部遗传信息，成为该生物的基因组。色体组中的全部遗传信息，成为该生物的基因组。人的单倍体基因组为人的单倍体基因组为3109bp，平均基因长平均基因长16.3kb，约有约有125 000个基因。个基因。二、染色质DNA凡是具有细胞形态的所有生物其遗传物质都是DN19（二）染色质DNA的类型1.按DNA序列的重复性分：蛋白编码序列（人类基因组中约1.5)：负责蛋白质氨基酸组成的信息（编码序列），一般在基因组中只有一个或几个拷贝。编码rRNA tRNA snRNA和组蛋白的串联重复序列（人类基因组中约0.3)：在基因组中一般有20-300个拷贝。重复序列 中度重复序列（10-105）：负责基因选择性表达的信息（调控序列）a.短散在重复元件（short interspersed elements，SINEs），如Alu家族b.长散在重复元件（LINEs），如L1家族 高度重复序列（大于105）a.卫星DNA（satellite DNA)：主要分布在染色体着丝粒部位，如人类染色体着丝粒区的卫星DNA家族。b.小卫星DNA（minisatellite DNA)：又称数量可变的串联重复序列，常用于DNA指纹技术做个体鉴定。c.微卫星DNA(microsatellite DNA):重复序列单位最短，具高度多态性，在遗传上高度保守，为重要的遗传标志，用于构建遗传图谱（genetic map）。（二）染色质DNA的类型202.按DNA二级结构的构型分：三种构型DNA：B型DNA（右手双螺旋DNA）：活性最高的DNA构象；A型DNA：B型DNA的重要变构形式，仍有活性；Z型DNA：Z型DNA是左手螺旋，B型DNA的另一种变构形式，活性明显降低。左手DNA双螺旋在主链中各个磷酸基团呈锯齿状排列，有如“之”字形一样，因此称为Z构象。这种构象中的重复单位是二核苷酸而不是单核苷酸，且只有一个相当于B 构象中的小沟的螺旋沟，大沟则不复存在表常见DNA右手双螺旋结构的X-射线衍射数据2.按DNA二级结构的构型分：三种构型DNA：表21三种构型中，沟特别是大沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用。大沟携带的信息比小沟多。沟的宽窄及深浅影响调控蛋白对DNA信息的识别。三种构型的DNA处于一种动态转变之中。DNA二级结构的变化与高级结构的变化是相互关联的，这种变化在DNA复制与转录中具有重要的生物学意义。DNA构型的生物学意义构型的生物学意义三种构型中，沟特别是大沟的特征在遗传信息表达过程中起关键作用22三、染色质蛋白（一）组蛋白 1.特性与DNA非特异性结合。带正电荷，含精氨酸（Arg），赖氨酸（Lys），属碱性蛋白。只在S期合成。2.分类 核心组蛋白（core histone）：H2A、H2B、H3、H4；连接组蛋白（linker histone）：H1。赋予染色质以极性。3.结构结构：核心组蛋白由球形部和尾部构成，球形部借核心组蛋白由球形部和尾部构成，球形部借Arg与磷酸二酯骨架间的静电作用使与磷酸二酯骨架间的静电作用使DNA分子缠绕在组蛋白核心上，形成核小体，尾部含有大量分子缠绕在组蛋白核心上，形成核小体，尾部含有大量Arg和和Lys，为转译后，为转译后修饰的部位，如乙酰化、甲基化、磷酸化等。修饰的部位，如乙酰化、甲基化、磷酸化等。H1多样性，具有多样性，具有属和组织特异性属和组织特异性。4.4.功能功能功能功能：参与染色体的构建，维持染色体结构参与染色体的构建，维持染色体结构参与染色体的构建，维持染色体结构参与染色体的构建，维持染色体结构 抑制抑制抑制抑制 DNA DNA的复制和转录。的复制和转录。的复制和转录。的复制和转录。染色质染色质DNA结合蛋白负责结合蛋白负责DNA分子遗传信息的组织、分子遗传信息的组织、复制和阅读。这些复制和阅读。这些DNA结合蛋白分为两类：结合蛋白分为两类：三、染色质蛋白（一）组蛋白3.结构：染色质DNA结合蛋白23（二）非组蛋白是与特异性DNA序列结合的蛋白。1.特性 含有较多的天门冬氨酸、谷氨酸，带负电荷，属酸性蛋白。整个细胞周期都合成。具有多样性和异质性。能识别特异DNA序列（大沟），结合靠氢键和离子键，与DNA螺旋区结合，并具有蛋白二聚化的能力。（二）非组蛋白是与特异性DNA序列结合的蛋白。242.序列特异性DNA结合蛋白的不同结构模式：1）螺旋-转角-螺旋模式（helix-turn-helix motif）：最简单、最普遍的DNA结合蛋白的结构模式。结合时，形成对称的同型二聚体（symmetric homodimer）结构模式。2）锌指模式（Zinc finger motif）：RNA聚合酶所必需的转录因子TF A，含9个有规律的锌指重复单位，每个单位30个氨基酸残基，其中一对半胱氨酸和一对组氨酸与Zn2+形成配位键。3）亮氨酸拉链模式（Leucine zipper motif，ZIP):形成二聚体是识别特异DNA序列蛋白的相互的共同原则。螺旋转角螺旋结构域：A,白圈示为氨基酸的中心碳原子，C-未端（红色）为识别螺旋，它参加DNA的结合。B,螺旋以碱基对接触并嵌入DNA的大沟，N-端螺旋（兰色）的主要功能是帮助识别螺旋定位。亮氨酸拉链二聚体结构域，亮氨酸拉链二聚体结构域，两两个个 螺旋通过亮氨酸拉链区形螺旋通过亮氨酸拉链区形成反向成反向Y形结构，结合进形结构，结合进DNA的大沟。每一个的大沟。每一个螺旋结合到对螺旋结合到对称的称的DNA结构的一半处。结构的一半处。此为此为 酵母细胞的酵母细胞的Gcn4基因基因,环境的环境的营养（氨基酸）不足时调节转录营养（氨基酸）不足时调节转录 锌指指结构域：构域：A为 鼠基因的鼠基因的DNA结合蛋白，用合蛋白，用cys-cys-his-his重复重复单位位组成的三个成的三个锌锌指识别指识别DNA.B三个锌指以相似的方式接触三个锌指以相似的方式接触DNA2.序列特异性DNA结合蛋白的不同结构模式：螺旋转角螺旋结25螺旋-环-螺旋二聚体结构域。两个单体组成四个环，每一个单体提供一个可变环（红色）。从四个螺旋束中伸出两个螺旋，与DNA专一结合4）螺旋）螺旋-环环-螺旋结构模螺旋结构模式（式（helix-loop-helix motif，HLH):具有螺旋具有螺旋-环环-螺旋结构的螺旋结构的蛋白家族成员之间形成蛋白家族成员之间形成同源同源或异源二聚体或异源二聚体是这类蛋白与是这类蛋白与DNA结合的必要条件，却结合的必要条件，却少少螺旋的二聚体不能牢固螺旋的二聚体不能牢固结合结合DNA。螺旋-环-螺旋二聚体结构域。两个单体组成四个环，每一个单体提265)HMG【3-羟基-3-甲基戊二酰(3-hydroxy-3-methylglutaryl,HMG)】框结构模式（HMG-box motif）：有三个螺旋组成的结构模式，具有弯曲DNA的能力，因此，具有HMG框结构的转录因子又称“构件因子”（architectural factors），它们通过弯曲DNA、促进与邻近位点相结合的其他转录因子的相互作用而激活转录。如SRY（SRY基因，雄性的性别决定基因，指Y染色体上具体决定生物雄性性别的基因片段。人的SRY基因位于Yp11.3，只含有一个外显子，没有内含子，转录单位长约1.1kb，编码一个204氨基酸的蛋白质。由于SRY蛋白含有一个典型的DNA结合结构域：高泳动类非组蛋白（high mobility group，HMG）盒基序，类似于已知的转录因子，所以推测SRY编码一个转录因子）。3.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5)HMG【3-羟基-3-甲基戊二酰(3-hydroxy27四、染色质的基本结构单位四、染色质的基本结构单位核小体核小体（一）主要实（一）主要实 验验 证证 据据1.电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径30nm的纤维，经盐溶液处理后解聚的染色质呈现一系列核小体彼此连接的串珠状结构，念珠的直径为10nm。2.用非特异性微球菌核酸酶消化染色质时，经过蔗糖梯度离心及琼脂糖凝胶电泳分析，发现绝大多数DNA被降解成大约200bp的片段；如果部分酶解，则得到的片段是以200bp为单位的单体、二体（400bp）、三体（600bp）等。如果用同样的方法处理裸露的DNA，则产生随机大小的片段群体。提示染色体DNA除某些周期性位点之外均受到某种结构的保护，避免酶的接近。3.应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建技术研究染色质结晶颗粒发现，核小体颗粒是直径为11nm、高6nm的扁圆柱体，具有二分对称性，核心组蛋白的构成是先形成（H3)2 (H4)2四聚体，然后再与两个H2A H2B异二聚体结合形成八聚体。4.SV40微小染色体分析。四、染色质的基本结构单位核小体（一）主要实验证据1.28自然结构自然结构盐处理后盐处理后30nm 和和 11nm 染色质纤维染色质纤维 在低在低盐亲水介水介质中展开的染色中展开的染色质，示串珠状的核小体，示串珠状的核小体 自然结构盐处理后30nm和11nm染色质纤维在低盐亲29（二）核小体的结构要点（二）核小体的结构要点 1.每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋、一个组蛋白八聚体和一分子H1。2.由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，构成核心颗粒。3.DNA分子以左手螺旋缠绕在核心颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。包括组蛋白H1和166bpDNA的核小体结构又称染色质小体（chromotosome）。（二）核小体的结构要点1.每个核小体单位包括200bp左30 4.相邻核小体之间以连接DNA相连，典型长度60bp。5.组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列。实验表明，核小体具有自装配的性质。6.核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进而通过核小体相位改变影响基因表达。如非组蛋白与DNA特异性位点的结合，可以向邻近核小体的相位（positioning）；DNA盘绕组蛋白核心的弯曲也是核小体相位的影响因素，因为富含AT的DNA片段优先存在于DNA双螺旋的小沟，面向组蛋白八聚体，而富含GC的DNA片段优先存在于DNA双螺旋的大沟，背向组蛋白八聚体，结构核小体倾向于形成富含AT和富含GC区的理想分布，从而通过核小体相位改变影响基因表达。4.相邻核小体之间以连接DNA相连，典型长度60bp。31。核小体和螺线管的结构核小体和螺线管的结构。核小体和螺线管的结构32五、染色质组装的结构模型（一）染色质组装的前期过程1.两个以H3 H4形成的异二聚体结合成四聚体；2.两个H2A H2B二聚体形成；3.H3 H4和H2A H2B各2个分子结合成8聚体为核心DNA缠绕形成核小体，H1在2个核小体之间的DNA连接处。五、染色质组装的结构模型（一）染色质组装的前期过程33 在电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径 30nm的纤维，这种纤维的形成有两种解释：由核小体螺旋化形成，每 6个核小体绕一圈，构成外径 30nm、内径10nm，螺距11nm的螺线管。长度压缩 6倍；由核小体纤维 Z字形折叠而成，长度压缩 40 倍。30nm 纤维的形成与核小体之间蛋白质的相互作用有关连接组蛋白H1和核心组蛋白尾部均参与这种相互作用，去除组蛋白H1的染色质中30nm 纤维解体为更细的纤维。螺线管是染色质包装的二级结构。螺线管进一步螺旋化形成直径为0.4m的圆筒状结构，称为超螺线管，这是染色体包装的三级结构。这种超螺线管进一步螺旋折叠，形成长2-10m的染色单体，即染色质包装的四级结构。（二）染色质包装的多级螺旋模型在电镜下观察用温和方法分离的染色质是直径30nm34 DNADNADNADNA核小体核小体核小体核小体螺线管螺线管,染色质纤维染色质纤维突环或染色质支架环突环或染色质支架环突环或染色质支架环突环或染色质支架环 染色体染色体压缩压缩压缩压缩7 7 7 7倍倍倍倍,1/7,1/7,1/7,1/7压缩压缩压缩压缩6 6 6 6倍倍倍倍,1/42,1/42,1/42,1/42压缩压缩压缩压缩40404040倍倍倍倍,1/1680,1/1680,1/1680,1/1680压缩压缩压缩压缩5 5 5 5倍倍倍倍,1/8400,1/8400,1/8400,1/8400染色单体染色单体染色单体染色单体DNA核小体螺线管,染色质纤维突环或染色质支架环35 一级结构：核小体 二级结构：螺线管(solenoid)三级结构：超螺线管(supersolenoid)四级结构：染色单体（chromatid）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 染色体经过四级螺旋包装形成的 染色体结构，共压缩了8400倍。染色质包装染色质包装染色质包装染色质包装一级结构：核小体染色质包装36（三）染色体的骨架-放射环结构模型 用盐溶液去除组蛋白和大部分非组蛋白，在电镜下可以看到非组蛋白构成 的 染 色 体 骨 架(chromsomal scaffold)和由骨架伸出的无数的DNA侧环。模型认为，30nm的染色线折叠成环，沿染色体纵轴，由中央向四周伸出，构成放射环。由螺线管形成DNA复制环，每18个复制环呈放射状平面排列，结合在核基质上形成微带(miniband)。微带是染色体高级结构的单位，大约106个微带沿纵轴构建成子染色体。（三）染色体的骨架-放射环结构模型用盐溶液37第十章_细胞核与染色体课件38六、常染色质和异染色质1.常染色质(euchromatin)概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态（典型包装率750倍）,用碱性染料染色时着色浅的染色质。组成：单一序列 DNA 和中度重复序列DNA常染色质状态只是基因转录的必要条件而非充分条件。常染色质是进行活跃转录的部位，呈疏松的环状，电镜下 表 现 为 浅 染，易 被 核 酸 酶 在 一 些 敏 感 的 位 点（hypersensitive sites）降解。六、常染色质和异染色质1.常染色质(euchromat39异染色质（核内深染部分）和常染色质（核内浅染部分）异染色质（核内深染部分）和常染色质（核内浅染部分）异染色质（核内深染部分）和常染色质（核内浅染部分）402.异染色质(heterochromatin）概念：指间期核内染色质纤维折叠压缩程度高,处于聚缩状态,用碱性染料染色时着色深的染色质部分。异染色质的特点是：在间期核中处于凝缩状态，无转录活性，也叫非活动染色质(inactive chromatin)，是遗传惰性区；在细胞周期中表现为晚复制、早凝缩，即异固缩现象(heteropycnosis)。类型 结构异染色质（组成型异染色质）(constitutive heterochromatin)兼性异染色质(facultative heterochromatin)2.异染色质(heterochromatin）概念：指间期41结构（恒定）异染色质概念：指各种类型的细胞，除复制期以外，在整个细胞周期均 处于聚缩状态，DNA包装比在整个细胞周期中基本没有较大变化的异染色质。在间期聚集成多个染色中心chromocenter），由相对简单的高度重复序列构成。特征：位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段；由相对简单、高度重复的DNA序列构成；有显著的遗传惰性，不转录也不编码蛋白质；在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制、早聚缩；在功能上参与染色质高级结构的形成，导致染色质区 间性，作为核DNA的转座元件，引起遗传变异。结构（恒定）异染色质概念：指各种类型的细胞，除复制期42兼性（功能）异染色质 概念：在某些细胞类型或一定的发育阶段,原来的常染色质聚缩,并丧失基因转录活性,变为异染色质。异染色质化可能是关闭基因活性的一种途径。雌性哺乳类动物的 X染色体就是一类特殊的兼性异染色质。在哺乳动物细胞内如有两个 X 染色体（通常为雌性），则其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，一条 X染色体转变为巴氏小体，呈块状紧靠核膜，染色反应表现为深染。因此通过检查羊水中胚胎细胞的巴氏小体可预测胎儿的性别和性染色体异常的患者。兼性（功能）异染色质概念：在某些细胞类型或一定的发育43白细胞中的巴氏小体（鼓槌状结构）白细胞中的巴氏小体（鼓槌状结构）barr body白细胞中的巴氏小体（鼓槌状结构）barrbody44常染色质与异染色质异同：相同点：化学组成相同，都是由核酸和蛋白质结合形成的染色体纤维丝，是DNA分子在间期核中的贮存形式，可进行复制和转录，在结构上常染色质和异染色质是连续的，且在一定条件下常染色质可以转变为异染色质。不同点：常染色质是解旋的疏松的染色体纤维，折叠盘曲度小，分散度大，代表在间期核中处于伸展状态的DNA分子部分，以核中央分布为主，在一定条件下，可复制和转录，经常处于功能活跃状态，在进入分裂期后，常染色质位于染色体臂。而异染色质是低活性的，与组蛋白紧密结合的DNA部分，主要分布在核的周围，由于螺旋缠绕紧密，很少转录，功能上处于静止状态，在分裂期异染色质位于着丝粒、端粒或在染色体臂的常染色体之间。常染色质与异染色质异同：相同点：化学组成相同，都是由核酸和蛋45细胞内DNA的显示-Feulgen反应Feulgen反应是一种特异的显示细胞内DNA的分布和含量的方法，于1924年由Feulgen发明。反应的原理是DNA经弱酸（1mol/L HCl）水解后，打开了嘌呤和脱氧核糖连接的键，在脱氧核糖的一端形成有离的醛基。这些醛基就在原位与Schiff试剂结合，就呈现紫红色。细胞内DNA的显示-Feulgen反应Feulgen反应46NONO尿苷尿苷11OHOCH2H HHHOH OH23451脱氧腺苷脱氧腺苷9NNNNNH2OH HOHOCH2H HHH2345戊戊糖糖与与嘧嘧啶啶或或嘌嘌呤呤碱碱以以C-NC-N糖糖苷苷键键连连接接而而形形成成的的糖糖苷苷就就称称为为核核苷苷，通通常常是是戊戊糖糖的的C C1 1与与嘧嘧啶啶碱碱的的N N1 1或或嘌嘌呤呤碱碱的的N N9 9相连接。相连接。NONO尿苷11OHOCH2HHHHOH47Schiff试剂 Schiff试剂:碱性品红亚硫酸盐（淡黄色或无色）碱性品红：分子中具醌基（发色团），呈红紫色；结合亚硫酸后被漂白成无色Schiff试剂试剂Schiff试剂Schiff试剂:碱性品红亚硫酸盐（淡48Feulgen反应Schiff液（无色）遇到醛基时被还原形成原有的醌式结构，即红紫色。Feulgen反应Schiff液（无色）遇到醛基时被还原形成49第三节第三节 染色质结构与基因活化染色质结构与基因活化间期染色质按其间期染色质按其形态表现、染色和生化特点形态表现、染色和生化特点，常常染色质与染色质与异异染染色质两类。色质两类。异染色质异染色质分为分为结构结构异染色质和异染色质和兼性兼性异染色质。异染色质。按按功能状态功能状态的不同将染色质划分为：的不同将染色质划分为：活性染色质活性染色质和和非活性染色非活性染色质质。概念：概念：活性染色质活性染色质：具有转录活性的染色质：具有转录活性的染色质（占基因总数的（占基因总数的10%以下）。以下）。非活性染色质非活性染色质：是指没有转录活性的染色质：是指没有转录活性的染色质（占基因总数的（占基因总数的90%以上）以上）活性染色质由于核小体构型发生改变，具有活性染色质由于核小体构型发生改变，具有疏松疏松的染色质结的染色质结构，便于构，便于转录调控因子转录调控因子与与顺式调控元件顺式调控元件结合和结合和RNA聚合酶聚合酶在转录在转录模板上模板上滑动滑动。第三节染色质结构与基因活化间期染色质按其形态表现、染色50一、活性染色质与非活性染色质活性染色质的特点：1、具有DNAase超敏感位点；2、在生化上具有特殊性，表现在6个方面（见P335）；3、活性染色质在组蛋白修饰上的特异性。一、活性染色质与非活性染色质活性染色质的特点：51（二）活性染色质在生化上具有特殊性活性染色质很少有组蛋白H1与其结合；活性染色质的组蛋白乙酰化程度高；活性染色质的核小体组蛋白H2B很少被磷酸化；活性染色质中核小体组蛋白H2A在许多物种少有变异形式；HMG14和HMG17只存在于活性染色质中。（三）活性染色质在组蛋白修饰上的特异性组成核小体的组蛋白八聚体的N端都暴露在核小体之外，某些特殊的氨基酸残基会发生乙酰基化、甲基化、磷酸化或ADP核糖基化等修饰。（二）活性染色质在生化上具有特殊性52二、染色质活化与基因激活真核生物细胞核内的DNA盘绕组蛋白核心形成核小体，以非裸露状态存在，限制了RNA聚合酶、转录因子等非组蛋白与组蛋白核心紧密结合的DNA的相互作用。（一）疏松染色质结构的形成核小体的结构改变或解聚的原因：1、DNA局部结构的改变与核小体相位的影响2、组蛋白的修饰3、高速泳动族非组蛋白（HMG）结构域蛋白的影响二、染色质活化与基因激活真核生物细胞核53第十章_细胞核与染色体课件54二、染色质活化与基因激活1.DNA局部结构的改变与核小体相位的影响 当调控蛋白与染色质DNA的特定位点结合时，染色质易被引发二级结构的改变；进而引起其它的一些结合位点与调控蛋白的结合。基因关键控制元件位于核小体颗粒之外，便于与转录因子结合 2.组蛋白的修饰组蛋白的修饰改变染色质的结构，直接或间接影响转录活性（磷酸化、甲基化、乙酰化，泛素化（uH2A）/Arg，His，Lys，Ser，Thr）组蛋白赖氨酸残基乙酰基化（acetylation），影响转录 3.DNA甲基化：A/C甲基化/去甲基化（特别是5-mC）4.HMG结构域蛋白等染色质变构因子的影响 HMG结构域可识别某些异型的DNA结构，与DNA 弯折和DNA-蛋白质复合体高级结构的形成有关（一）疏松染色质结构的形成二、染色质活化与基因激活1.DNA局部结构的改变与核小体相位55（二）染色质的区间性1.基因座控制区（locus control region,LCR）染色体DNA上一种顺式作用元件，具有稳定染色质疏松结构的功能；与多种反式因子的结合序列可保证DNA复制时与启动子结合的因子仍保持在原位。2.隔离子（insulator）防止处于阻遏状态与活化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA序列，称为隔离子。作用：作为异染色质定向形成的起始位点；提供拓扑隔离区。（二）染色质的区间性1.基因座控制区（locuscontr56（三）染色质模板的转录基因转录的模板不是裸露的DNA，染色质是否处于活化状态是决定RNA聚合酶能否有效形式转录功能的关键 转录的“核小体犁”（nucleosome plow）假说 通过核小体核心结构的转录的模型（引自通过核小体核心结构的转录的模型（引自C.C.Adams等）等）第一步：第一步：RNA聚合酶使核小体不稳定，撤掉聚合酶使核小体不稳定，撤掉2个（个（H2A-H2B）,形形成成H3-H4四聚体复合物；四聚体复合物；第二步：组蛋白核心的另一半（第二步：组蛋白核心的另一半（H3-H4四四聚体）被移开并转到聚合酶后面自由聚体）被移开并转到聚合酶后面自由DNA上；上；第三步：第三步：2个个H2A-H2B二聚体重新结合到二聚体重新结合到DNA上，又形成一个完整的核小体核心结构。上，又形成一个完整的核小体核心结构。（三）染色质模板的转录基因转录的模板不是裸露的DNA，染色57第四节染色体（chromosome）中期染色体的形态结构 染色体DNA的三种功能元件核型与染色体显带 特殊染色体第四节染色体（chromosome）中期染色体的形态58间期染色质分散于细胞核，但在分裂期，染色质通过盘旋折叠压缩近万倍，包装成大小不等、形态各异的短棒状染色体。中期染色体由于形态比较稳定是观察染色体形态和计数的最佳时期。同一物种的染色体数目是相对稳定的，性细胞染色体为单倍体（haploid），用n表示，体细胞为2倍体（diploid）以2n表示，还有一些物种的染色体成倍增加成为4n、6n、8n等多倍体。间期染色质分散于细胞核，但在分裂期，染色质通过盘旋折叠压缩近59 染色体的数目因物种而异，如人类染色体的数目因物种而异，如人类2n=46，黑猩猩黑猩猩2n=48，果蝇果蝇2n=8，家蚕家蚕2n=56，小麦小麦2n=42，水稻水稻2n=24，洋葱洋葱2n=16。在植物中染色体最少的是一种在植物中染色体最少的是一种菊科植物菊科植物Haplopapus gracillis 仅仅2对染色体，最多对染色体，最多的是的是瓶尔草属瓶尔草属phioglossum的一些物种，可达的一些物种，可达400-600对。在动物中染色体最少的是一种对。在动物中染色体最少的是一种介壳虫的雄虫介壳虫的雄虫steatococcus tuberculatus仅有仅有2条染色体，最多的条染色体，最多的是灰蝶，有是灰蝶，有217-223对染色体。对染色体。601.1.染色单体染色单体（Chromatid）：）：中期染色体由两条染色单体组中期染色体由两条染色单体组成，两者在着丝粒的部位相互结合，每一条染色单体是由一成，两者在着丝粒的部位相互结合，每一条染色单体是由一条条DNA双链经过螺旋和折叠而形成的。双链经过螺旋和折叠而形成的。2.2.染色线染色线（Chromonema）：）：前期或间期核内的染色质细线，前期或间期核内的染色质细线，代表一条染色单体。代表一条染色单体。3.3.染色粒染色粒（Chromomere）：）：前期染色体上呈线性排列的念前期染色体上呈线性排列的念珠状颗粒，是珠状颗粒，是DNA局部收缩形成的，异染色质的染色粒一般局部收缩形成的，异染色质的染色粒一般较大，而常染色质的染色粒较小，在染色体上位于着丝粒两较大，而常染色质的染色粒较小，在染色体上位于着丝粒两边的染色粒一般较大，而向染色体端部的染色体较小，呈梯边的染色粒一般较大，而向染色体端部的染色体较小，呈梯度排列。度排列。1.染色单体（Chromatid）：中期染色体由两条染色单体61一、中期染色体的形态结构中期染色体类型染色体的主要结构一、中期染色体的形态结构中期染色体类型62中期染色体的类型中期染色体的类型划分的标准有：划分的标准有：臂比值臂比值r（长臂长长臂长/短臂长），短臂长），着丝粒指数着丝粒指数i(短臂长短臂长/染色体长染色体长)100%，短臂长臂比。短臂长臂比。中部着丝粒染色体（中部着丝粒染色体（m，1.07-1.70），水稻、玉米染色体），水稻、玉米染色体 近中部着丝粒染色体（近中部着丝粒染色体（sm，1.71-3.00），小麦染色体），小麦染色体 近端部着丝粒染色体（近端部着丝粒染色体（st，3.01-7.00）端部着丝粒染色体（端部着丝粒染色体（t，大于，大于7.01）中期染色体的类型划分的标准有：臂比值r（长臂长/短臂长），63根据着丝粒位置进行的染色体分类图示根据着丝粒位置进行的染色体分类图示根据着丝粒位置进行的染色体分类图示64染色体的主要结构染色体的主要结构着丝粒(centromere)次缢痕(secondary constriction)核仁组织区(NOR)随体(satellite)端粒(telomere)染色体的主要结构65着丝粒着丝粒(centromere)：将两个染色单体连接在一起，：将两个染色单体连接在一起，并把染色体分成两个臂。并把染色体分成两个臂。动粒（动粒（kinetochore）：位于着丝粒两侧由蛋白质构）：位于着丝粒两侧由蛋白质构成的三层盘状或球状结构。动粒与纺锤体自然相连，成的三层盘状或球状结构。动粒与纺锤体自然相连，与染色体的移动有关。与染色体的移动有关。着丝粒（着丝粒（centromere）和着丝点（）和着丝点（kinetochore）是两个不同）是两个不同的概念，前者指中期染色单体相互联系在一起的特殊部位，后的概念，前者指中期染色单体相互联系在一起的特殊部位，后者指主缢痕处两个染色单体外侧表层部位的特殊结构，它与纺者指主缢痕处两个染色单体外侧表层部位的特殊结构，它与纺锤体微管相接触。锤体微管相接触。着丝粒与着丝点(动粒)着丝粒(centromere)：将两个染色单体连接在一起，66着丝点结构域(kinetochore domain)：位于着丝粒的表面，包括三层板状结构和围绕外层的纤维冠(fibrous corona)。内板(inner plate)中间间隙(middle space),interzone外板(outer plate)纤维冠(fibrouscorona)中央结构域(central domain)：位于着丝粒结构域的下方，含卫星DNA。CENP-B盒与动粒蛋白配对结构域(pairing domain)：位于着丝粒内层，中期连结染色单体。内部着丝粒蛋白INCENP(inner centromere protein)染色单体连接蛋白clips(chromatid linking proteins)着丝粒包含着丝粒包含3个结构域：个结构域：着丝点结构域(kinetochoredomain)：位67着丝粒结构示意图v着丝点（动粒）结构域着丝点（动粒）结构域 (kinetochore domain)：介导染色单体的分离介导染色单体的分离内板内板(inner plate)中间间隙中间间隙(middle space)外板外板(outer plate)外侧纤维冠外侧纤维冠(fibrouscorona)v中央结构域中央结构域:由物种特异性由物种特异性DNA 组成组成配对结构域配对结构域:介导染色单体的连接介导染色单体的连接着丝粒结构示意图着丝点（动粒）结构域内板(innerpla68OPinterzoneIPOPinterzoneIP69CentromereCentromere70次缢痕次缢痕（secondary constriction）：）：除主缢痕外，染色体上第除主缢痕外，染色体上第二个呈浅缢缩的部分称次缢痕，次缢痕的位置相对稳定，是鉴定二个呈浅缢缩的部分称次缢痕，次缢痕的位置相对稳定，是鉴定染色体个别性的一个显著特征。染色体个别性的一个显著特征。核仁组织区核仁组织区（nucleolar organizing regions,NORs）：）：是细胞是细胞核特定染色体的次缢痕处，含有核糖体核特定染色体的次缢痕处，含有核糖体RNA基因的一段染色体区基因的一段染色体区域，与核仁的形成有关，故称为核仁组织区。其精细结构呈灯刷域，与核仁的形成有关，故称为核仁组织区。其精细结构呈灯刷状。能够合成核糖体的状。能够合成核糖体的2828S S、18S18S和和5.85.8S rRNAS rRNA。核仁是核仁是NORNOR中的中的genegene活动而形成的可见的球体结构，具有活动而形成的可见的球体结构，具有NORNOR的染色体数目依不的染色体数目依不同细胞种类而异，人有同细胞种类而异，人有5 5对染色体即对染色体即1313、1414、1515、2121、2222号染色号染色体上有体上有NORNOR.随体随体（satellite）：）：指位于染色体末端的球形染色体节段，通过指位于染色体末端的球形染色体节段，通过次缢痕区与染色体主体部分相连。位于染色体末端的随体称为次缢痕区与染色体主体部分相连。位于染色体末端的随体称为端端随体随体，位于两个次缢痕中间的称，位于两个次缢痕中间的称中间随体中间随体。次缢痕（secondaryconstriction）：除主71核仁组织者中心形成核仁核仁组织者中心形成核仁 核仁组织者中心形成核仁72核仁组织区（NORs）构成核仁，位于染色体的次缢痕区，但并非所有的次缢痕都是NORs。核仁组织区（NORs）73端粒端粒（telomere）：）：是染色体端部的特化部分，位于染色体的是染色体端部的特化部分，位于染色体的端部来维持染色体的稳定性。端粒由高度重复的短序列串联而端部来维持染色体的稳定性。端粒由高度重复的短序列串联而成，在进化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似成，在进化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似。端粒端粒起到细胞分裂计时器的作用，端粒核苷酸复制和基因起到细胞分裂计时器的作用，端粒核苷酸复制和基因DNA不同，不同，每复制一次减少每复制一次减少50-100bp，其复制要靠具有反转录酶性质的端其复制要靠具有反转录酶性质的端粒酶（粒酶（telomerase）来完成，正常体细胞缺乏此酶，故随细胞来完成，正常体细胞缺乏此酶，故随细胞分裂而变短，细胞随之衰老。分裂而变短，细胞随之衰老。端粒（telomere）：是染色体端部的特化部分，位于染色体74端粒（端粒