第十章细胞核与染色体优质课件

第十章细胞核与染色体第十章细胞核与染色体1优选第十章第十章细胞核胞核与染色体染色体优选第十章细胞核与染色体1.形形形形状状状状圆圆圆圆形形形形，胚胚胚胚乳乳乳乳细细细细胞胞胞胞(网网网网状状状状）蝶蝶蝶蝶类类类类丝丝丝丝腺腺腺腺细细细细胞胞胞胞(分分分分支支支支状状状状)。2.位置细胞中央位置细胞中央位置细胞中央位置细胞中央 ，成熟植物细胞的边缘。，成熟植物细胞的边缘。，成熟植物细胞的边缘。，成熟植物细胞的边缘。3.数数数数目目目目通通通通常常常常一一一一个个个个，成成成成熟熟熟熟的的的的筛筛筛筛管管管管和和和和成成成成熟熟熟熟的的的的哺哺哺哺乳乳乳乳动动动动物物物物红红红红细细细细胞胞胞胞（0 0）、肝肝肝肝细细细细胞胞胞胞、心心心心肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞(12(12）、破破破破骨骨骨骨细细细细胞胞胞胞(650(650）、骨骨骨骨骼骼骼骼肌肌肌肌细细细细胞胞胞胞(数数数数百百百百）、植植植植物物物物毡毡毡毡绒绒绒绒层层层层细细细细胞胞胞胞(24)(24)。4.结结结结构构构构核核核核被被被被膜膜膜膜、核核核核仁仁仁仁、核核核核基基基基质质质质、染染染染色色色色质质质质、核纤层。核纤层。核纤层。核纤层。5.功能功能功能功能遗传、遗传、遗传、遗传、发育。发育。发育。发育。形状圆形，胚乳细胞(网状）蝶类丝腺细胞(分支状)。Nucleus structureNucleus structure一、核被膜一、核被膜（一）结构构成是双层膜结构（一）结构构成是双层膜结构（一）结构构成是双层膜结构（一）结构构成是双层膜结构 内核膜（内核膜（内核膜（内核膜（inner nuclear membraneinner nuclear membrane）外核膜（外核膜（外核膜（外核膜（outer nuclear membraneouter nuclear membrane）核周间隙（核周间隙（核周间隙（核周间隙（perinuclear spaceperinuclear space）外核膜内质网的一部分，胞质面附有核糖体。外核膜内质网的一部分，胞质面附有核糖体。外核膜内质网的一部分，胞质面附有核糖体。外核膜内质网的一部分，胞质面附有核糖体。核周间隙宽核周间隙宽核周间隙宽核周间隙宽2040nm2040nm，与内质网腔相通。，与内质网腔相通。，与内质网腔相通。，与内质网腔相通。核核核核纤纤纤纤层层层层位位位位于于于于内内内内核核核核膜膜膜膜的的的的内内内内表表表表面面面面的的的的纤纤纤纤维维维维网网网网络络络络，可可可可支支支支持持持持核核核核膜，并与染色质及核骨架相连。膜，并与染色质及核骨架相连。膜，并与染色质及核骨架相连。膜，并与染色质及核骨架相连。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）结构构成是双层膜结构第一节 核被膜与核孔复合The nuclear envelopeThe nuclear envelope第十章细胞核与染色体优质课件 核纤层构成核纤层构成核纤层构成核纤层构成 由核纤层蛋白（由核纤层蛋白（由核纤层蛋白（由核纤层蛋白（laminlamin）构成，）构成，）构成，）构成，核纤肽一类中间纤维，分为核纤肽一类中间纤维，分为核纤肽一类中间纤维，分为核纤肽一类中间纤维，分为A A、B B两型。两型。两型。两型。作用作用作用作用保持核的形态保持核的形态保持核的形态保持核的形态参与染色质和核的组装参与染色质和核的组装参与染色质和核的组装参与染色质和核的组装 细胞分裂时呈现出周期性的变化，细胞分裂时呈现出周期性的变化，细胞分裂时呈现出周期性的变化，细胞分裂时呈现出周期性的变化，间期核中提供染色质（异染色质）在核周边锚定间期核中提供染色质（异染色质）在核周边锚定间期核中提供染色质（异染色质）在核周边锚定间期核中提供染色质（异染色质）在核周边锚定的位点。的位点。的位点。的位点。在前期结束时核纤层被磷酸化，核膜解体。在前期结束时核纤层被磷酸化，核膜解体。在前期结束时核纤层被磷酸化，核膜解体。在前期结束时核纤层被磷酸化，核膜解体。B B型核纤肽与核膜残余小泡结合，型核纤肽与核膜残余小泡结合，型核纤肽与核膜残余小泡结合，型核纤肽与核膜残余小泡结合，k A A型溶于胞质中。型溶于胞质中。型溶于胞质中。型溶于胞质中。l 分裂末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核分裂末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核分裂末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核分裂末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核膜的重建。膜的重建。膜的重建。膜的重建。核纤层构成LaminsLamins（二）核被膜要细胞周期中的崩解与装配（二）核被膜要细胞周期中的崩解与装配1.分裂期：双层核膜崩解成单层膜泡，核孔复合体分裂期：双层核膜崩解成单层膜泡，核孔复合体分裂期：双层核膜崩解成单层膜泡，核孔复合体分裂期：双层核膜崩解成单层膜泡，核孔复合体解体，核纤内层去装配；解体，核纤内层去装配；解体，核纤内层去装配；解体，核纤内层去装配；2.分裂未期：核膜重新形成分裂未期：核膜重新形成分裂未期：核膜重新形成分裂未期：核膜重新形成3.旧核膜参与新核膜的构建，新核膜来自旧核膜旧核膜参与新核膜的构建，新核膜来自旧核膜旧核膜参与新核膜的构建，新核膜来自旧核膜旧核膜参与新核膜的构建，新核膜来自旧核膜4.核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性（domain-specificdomain-specific）。）。）。）。5.核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控核被膜的解体与重建的动态变化受细胞周期调控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、核孔因子的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔因子的调节，调节作用可能与核纤层蛋白、核孔因子的调节，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化修饰有关。复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰有关。复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰有关。复合体蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰有关。（二）核被膜要细胞周期中的崩解与装配分裂期：双层核膜崩解成单第十章细胞核与染色体优质课件二、核孔复合体二、核孔复合体（一）结构模型（一）结构模型1.胞质环（胞质环（胞质环（胞质环（cytoplasmic ringcytoplasmic ring），外环），外环），外环），外环2.核质环（核质环（核质环（核质环（nuclear ringnuclear ring），内环），内环），内环），内环3.辐（辐（辐（辐（spokespoke）柱状亚单位（柱状亚单位（柱状亚单位（柱状亚单位（column subunitcolumn subunit）腔内亚单位腔内亚单位腔内亚单位腔内亚单位(luminal subunit)(luminal subunit)环带亚单位（环带亚单位（环带亚单位（环带亚单位（annular subunitannular subunit）4.中央栓（中央栓（中央栓（中央栓（central plugcentral plug）：）：）：）：transportertransporter二、核孔复合体（一）结构模型胞质环（cytoplasmiThe Nuclear PoreThe Nuclear Pore1.核孔由至少核孔由至少核孔由至少核孔由至少5050种不同的蛋白质（种不同的蛋白质（种不同的蛋白质（种不同的蛋白质（nucleoporinnucleoporin）构成，称为核孔复合体（构成，称为核孔复合体（构成，称为核孔复合体（构成，称为核孔复合体（nuclear pore complexnuclear pore complex，NPCNPC）。）。）。）。2.一般哺乳动物细胞平均有一般哺乳动物细胞平均有一般哺乳动物细胞平均有一般哺乳动物细胞平均有30003000个核孔。个核孔。个核孔。个核孔。3.细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。少。少。少。4.在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，现在一般认为其结构如般认为其结构如般认为其结构如般认为其结构如fish-trapfish-trap。核孔由至少50种不同的蛋白质（nucleoporin）构成，抽提后核孔胞质面的结构（抽提后核孔胞质面的结构（Cytoplasmic face，cytoplasmic particles）抽提后核孔胞质面的结构（Cytoplasmic face，分裂末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核膜的重建。外核膜内质网的一部分，胞质面附有核糖体。一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。柱状亚单位（column subunit）The nuclear envelope主要功能是转录rRNA和组装核糖体单位。与其他信号序列的成分结合，主动运输（一）结构构成是双层膜结构核糖体并不是单独工作的，而是由多个甚至几十个串连在一条mRNA分子上，称多聚核糖体（polyribosome）。核仁（nucleolus）见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般12个，有时多达35个。RNP的蛋白质上具有核输出信号（nuclear export signal,NES），可与细胞内的受体exportin结合，形成RNPexportinRanGTP复合体，中央栓（central plug）：transporter蛋白与NLS受体，即impotin/二聚体结合；RNP的蛋白质上具有核输出信号（nuclear export signal,NES），可与细胞内的受体exportin结合，形成RNPexportinRanGTP复合体，核被膜的去组装是非随机的，具有区域特异性（domain-specific）。核糖体并不是单独工作的，而是由多个甚至几十个串连在一条mRNA分子上，称多聚核糖体（polyribosome）。纤维中心(fibrillar centers，FC)是被致密纤维包围的一个或几个低电子密度的圆形结构，主要成分为RNA聚合酶 I，rDNA和结合的转录因子，这些rDNA是裸露的分子。（一）核质蛋白向细胞核的输入（通过核孔复合体的主动运输）核仁（nucleolus）见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般12个，有时多达35个。Mitochondrion抽提后核孔核质面的结构（抽提后核孔核质面的结构（Nuclear face basket inner complex）分裂末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核膜的重建。抽提后（二）核孔复合体成分的研究（二）核孔复合体成分的研究核核核核孔孔孔孔复复复复合合合合体体体体主主主主要要要要由由由由蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质构构构构成成成成，其其其其总总总总相相相相对对对对分分分分子子子子质质质质量量量量约约约约为为为为1.25101.25106 6，推推推推测测测测可可可可能能能能含含含含有有有有100100余余余余种种种种不不不不同同同同的的的的多肽，共多肽，共多肽，共多肽，共10001000多个蛋白质分子。多个蛋白质分子。多个蛋白质分子。多个蛋白质分子。gp210gp210：结构性跨膜蛋白：结构性跨膜蛋白：结构性跨膜蛋白：结构性跨膜蛋白 p62p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域结构域结构域结构域（二）核孔复合体成分的研究核孔复合体主要由蛋白质构成，其总 gp210结构性跨膜蛋白结构性跨膜蛋白介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体介导核孔复合体与核被膜的连接，将核孔复合体 锚锚锚锚定定定定在在在在“孔孔孔孔膜膜膜膜区区区区”，从从从从而而而而为为为为核核核核孔孔孔孔复复复复合合合合体体体体装装装装配配配配提提提提供供供供一一一一个起始位个起始位个起始位个起始位 点点点点在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用。在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用。在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用。在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用。两段疏水区，两段疏水区，两段疏水区，两段疏水区，C C端端端端:位于孔膜区，跨膜结构域位于孔膜区，跨膜结构域位于孔膜区，跨膜结构域位于孔膜区，跨膜结构域 核核核核周周周周间间间间隙隙隙隙内内内内核核核核孔孔孔孔复复复复合合合合体体体体组组组组装装装装开开开开始始始始时时时时，发发发发生生生生构构构构象象象象改改改改变变变变，使使使使其其其其中中中中的的的的疏疏疏疏水水水水区区区区暴暴暴暴露露露露，与与与与核核核核膜膜膜膜作作作作用用用用，诱诱诱诱导导导导内内内内外核膜的融合。外核膜的融合。外核膜的融合。外核膜的融合。在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用 gp210结构性跨膜蛋白介导核孔复合体与核被膜的连接，将 p62功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域能结构域 疏疏疏疏水水水水性性性性N N N N端端端端区区区区可可可可能能能能在在在在核核核核孔孔孔孔复复复复合合合合体体体体功功功功能能能能活活活活动动动动中中中中直直直直接接接接参与核质交换参与核质交换参与核质交换参与核质交换 C C C C端端端端区区区区可可可可能能能能通通通通过过过过与与与与其其其其它它它它核核核核孔孔孔孔复复复复合合合合体体体体蛋蛋蛋蛋白白白白相相相相互互互互作作作作用用用用，从从从从而而而而将将将将p62p62p62p62分分分分子子子子稳稳稳稳定定定定到到到到核核核核孔孔孔孔复复复复合合合合体体体体上上上上，为为为为其其其其N N N N端端端端进进进进行核质交换活动提供支持。行核质交换活动提供支持。行核质交换活动提供支持。行核质交换活动提供支持。p62功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域 疏水性（三）核孔复合体的功能（三）核孔复合体的功能1.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 2.爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验 3.通过核孔复合体的主动运输通过核孔复合体的主动运输通过核孔复合体的主动运输通过核孔复合体的主动运输 4.亲核蛋白与核定位信号亲核蛋白与核定位信号亲核蛋白与核定位信号亲核蛋白与核定位信号 5.亲核蛋白入核转运的步骤亲核蛋白入核转运的步骤亲核蛋白入核转运的步骤亲核蛋白入核转运的步骤 6.转录产物转录产物转录产物转录产物RNARNA的核输出的核输出的核输出的核输出（三）核孔复合体的功能核质交换的双向选择性亲水通道 1.通过核孔复合体的被动扩散通过核孔复合体的被动扩散v核孔复合体作为被动扩散的亲水通道。核孔复合体作为被动扩散的亲水通道。核孔复合体作为被动扩散的亲水通道。核孔复合体作为被动扩散的亲水通道。v实验证明？实验证明？实验证明？实验证明？v将聚乙烯吡咯烷酮（将聚乙烯吡咯烷酮（将聚乙烯吡咯烷酮（将聚乙烯吡咯烷酮（PVPPVP）包被的胶体金颗粒，）包被的胶体金颗粒，）包被的胶体金颗粒，）包被的胶体金颗粒，注射细胞质内，发现小分子物质能够以自由扩散注射细胞质内，发现小分子物质能够以自由扩散注射细胞质内，发现小分子物质能够以自由扩散注射细胞质内，发现小分子物质能够以自由扩散的方式通过核孔进入细胞核。的方式通过核孔进入细胞核。的方式通过核孔进入细胞核。的方式通过核孔进入细胞核。v扩散数率与分子大小成反比。扩散数率与分子大小成反比。扩散数率与分子大小成反比。扩散数率与分子大小成反比。v组蛋白，带本身信号序列的蛋白质，通过主动运组蛋白，带本身信号序列的蛋白质，通过主动运组蛋白，带本身信号序列的蛋白质，通过主动运组蛋白，带本身信号序列的蛋白质，通过主动运输进入细胞核输进入细胞核输进入细胞核输进入细胞核v与其他信号序列的成分结合，主动运输与其他信号序列的成分结合，主动运输与其他信号序列的成分结合，主动运输与其他信号序列的成分结合，主动运输1.通过核孔复合体的被动扩散核孔复合体作为被动扩散的亲水通道例子例子1.带有放射性标记的完整核质蛋白、头、未片段带有放射性标记的完整核质蛋白、头、未片段带有放射性标记的完整核质蛋白、头、未片段带有放射性标记的完整核质蛋白、头、未片段（NN、C C端）分别注射非洲爪蟾卵母细胞中端）分别注射非洲爪蟾卵母细胞中端）分别注射非洲爪蟾卵母细胞中端）分别注射非洲爪蟾卵母细胞中2.胶体金包被完整核质蛋白、尾部分别注射非洲爪胶体金包被完整核质蛋白、尾部分别注射非洲爪胶体金包被完整核质蛋白、尾部分别注射非洲爪胶体金包被完整核质蛋白、尾部分别注射非洲爪蟾卵母细胞中蟾卵母细胞中蟾卵母细胞中蟾卵母细胞中3.结果完整的核质蛋白、未片段能够在细胞核内迅结果完整的核质蛋白、未片段能够在细胞核内迅结果完整的核质蛋白、未片段能够在细胞核内迅结果完整的核质蛋白、未片段能够在细胞核内迅速地积累，而头部却被拒之核外。速地积累，而头部却被拒之核外。速地积累，而头部却被拒之核外。速地积累，而头部却被拒之核外。4.结论信号序列在尾部结论信号序列在尾部结论信号序列在尾部结论信号序列在尾部三、通过核孔的物质运输与信号序列有关三、通过核孔的物质运输与信号序列有关例子带有放射性标记的完整核质蛋白、头、未片段（N、C端）分别第十章细胞核与染色体优质课件Colloidal gold labeled Nucleoplasmin were transported into nucleus.MitochondrionColloidal gold labeled Nucleop1.19821982年年年年R.LaskeyR.Laskey发现核内含量丰富的核质蛋白发现核内含量丰富的核质蛋白发现核内含量丰富的核质蛋白发现核内含量丰富的核质蛋白(nucleoplasmin)(nucleoplasmin)的的的的C C端有一个信号序列，可引导端有一个信号序列，可引导端有一个信号序列，可引导端有一个信号序列，可引导蛋白质进入细胞核，称作核定位信号（蛋白质进入细胞核，称作核定位信号（蛋白质进入细胞核，称作核定位信号（蛋白质进入细胞核，称作核定位信号（nuclear nuclear localization signallocalization signal，NLSNLS）。）。）。）。2.第一个被确定的第一个被确定的第一个被确定的第一个被确定的NLSNLS是病毒是病毒是病毒是病毒SV40SV40的的的的T T抗原，它在抗原，它在抗原，它在抗原，它在胞质中合成后很快积累在核中。胞质中合成后很快积累在核中。胞质中合成后很快积累在核中。胞质中合成后很快积累在核中。3.其其其其NLSNLS为为为为proprolyslyslysArgLysvalproprolyslyslysArgLysval，即使单个，即使单个，即使单个，即使单个氨基酸被替换，亦失去作用。氨基酸被替换，亦失去作用。氨基酸被替换，亦失去作用。氨基酸被替换，亦失去作用。通过核孔的物质运输与信号序列有关通过核孔的物质运输与信号序列有关1982年R.Laskey发现核内含量丰富的核质蛋白(nuNLSNLS由由由由4848个氨基酸组成，含有个氨基酸组成，含有个氨基酸组成，含有个氨基酸组成，含有ProPro、LysLys和和和和ArgArg。对其连接的蛋白质无特殊要求，并且完成核输入对其连接的蛋白质无特殊要求，并且完成核输入对其连接的蛋白质无特殊要求，并且完成核输入对其连接的蛋白质无特殊要求，并且完成核输入后不被切除。后不被切除。后不被切除。后不被切除。KaryopherinKaryopherin是一类与核孔选择性运输有关的蛋是一类与核孔选择性运输有关的蛋是一类与核孔选择性运输有关的蛋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。白家族，相当于受体蛋白。白家族，相当于受体蛋白。白家族，相当于受体蛋白。其中其中其中其中imporinimporin负责将蛋白从细胞质运进细胞核，负责将蛋白从细胞质运进细胞核，负责将蛋白从细胞质运进细胞核，负责将蛋白从细胞质运进细胞核，exportinexportin负责相反方向的运输。负责相反方向的运输。负责相反方向的运输。负责相反方向的运输。通过核孔复合体的转运还涉及通过核孔复合体的转运还涉及通过核孔复合体的转运还涉及通过核孔复合体的转运还涉及RanRan蛋白，蛋白，蛋白，蛋白，RanRan是一种是一种是一种是一种G G蛋白，调节货物受体复合体的组装蛋白，调节货物受体复合体的组装蛋白，调节货物受体复合体的组装蛋白，调节货物受体复合体的组装和解体，和解体，和解体，和解体，在细胞核内在细胞核内在细胞核内在细胞核内RanGTPRanGTP的含量远高于细胞质。的含量远高于细胞质。的含量远高于细胞质。的含量远高于细胞质。NLS由48个氨基酸组成，含有Pro、Lys和Arg。（一）核质蛋白向细胞核的输入（一）核质蛋白向细胞核的输入（一）核质蛋白向细胞核的输入（一）核质蛋白向细胞核的输入（通过核孔复合通过核孔复合体的主动运输）体的主动运输）1.1.蛋白与蛋白与蛋白与蛋白与NLSNLS受体，即受体，即受体，即受体，即impotin/impotin/二聚体结合；二聚体结合；二聚体结合；二聚体结合；2.2.货物与受体的复合物与货物与受体的复合物与货物与受体的复合物与货物与受体的复合物与NPCNPC胞质环上的纤维结合；胞质环上的纤维结合；胞质环上的纤维结合；胞质环上的纤维结合；3.3.纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通纤维向核弯曲，转运器构象发生改变，形成亲水通道，货物通过；道，货物通过；道，货物通过；道，货物通过；4.4.货物受体复合体与货物受体复合体与货物受体复合体与货物受体复合体与RanGTPRanGTP结合，复合体解散，释放结合，复合体解散，释放结合，复合体解散，释放结合，复合体解散，释放出货物；出货物；出货物；出货物；5.5.与与与与RanGTPRanGTP结合的结合的结合的结合的impotin impotin，输出细胞核，在细胞，输出细胞核，在细胞，输出细胞核，在细胞，输出细胞核，在细胞质中质中质中质中RanRan结合的结合的结合的结合的GTPGTP水解，水解，水解，水解，RanGDPRanGDP返回细胞核重新返回细胞核重新返回细胞核重新返回细胞核重新转换为转换为转换为转换为RanGTPRanGTP；6.6.impotin impotin 在核内在核内在核内在核内exportinexportin的帮助下运回细胞质。的帮助下运回细胞质。的帮助下运回细胞质。的帮助下运回细胞质。（一）核质蛋白向细胞核的输入（通过核孔复合体的主动运输）蛋白(二）对细胞核向细胞质的大分子输出二）对细胞核向细胞质的大分子输出1.大多数情况下，细胞核内的大多数情况下，细胞核内的大多数情况下，细胞核内的大多数情况下，细胞核内的RNARNA是与蛋白质形成是与蛋白质形成是与蛋白质形成是与蛋白质形成RNPRNP复合物转运出细胞核的。复合物转运出细胞核的。复合物转运出细胞核的。复合物转运出细胞核的。2.RNPRNP的蛋白质上具有核输出信号（的蛋白质上具有核输出信号（的蛋白质上具有核输出信号（的蛋白质上具有核输出信号（nuclear nuclear export signal,NESexport signal,NES），可与细胞内的受体），可与细胞内的受体），可与细胞内的受体），可与细胞内的受体exportinexportin结合，形成结合，形成结合，形成结合，形成RNPexportinRanGTPRNPexportinRanGTP复合复合复合复合体，体，体，体，3.输出细胞核后，输出细胞核后，输出细胞核后，输出细胞核后，RanGTPRanGTP水解，释放出结合的水解，释放出结合的水解，释放出结合的水解，释放出结合的RNARNA，RanGDPRanGDP、exportinexportin和和和和RNPRNP蛋白返回细胞蛋白返回细胞蛋白返回细胞蛋白返回细胞核。核。核。核。(二）对细胞核向细胞质的大分子输出大多数情况下，细胞核内的R成熟的rRNA仅为45srRNA的一半，丢失的大部分是非甲基化和GC含量较高的区域。核孔复合体作为被动扩散的亲水通道。一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。核仁（nucleolus）见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般12个，有时多达35个。颗粒组分(granular component，GC)由直径1520 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的RNP。形状圆形，胚乳细胞(网状）蝶类丝腺细胞(分支状)。MitochondrionC端:位于孔膜区，跨膜结构域结构核被膜、核仁、核基质、染色质、核纤层。优选第十章细胞核与染色体其NLS为proprolyslyslysArgLysval，即使单个氨基酸被替换，亦失去作用。纤维部的纤维状物质是新合成的45SrRNA，它与蛋白质形成RNP复合体。45SrRNA甲基化以后经RNA酶裂解形成18s、28s、5.位置细胞中央，成熟植物细胞的边缘。p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域腔内亚单位(luminal subunit)p62：功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域在核孔复合体的核质交换功能活动中起一定作用（二）核被膜要细胞周期中的崩解与装配一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。p62功能性的核孔复合体蛋白，具有两个功能结构域Process of Nuclear Import成熟的rRNA仅为45srRNA的一半，丢失的大部分是非甲基第五节第五节 核仁核仁1.1.核仁（核仁（核仁（核仁（nucleolusnucleolus）见于间期的细胞核内，呈圆球形，）见于间期的细胞核内，呈圆球形，）见于间期的细胞核内，呈圆球形，）见于间期的细胞核内，呈圆球形，一般一般一般一般1212个，有时多达个，有时多达个，有时多达个，有时多达3535个。主要功能是转录个。主要功能是转录个。主要功能是转录个。主要功能是转录rRNArRNA和组装核糖体单位。和组装核糖体单位。和组装核糖体单位。和组装核糖体单位。2.2.一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。数目较多的核仁，反之核仁很小或缺如。3.3.核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现。核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现。核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现。核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现。第五节 核仁核仁（nucleolus）见于间期的细胞核内，一、核仁形态一、核仁形态纤纤纤纤维维维维中中中中心心心心(fibrillar(fibrillar centerscenters，FC)FC)是是是是被被被被致致致致密密密密纤纤纤纤维维维维包包包包围围围围的的的的一一一一个个个个或或或或几几几几个个个个低低低低电电电电子子子子密密密密度度度度的的的的圆圆圆圆形形形形结结结结构构构构，主主主主要要要要成成成成分分分分为为为为RNARNA聚聚聚聚合合合合酶酶酶酶 I I，rDNArDNA和和和和结结结结合合合合的的的的转转转转录录录录因因因因子子子子，这些这些这些这些rDNArDNA是裸露的分子。是裸露的分子。是裸露的分子。是裸露的分子。致致致致 密密密密 纤纤纤纤 维维维维 组组组组 分分分分(dense(dense fibrillar fibrillar componentcomponent，DFC)DFC)呈呈呈呈环环环环形形形形或或或或半半半半月月月月形形形形包包包包围围围围FCFC，由由由由致致致致密密密密的的的的纤纤纤纤维维维维构构构构成成成成，是是是是新新新新合合合合成成成成的的的的RNPRNP，转转转转录录录录主主主主要要要要发发发发生生生生在在在在FCFC与与与与DFCDFC的的的的交交交交界处。界处。界处。界处。颗颗颗颗 粒粒粒粒 组组组组 分分分分(granular(granular componentcomponent，GC)GC)由由由由 直直直直 径径径径1520 nm1520 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的的颗粒构成，是不同加工阶段的的颗粒构成，是不同加工阶段的的颗粒构成，是不同加工阶段的RNPRNP。一、核仁形态纤维中心(fibrillar centers，NucleolusNucleolus二、核仁的功能二、核仁的功能vv核糖体的生物发生相关核糖体的生物发生相关核糖体的生物发生相关核糖体的生物发生相关vv从核仁纤维组分开始再向颗粒组分延续从核仁纤维组分开始再向颗粒组分延续从核仁纤维组分开始再向颗粒组分延续从核仁纤维组分开始再向颗粒组分延续（一）核糖体的结构（一）核糖体的结构（一）核糖体的结构（一）核糖体的结构vv含含含含40%40%的蛋白质、的蛋白质、的蛋白质、的蛋白质、60%60%的的的的RNARNA，由两个亚单体构成。，由两个亚单体构成。，由两个亚单体构成。，由两个亚单体构成。vv分为分为分为分为70S70S和和和和80S80S两种类型。两种类型。两种类型。两种类型。vv由由由由大大大大小小小小两两两两个个个个亚亚亚亚基基基基构构构构成成成成，只只只只在在在在以以以以mRNAmRNA为为为为模模模模板板板板合合合合成成成成蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质时时时时才才才才结合在一起，肽链合成终止后，大小亚单位又解离。结合在一起，肽链合成终止后，大小亚单位又解离。结合在一起，肽链合成终止后，大小亚单位又解离。结合在一起，肽链合成终止后，大小亚单位又解离。vv核核核核糖糖糖糖体体体体并并并并不不不不是是是是单单单单独独独独工工工工作作作作的的的的，而而而而是是是是由由由由多多多多个个个个甚甚甚甚至至至至几几几几十十十十个个个个串串串串连连连连在在在在一一一一条条条条mRNAmRNA分子上，称多聚核糖体（分子上，称多聚核糖体（分子上，称多聚核糖体（分子上，称多聚核糖体（polyribosomepolyribosome）。）。）。）。二、核仁的功能核糖体的生物发生相关（一）核糖体的结构核糖体的组成核糖体的组成核糖体的组成Protein SynthesisProtein Synthesis（二）核糖体组装（二）核糖体组装vvrRNArRNA基基基基因因因因是是是是重重重重复复复复的的的的多多多多拷拷拷拷贝贝贝贝基基基基因因因因。人人人人的的的的一一一一个个个个细细细细胞胞胞胞中中中中约约约约有有有有200200个个个个拷拷拷拷贝贝贝贝，rDNArDNA没没没没有有有有组组组组蛋蛋蛋蛋白白白白核核核核心心心心，是是是是裸裸裸裸露露露露的的的的DNADNA节节节节段段段段，相邻基因之间为非转录的间隔相邻基因之间为非转录的间隔相邻基因之间为非转录的间隔相邻基因之间为非转录的间隔DNADNA。（一）（一）rRNA基因的转录基因的转录（二）核糖体组装rRNA基因是重复的多拷贝基因。人的一个细胞vv转录时，转录时，转录时，转录时，RNARNA聚合酶沿聚合酶沿聚合酶沿聚合酶沿DNADNA分子排列，此酶由基因头端向末端移动，分子排列，此酶由基因头端向末端移动，分子排列，此酶由基因头端向末端移动，分子排列，此酶由基因头端向末端移动，转录好的转录好的转录好的转录好的rRNArRNA分子从聚合酶处伸出，愈近末端愈长，从左右两侧均分子从聚合酶处伸出，愈近末端愈长，从左右两侧均分子从聚合酶处伸出，愈近末端愈长，从左右两侧均分子从聚合酶处伸出，愈近末端愈长，从左右两侧均可伸出，呈羽毛状。可伸出，呈羽毛状。可伸出，呈羽毛状。可伸出，呈羽毛状。rRNArRNA首先出现在纤维部，而后转向颗粒部。首先出现在纤维部，而后转向颗粒部。首先出现在纤维部，而后转向颗粒部。首先出现在纤维部，而后转向颗粒部。转录时，RNA聚合酶沿DNA分子排列，此酶由基因头端向末端移核质环（nuclear ring），内环外核膜（outer nuclear membrane）腔内亚单位(luminal subunit)优选第十章细胞核与染色体数目通常一个，成熟的筛管和成熟的哺乳动物红细胞（0）、肝细胞、心肌细胞(12）、破骨细胞(650）、骨骼肌细胞(数百）、植物毡绒层细胞(24)。主要功能是转录rRNA和组装核糖体单位。输出细胞核后，RanGTP水解，释放出结合的RNA，RanGDP、exportin和RNP蛋白返回细胞核。核质环（nuclear ring），内环核纤肽一类中间纤维，分为A、B两型。抽提后核孔胞质面的结构（Cytoplasmic face，cytoplasmic particles）二、核孔复合体（一）结构模型将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包被的胶体金颗粒，注射细胞质内，发现小分子物质能够以自由扩散的方式通过核孔进入细胞核。（二）核被膜要细胞周期中的崩解与装配颗粒组分(granular component，GC)由直径1520 nm的颗粒构成，是不同加工阶段的RNP。分裂期：双层核膜崩解成单层膜泡，核孔复合体解体，核纤内层去装配；三、通过核孔的物质运输与信号序列有关纤维部的纤维状物质是新合成的45SrRNA，它与蛋白质形成RNP复合体。将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）包被的胶体金颗粒，注射细胞质内，发现小分子物质能够以自由扩散的方式通过核孔进入细胞核。vv纤维部的纤维状物质是新合纤维部的纤维状物质是新合纤维部的纤维状物质是新合纤维部的纤维状物质是新合成的成的成的成的45SrRNA45SrRNA45SrRNA45SrRNA，它与蛋白质，它与蛋白质，它与蛋白质，它与蛋白质形成形成形成形成RNPRNPRNPRNP复合体。复合体。复合体。复合体。vv45SrRNA45SrRNA45SrRNA45SrRNA甲基化以后经甲基化以后经甲基化以后经甲基化以后经RNARNARNARNA酶酶酶酶裂解形成裂解形成裂解形成裂解形成18s18s18s18s、28s28s28s28s、5.8srRNA5.8srRNA5.8srRNA5.8srRNA。vv成熟的成熟的成熟的成熟的rRNArRNArRNArRNA仅为仅为仅为仅为45srRNA45srRNA45srRNA45srRNA的一的一的一的一半，丢失的大部分是非甲基半，丢失的大部分是非甲基半，丢失的大部分是非甲基半，丢失的大部分是非甲基化和化和化和化和GCGCGCGC含量较高的区域。含量较高的区域。含量较高的区域。含量较高的区域。（一）（一）rRNA前提的加工前提的加工核质环（nuclear ring），内环纤维部的纤维状物质是