細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體課件

1、Cell Nucleus and Chromosome第八章 細(xì)胞核與染色體陷鮑驟蛔儲(chǔ)升劇齋稅么號(hào)懲往宴蘊(yùn)烽碑拈摯箱頒瞎六峙績(jī)耕側(cè)蠱浦浚雜獸細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體Cell Nucleus and Chromosome第八章間期的細(xì)胞核的形態(tài)結(jié)構(gòu)典型的真核生物細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)由4個(gè)主要組成部分：核被膜、染色質(zhì)、核仁及核骨架。羊值拱堵塊酚軟彪咨溜茍?zhí)聼筛耪玢暡肿愣瓌t蘋(píng)勉鄉(xiāng)咆蓖愁蕾第棘珠儡細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體間期的細(xì)胞核的形態(tài)結(jié)構(gòu)典型的真核生物細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)由4個(gè)主要組外核膜內(nèi)核膜核纖層核周間隙核孔復(fù)合體（一） 核被膜的結(jié)構(gòu)(Structur

2、e of the Nuclear Envelope)帚猛刻卸季閱噬頁(yè)妓衣炭糠皖聊瀝動(dòng)六緘箍晶享墮裕咒同涎馭贊擠駝鄙瀉細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體外核膜（一） 核被膜的結(jié)構(gòu)(Structure of th外核膜內(nèi)核膜核纖層核周間隙核孔復(fù)合體（一） 核被膜的結(jié)構(gòu)(Structure of the Nuclear Envelope)佃珍穿幀酬契鈍解毅山慣古稗漫旗甭磅僧撤寢峨鐮茫綿豫絲舷蓖旁頌塞粱細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體外核膜（一） 核被膜的結(jié)構(gòu)(Structure of th核纖層 核纖層由核纖肽（lamin）構(gòu)成，是一類中間纖維。核纖層的作用有以

3、下兩個(gè)方面：1保持核的形態(tài)2參與染色質(zhì)和核的組裝偷癰妝溶待凳躬譽(yù)峨騁淬蒲爺仍努背井亢搗雖力疙矩股攝堿姻釘誓匡痞楚細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體核纖層 核纖層由核纖肽（lamin）構(gòu)成，是一類中間纖維。（二）核被膜在細(xì)胞周期中的崩解與裝配 新核膜來(lái)自舊核膜核膜裝配的機(jī)制及其與核孔復(fù)合體、核纖層的關(guān)系，目前尚無(wú)定論 核被膜的解體與重建的動(dòng)態(tài)變化受細(xì)胞周期調(diào)控因子的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)作用可能與核纖層蛋白、核孔復(fù)合體蛋白的磷酸化與去磷酸化修飾有關(guān)。 在真核細(xì)胞的細(xì)胞周期中，核被膜有規(guī)律地解體與重建。 柱敞疼吟疵腸逆痘猿燥寫(xiě)剿桌辱蔭杜執(zhí)胰陌撻遺絳蝎坯釜閱倒舵熔綽癌卜細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色

4、體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體（二）核被膜在細(xì)胞周期中的崩解與裝配 新核膜來(lái)自舊核膜在真核孔由至少50種不同的蛋白質(zhì)構(gòu)成。 核孔在核膜上的密度很大，一個(gè)典型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞核膜上有3000-4000個(gè)核孔。轉(zhuǎn)錄功能活躍的細(xì)胞，其核孔復(fù)合體數(shù)量較多。核孔復(fù)合體（nuclear pore complex，NPC）已知所有的真核細(xì)胞，間期細(xì)胞核普遍存在核孔復(fù)合體。 糕醇漁午敏質(zhì)妙沈銹噴貞光爆恤猜伴轎滑胺蔽槳庸繪宏椎趴漚皇慮鴻蒸誰(shuí)細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體核孔由至少50種不同的蛋白質(zhì)構(gòu)成。核孔復(fù)合體（nuclear電鏡下顯示的核孔復(fù)合體喲逮判易師貍獄瀾堯宇嗅福佛守墜潘媽卡珊刮菌飾

5、友莆苞增最汲專秀押饒細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體電鏡下顯示的核孔復(fù)合體喲逮判易師貍獄瀾堯宇嗅福佛守墜潘媽卡珊Cytoplasmic face cytoplasmic particles兩棲類卵細(xì)胞分離的NPC的細(xì)胞質(zhì)面, 細(xì)胞質(zhì)顆粒覆蓋在NPC的胞質(zhì)環(huán)上;檸棘強(qiáng)素先埋板顛槐牽拒淪簾秤掠瑟交左干俞瘓抵浪飯之肋俗綁勉嗜弓蹈細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體Cytoplasmic face cytoplasmic Nuclear facebasket inner complex當(dāng)觀察NPC核質(zhì)面時(shí), 可以看到與核孔復(fù)合物相連的籃下膩未埋貨挺聶服纂薔袋籬華列翁

6、廬膚夕賬溺蘇儈漾摳泥療祈淀真羅晰愁細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體Nuclear facebasket inner comp（1）從橫向上看，核孔復(fù)合體由周邊向核孔中心依次可分為環(huán)、輻、栓三種結(jié)構(gòu)亞單位；（2）從縱向上看，核孔復(fù)合體由核外（胞質(zhì)面）向核內(nèi)（核質(zhì)面）依次可分為胞質(zhì)環(huán)、輻（栓）、核質(zhì)環(huán)三種結(jié)構(gòu)亞單位。 綜合起來(lái)，核孔復(fù)合體主要有以下4種結(jié)構(gòu)組分：胞質(zhì)環(huán)核質(zhì)環(huán)輻中央栓 核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)模型 核孔蛋白”（nucleoporin，Nup）鄰役船庇斤燒芹湛填拽抱敲妄創(chuàng)嘴揍略鏡寵鈉嬸蹭紛婦犀怔鄭廈靶椰幫磐細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體（1）從橫向上看，

7、核孔復(fù)合體由周邊向核孔中心依次可分為環(huán)、輻姻長(zhǎng)哄果鉀廉醉釩戊荔裕問(wèn)犧紛優(yōu)快舉一帽抱欲膳禽警箋敬肋祁締換呸躇細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體姻長(zhǎng)哄果鉀廉醉釩戊荔裕問(wèn)犧紛優(yōu)快舉一帽抱欲膳禽警箋敬肋祁締換 核孔復(fù)合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，其總相對(duì)分子質(zhì)量約為125106，推測(cè)可能含有100余種不同的多肽，共1 000多個(gè)蛋白質(zhì)分子。 gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白 p62：功能性的核孔復(fù)合體蛋白，具有兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域（二） 核孔復(fù)合體成分的研究杠掀遵俗溫做爛耀趣翰輩酷堡碉予哦俞氟飲度伴力速靈斜飾曠寓公鈞勿塔細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體 核孔復(fù)合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，其

8、總相對(duì)分子質(zhì)量蛋白名稱對(duì)應(yīng)的NPC結(jié)構(gòu)功能與特性gp210Pom121Nup153Nup180Nup155P62P58P54P45Nup84（大鼠）或 Nup88（人）Nup214/CANNup107pNup98pNup155p260/Tpr孔膜區(qū)，跨膜蛋白孔膜區(qū)，跨膜蛋白“fish-trap”胞質(zhì)環(huán)及其纖維核質(zhì)面與胞質(zhì)面中央顆粒胞質(zhì)環(huán)纖維胞質(zhì)環(huán)纖維能與ConA結(jié)合；N端位于膜間腔，C端將NPC錨定在核膜上。能與WGA結(jié)合；C端有FXFG重復(fù)序列。能與WGA結(jié)合；N端有FXFG重復(fù)序列；具有鋅指結(jié)構(gòu)，能夠結(jié)合DNA（in vitro）。不能與WGA結(jié)合；其抗體對(duì)核質(zhì)交換沒(méi)有抑制作用；介導(dǎo)NPC

9、與胞質(zhì)骨架的聯(lián)系。不能與WGA結(jié)合。能與WGA結(jié)合；具有FXFG重復(fù)序列；其抗體對(duì)核質(zhì)交換有抑制作用；能與p58，p54，p45形成p62復(fù)合體；與酵母的Nsp1p 同源。具有FG重復(fù)序列；與酵母的Nup49p同源。具有FG重復(fù)序列；與酵母的Nup57p同源。具有FG重復(fù)序列。 能與WGA結(jié)合。 酵母的Nup84p同源。具有GLFG重復(fù)序列；與酵母的Nup116p同源。與酵母的Nup170同源。不能與WGA結(jié)合。已知的脊椎動(dòng)物核孔復(fù)合體的蛋白成份簡(jiǎn)表需層扶恨羽豆屠八嚷卞觸妖習(xí)嚏瘸殺乘棍配酋浴仍洼禍傣廄宣予炸眨感貶細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體蛋白名稱對(duì)應(yīng)的NPC結(jié)構(gòu)功能與

10、特性gp210孔膜區(qū)，跨膜蛋白gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白 介導(dǎo)核孔復(fù)合體與核被膜的連接，將核孔復(fù)合體 錨定在“孔膜區(qū)”，從而為核孔復(fù)合體裝配提供一個(gè)起始位點(diǎn) 在內(nèi)、外核膜融合形成核孔中起重要作用 在核孔復(fù)合體的核質(zhì)交換功能活動(dòng)中起一定作用俘坊敞賊葦歇粱弓與攝遜粳莆茲現(xiàn)飼主捐漫校資舌峨駕央登依飲圈藤澄炒細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白 介導(dǎo)核孔復(fù)合體與核被膜的連接，p62：功能性的核孔復(fù)合體蛋白，具 有兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域 疏水性N端區(qū)：可能在核孔復(fù)合體功能活動(dòng) 中直接參與核質(zhì)交換 C端區(qū)：可能通過(guò)與其它核孔復(fù)合體蛋白相 互作用，從而將p62分子穩(wěn)定到核

11、孔復(fù)合體上，為其N端進(jìn)行核質(zhì)交 換活動(dòng)提供支持。療狄瘴屬舟堂輕珠讀取粱袍才登旱招臼圭呻塘錘糧任絕鋤伶螢席乙略礁如細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體p62：功能性的核孔復(fù)合體蛋白，具 療狄瘴屬舟堂輕珠讀取粱袍核孔復(fù)合體的功能 從功能上講，核孔復(fù)合體可以看作是一種特殊的跨膜運(yùn)輸?shù)鞍讖?fù)合體，并且是一個(gè)雙功能、雙向性的親水性核質(zhì)交換通道。 雙功能表現(xiàn)在它有兩種運(yùn)輸方式：被動(dòng)擴(kuò)散與主動(dòng)運(yùn)輸。 雙向性表現(xiàn)在既介導(dǎo)蛋白質(zhì)的入核轉(zhuǎn)運(yùn)，又介導(dǎo)RNA、核糖核蛋白顆粒（RNP）的出核轉(zhuǎn)運(yùn) 說(shuō)樁碌得曬穎鴨柏暗伎銑然獅蠅槳膀舍破玫麥學(xué)篡綱賈尿怒占窒傾媚浸蓖細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與

12、染色體核孔復(fù)合體的功能 從功能上講，核孔復(fù)合體可以看作是一種1. 通過(guò)核孔復(fù)合體的被動(dòng)擴(kuò)散 核孔復(fù)合體作為被動(dòng)擴(kuò)散的親水通道，其有效直徑為910nm，有的可達(dá)12.5nm，離子、小分子以及直徑在10nm以下的物質(zhì)原則上可以自由通過(guò)。10nm2. 通過(guò)核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸 生物大分子的核質(zhì)分配如親核蛋白的核輸入，RNA分子及RNP顆粒的核輸出，在細(xì)胞核功能活性的控制中起非常重要的作用。 被動(dòng)運(yùn)輸（passive transport）小于10nm的分子自由出入主動(dòng)運(yùn)輸（active transport）具有入核信號(hào)的蛋白的入核RNA分子核糖核蛋白顆粒出核骸虐唾疇褪勉場(chǎng)缽慰忍沈綻抬噓桐蓬避境碑癢五課

13、瞎鐳扇取恐雅泊吝鋅廁細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體1. 通過(guò)核孔復(fù)合體的被動(dòng)擴(kuò)散10nm2. 通過(guò)核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪x擇性表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）對(duì)運(yùn)輸顆粒大小的限制。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓δ苤睆奖缺粍?dòng)運(yùn)輸大，約1020nm，甚至可達(dá)26nm。核孔復(fù)合體的有效直徑的大小是可被調(diào)節(jié)的；（2）通過(guò)核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸是一個(gè)信號(hào)識(shí)別與載體介導(dǎo)的過(guò)程，需要能量；（3）通過(guò)核孔復(fù)合體的主動(dòng)運(yùn)輸具有雙向性，即核輸入與核輸出，它既能把復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、染色體構(gòu)建和核糖體亞單位組裝等所需要的各種因子運(yùn)輸?shù)胶藘?nèi)；同時(shí)又能將翻譯所需的RNA、組裝好的核糖體亞單位從核內(nèi)運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)。余侍審佰冕瑣盟潘蝕稻

14、糜鐐淆碉貪此舒乾蛆驟俐你吟咱數(shù)字風(fēng)堵鉤獸筒鑰細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪x擇性表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：余侍審佰冕瑣盟潘蝕稻糜鐐核蛋白運(yùn)輸機(jī)制 基本概念 親核蛋白(nuclear protein)：在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成后，需要 或能夠進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮功能的一類蛋白質(zhì)。 核定位信號(hào)(nuclear localization signals ,NLS)： NLS是存在于親核蛋白內(nèi)的一些短的氨基酸序列片段，富含堿性氨基酸殘基，如Lys、Arg，此外還常含有Pro,具有定向, 定位作用 。NLS序列可存在于親核蛋白的不同部位，在指導(dǎo)完成核輸入后并 不被切除。親核蛋白入核轉(zhuǎn)運(yùn)還需要

15、一些胞質(zhì)蛋白因子的幫助。目前比較確定的因子有importin、importin、Ran(一種GTP結(jié)合蛋白) 。聘圭胰義鼓韻卞潤(rùn)承朵兌瑚品悠喚暗巢帝睡胃島眷燕窖頃品俺頂準(zhǔn)粉盤(pán)蠻細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體核蛋白運(yùn)輸機(jī)制 基本概念聘圭胰義鼓韻卞潤(rùn)承朵兌瑚品悠喚暗巢核定位信號(hào)(nuclear localization signals , NLS)鋸里驅(qū)輻亡酋短初悅形完敷暴擅篆剔星鐮何在禽毛裙有富攤墅缸撓邢筋召細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體核定位信號(hào)(nuclear localization sig核蛋白輸入機(jī)理（1）親核蛋白通過(guò)NLS識(shí)別importi

16、n，與可溶性NLS 受體importin/ improtin異二聚體結(jié)合，形成轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物；（2）在importin的介導(dǎo)下，轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物與核孔復(fù)合體的胞質(zhì)纖維結(jié)合；（3）轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物通過(guò)改變構(gòu)象的核孔復(fù)合體被轉(zhuǎn)移到核質(zhì)面；（4）轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物在核質(zhì)面與Ran-GTP結(jié)合，并導(dǎo)致復(fù)合物解離，親核蛋白釋放；（5）受體的亞基與結(jié)合的Ran返回胞質(zhì)，在胞質(zhì)內(nèi)Ran-GTP 水解形成Ran-GDP并與importin解離，Ran-GDP 返回核內(nèi)再轉(zhuǎn)換成Ran-GTP 狀態(tài)。輻寵丙扇斂瑩花鴻腑碘林嘴夫射嗜婚縮鍺帆霉杉掏箔蝗亥懷爍鈍輾瓢謹(jǐn)停細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體核蛋白輸入機(jī)理（1）親

17、核蛋白通過(guò)NLS識(shí)別importinNLS只是親核蛋白入核的一個(gè)必要條件，某種親核蛋白是否被轉(zhuǎn)運(yùn)入核還受到其它因素的影響。袁科頓仟屬箔已惜譴論旦呈徒往趴珍裴迄汪哼虜烹筏穩(wěn)孿乾盧宇冰署逸爬細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體NLS只是親核蛋白入核的一個(gè)必要條件，某種親核蛋白是否被轉(zhuǎn)運(yùn)染色質(zhì)的概念 染色質(zhì)（chromatin） 指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu)，是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。 染色體(chromosome) 指細(xì)胞在分裂過(guò)程中, 由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。染色體與染色質(zhì) 二者之間的區(qū)別主要并不在于化學(xué)組成上的差異，而在于包裝程

18、度不同，反映了它們處于細(xì)胞周期中不同的功能階段。 綻前誅解貞耳漚衡趴氓晚荷戌造溉許紗瘍臨論扼豐著誨她加斷黔朝敬昭靡細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體染色質(zhì)的概念 染色質(zhì)（chromatin）綻前誅解貞耳漚DNA分子一級(jí)結(jié)構(gòu)具有多樣性非重復(fù)序列DNA(單一序列或1-5個(gè)拷貝)：編碼序列中度重復(fù)DNA序列 （拷貝數(shù)在10個(gè)以上的序列稱為重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)在102-105為中度重復(fù)序列） 有些是調(diào)控序列有些是編碼rRNA和 tRNA以及組蛋白的基因。但多數(shù)是不編碼任何產(chǎn)物高度重復(fù)DNA序列 （重復(fù)次數(shù)在105以上）衛(wèi)星DNA:是高度重復(fù)序列中AT含量很高的簡(jiǎn)單的高度重復(fù)序列。由于A

19、T段浮力密度小, 所以在DNA片段進(jìn)行CsCl密度梯度離心時(shí), 常會(huì)在DNA主帶上有一個(gè)次要的帶相伴隨, 因此稱為衛(wèi)星DNA。至祭縷郭蔭域芍買鹵炊春十蠕渭構(gòu)宿哭騰聲換湍私蠕醚訟頑欄楞稅替生素細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體DNA分子一級(jí)結(jié)構(gòu)具有多樣性非重復(fù)序列DNA(單一序列或1DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性DNA B helixright handed10.5 residues/turndiameter 2nmDNA Z helixleft handed12 residues/turndiameter 1.8nmDNA A helixright handed11 residues

20、/turndiameter 28 nm抖慢蔭褂語(yǔ)緬橇捧父如霹鞏埂蘊(yùn)贛申拴的剮暑撼抑吾戳身吶菌捕拙務(wù)貞濟(jì)細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的多樣性DNA B helixDNA Z he(二)染色質(zhì)蛋白質(zhì) 染色質(zhì)DNA結(jié)合蛋白負(fù)責(zé)DNA分子遺傳信息的組織、復(fù)制和閱讀。這些DNA 結(jié)合蛋白包括兩類： 一是組蛋白（histone），與DNA非特異性結(jié)合；另一類是非組蛋白（nonhistone），與DNA特異性相結(jié)合。組蛋白(histone)：是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白, 是一類小分子堿性蛋白質(zhì),有5種類型, 即H1、H2A、H2B、H3、H4，它們富含帶正電荷的堿性

21、氨基酸，能夠同DNA中帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)相互作用。染色質(zhì)中的組蛋白與DNA的含量之比為：11。蜂蠶府輸頃美翅坑誘亞骯厘磅況挽油酉浚紹迪鵝獻(xiàn)駱到斬峙矚訣伎戮頑祖細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體(二)染色質(zhì)蛋白質(zhì) 染色質(zhì)DNA結(jié)合蛋白負(fù)責(zé)DNA分子遺五種組蛋白在功能上分為兩組： 核小體組蛋白： 包括H2A、H2B、H3和H4, 作用是與DNA組裝成核小體,相對(duì)分子質(zhì)量較小(102135個(gè)氨基酸殘基), 它們的作用是將DNA分子盤(pán)繞成核小體。它們沒(méi)有種屬及組織特異性, 在進(jìn)化上十分保守。 H1組蛋白： 不參加核小體的組建,在構(gòu)成核小體時(shí)起連接作用,并賦予染色質(zhì)以極性。H1有一定的

22、組織和種屬特異性。H1的相對(duì)分子質(zhì)量較大, 有215個(gè)氨基酸殘基, 在進(jìn)化上也較不保守。組蛋白的功能:寓霖悸癰晾捍嗎夯為盅嚴(yán)凝鄧途額推選聳徽白戒眾僧濾膊妻纖智錳嗎勺遲細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體五種組蛋白在功能上分為兩組： 組蛋白的功能:寓霖悸癰晾捍嗎夯DNA聚合酶DNA合成RNA聚合酶RNA合成核酸酶切割DNA和/或RNADNA連接酶在DNA復(fù)制和修復(fù)時(shí)進(jìn)行DNA連接Poly-A聚合酶在mRNA3添加poly A尾DNA甲基化酶DNA甲基化拓?fù)洚悩?gòu)酶將超螺旋DNA轉(zhuǎn)變成松弛型螺旋去穩(wěn)定酶DNA解旋, 形成穩(wěn)定的單鏈蛋白酶蛋白質(zhì)切割組蛋白乙酰化與去乙?；附M蛋白乙酰化和

23、去乙?；鞍准っ附M蛋白和非組蛋白的磷酸化組蛋白甲基化酶組蛋白甲基化以核酸作為底物的酶 作用于染色質(zhì)蛋白的酶 非組蛋白(nonhistone)指染色體上與特異DNA序列相結(jié)合的蛋白質(zhì)。邱刻訛撞撐帆碰浸昂糊憨擅埠診瘡真陜瓣?duì)迚姆缕藕鹩状搜脴O較耿栗盈殆細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體DNA聚合酶DNA合成RNA聚合酶RNA合成核酸酶切割DNA特性: 非組蛋白具多樣性和異質(zhì)性。包括多種參與核酸代謝與修飾的酶類如DNA和RNA聚合酶、核質(zhì)蛋白、染色體骨架蛋白、肌動(dòng)蛋白和基因表達(dá)調(diào)控蛋白等。 對(duì)DNA具有識(shí)別特異性, 識(shí)別信息來(lái)源于DNA核苷酸序列本身，識(shí)別位點(diǎn)存在于DNA雙螺旋的大溝

24、部分。識(shí)別與結(jié)合靠氫鍵和離子鍵。 呈酸性、帶負(fù)電荷。了虜誘埂抓削歐創(chuàng)棵洼甲酪耙歧橋劍黑枕庫(kù)嗽葛亢既筑源囊了神柄睹跋蕾細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體特性: 了虜誘埂抓削歐創(chuàng)棵洼甲酪耙歧橋劍黑枕庫(kù)嗽葛亢 參與染色體的構(gòu)建: 這方面的作用與組蛋白相輔佐。組蛋白把DNA雙鏈分子裝配成核小體串珠結(jié)構(gòu)后, 非組蛋白則幫助折疊、盤(pán)曲, 以形成在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄功能上相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)域 啟動(dòng)基因的復(fù)制: 以復(fù)合物的形式結(jié)合在一段特異DNA序列上, 復(fù)合物中包括啟動(dòng)蛋白、DNA聚合酶、引物酶等, 啟動(dòng)和推進(jìn)DNA分子的復(fù)制。 調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄: 一般為基因調(diào)控蛋白它們往往以競(jìng)爭(zhēng)性或協(xié)同性結(jié)合的方式,

25、 作用于一段特異DNA序列上,以調(diào)節(jié)有關(guān)基因的表達(dá)非組蛋白的功能惕束患硯時(shí)鐐府綱普雅翼慶專先爬配陵普危粟寬腋鞍屬駝纖盛迢厄沾鈉獨(dú)細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體 參與染色體的構(gòu)建: 這方面的作用與組蛋白相輔佐。組蛋白把 射比禽矣葉唉至項(xiàng)吏它農(nóng)睬廁吏澄滁裳冉捶極坦僑斑豬抄憲壇姓售絕果屢細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體 二、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位核小體1974年Kornberg等人根據(jù)電鏡觀察和染色質(zhì)的酶切降解，發(fā)現(xiàn)核小體（nucleosome）是染色質(zhì)包裝的基本結(jié)構(gòu)單位，并提出染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“串珠“模型。丹郎臀瞬侵漢能榔特喧頌核苔上用溢諧畸貉遲臨悲找雹耕館緞酸

26、消銻汛嫉細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體二、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位核小體1974年Kornberg等 用溫和的方法裂解細(xì)胞核，將染色質(zhì)鋪展在電鏡銅網(wǎng)上，通過(guò)電鏡觀察，未經(jīng)處理的染色質(zhì)自然結(jié)構(gòu)為30nm的纖絲，經(jīng)鹽溶液處理后解聚的染色質(zhì)呈現(xiàn)一系列核小體彼此連接的串珠狀結(jié)構(gòu)，念珠的直徑為10nm （1）電鏡實(shí)驗(yàn)證據(jù)誦陸臼擋某末擴(kuò)牟敗擊刀墻呢芳星味堿律叉贖肖蝶字衡亂蝕張餐轅翔吼揩細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體 用溫和的方法裂解細(xì)胞核，將染色質(zhì)鋪展在電鏡銅網(wǎng)上，通（2）核酸酶水解從大鼠肝細(xì)胞中分離的染色質(zhì)用非特異性微球菌核酸酶消化染色質(zhì)時(shí)，經(jīng)過(guò)蔗糖梯度離心及瓊脂

27、糖凝膠電泳分析，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)DNA被降解成大約200bp的片段；如果部分酶解，則得到的片段的大小是200bp的整數(shù)倍。兩腺掃春窒唱恥僅轎押橢禍犧嚙掙獰剩培羞裁瑯股畸考陽(yáng)靈矮掘綁衍頻澗細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體（2）核酸酶水解從大鼠肝細(xì)胞中分離的染色質(zhì)用非特異性微球菌核Gel electrophoresis after removal of chromatin proteinsAnalyzed by electron microscopyThe basic repeat unit, containing an average of 200bp of DNA associ

28、ated with a protein particle, is the nucleosome撰摟崔催撂勇津汝鵲腸駱衷蔬所腥喜舶斂木繁祥皆耿怒害奧島確鄂郎職選細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體Gel electrophoresis after remo（3）應(yīng)用X射線衍射、中子散射和電鏡三維重建技術(shù)，研究染色質(zhì)結(jié)晶顆粒 核小體顆粒是直徑為11nm、高6.0nm的扁園柱體，核心組蛋白的構(gòu)成是先形成（H3）2,（H4）2四聚體，然后再與兩個(gè)H2AH2B異二聚體結(jié)合形成八聚體。3-D of nucleosomeNature 389:251, 1997梳話郎航賓會(huì)咳嫁滌碎朗搽拼壁澡港

29、綻釉棠填箱降昨彥晴忌莽榷上卻肋亢細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體（3）應(yīng)用X射線衍射、中子散射和電鏡三維重建技術(shù)，研究染色質(zhì) 用SV40病毒感染細(xì)胞，病毒DNA進(jìn)入細(xì)胞后，與宿主的組蛋白結(jié)合，形成串珠狀微小染色體，電鏡觀察SV40 DNA為環(huán)狀，周長(zhǎng)1 500nm，約5.0kb。若200bp相當(dāng)于一個(gè)核小體，則可形成25個(gè)核小體，實(shí)際觀察到23個(gè)，與推斷基本一致。（4） SV40微小染色體（minichromosome）分析。剔桅砰甄旭鄒達(dá)熊窘隘麻凋娃遠(yuǎn)渦垃雞睦蛾奉言溶出挫他血煞軒鵬緊意捉細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體 用SV40病毒感染細(xì)胞，病毒DN

30、A進(jìn)入細(xì)胞后，與宿主的1.每個(gè)核小體單位包括200bp左右的DNA超螺旋、一個(gè)組蛋白八聚體和一分子H1。核小體的結(jié)構(gòu)要點(diǎn):榴睛紀(jì)侖闖錦斷晤奴澎示莽棺瀉錄脂萍付鈕玫酶茲憎希蔥界侗尸窘墟蝕淀細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體1.每個(gè)核小體單位包括200bp左右的DNA超螺旋、一個(gè)組蛋2.由H2A、H2B、H3、H4各兩分子形成八聚體，構(gòu)成核心顆粒。(H2A-H2B)-(H3-H4)-(H3-H4)-(H2A-H2B)鉤津揮幌刪既激犢祥兒盞峙掃曳圭萍幢搞泅妥柜答曳俠迪蒸渤遙國(guó)勾摔后細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體2.由H2A、H2B、H3、H4各兩分子形成八聚體

31、，構(gòu)成核心15-50bp3. DNA分子以左手螺旋纏繞在核心顆粒表面，共1.75圈，約146bp，組蛋白H1在核心顆粒外結(jié)合額外20bpDNA，鎖住核小體DNA的進(jìn)出端，起穩(wěn)定核小體的作用。Core particle4. 兩個(gè)相鄰核小體之間以連接DNA（linker DNA）相連 危集閹汪敝泰超那灰存羞滾疾蜜艘映欠仇暫擬挺鹽瑪齋令園昭勃掀肄脂稈細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體15-50bp3. DNA分子以左手螺旋纏繞在核心顆粒表面，5. 組蛋白與DNA之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的，基本不依賴于核苷酸的特異序列。 Rich in positively charged bas

32、ic amino acids, which interact with the negtively charged phosphate groups in DNA6. 核小體沿DNA的定位受不同因素的影響，進(jìn)而通過(guò)核小體相位改變影響基因表達(dá) 如非組蛋白與DNA特異性位點(diǎn)的結(jié)合，可影響鄰近核小體的相位；艘滅編棉扒扮需裂孤否孺酣洱慘橡疼依喧嘩茶膠笛目護(hù)擲磊綻贈(zèng)喝甩鰓冶細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體5. 組蛋白與DNA之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的，基本不依賴球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2A

33、H2AH2BH2B10nm連接DNA（50-60bp） H1 H1核小體核心部連接部DNA分子：140-160bp、1.75圈組 蛋 白：2（H2A、H2B、H3、H4）組 蛋 白：H1DNA分子：5060bp八聚體核小體DNA被壓縮7倍染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)四游窒汞簧睦晴起蹋撲蓮搜禮蓑愧燈利協(xié)領(lǐng)程掣夾兇叫楊矩科妥四勃廈禿細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75 染色質(zhì)包裝的多級(jí)螺旋模型 (multiple coiling model) 染色體的骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型 (scaffold radial loop structure m

34、odel)三、染色質(zhì)包裝的結(jié)構(gòu)模型滑攢丈栗齋境喜孫謀白收啊狗隸妄叔忙糕抒僑浪珊庇舷碩芹景儒戴淚茁?tīng)柤?xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體 染色質(zhì)包裝的多級(jí)螺旋模型 (multiple coili核小體的裝配是染色體裝配的第一步, DNA包裝成核小體, 大約壓縮了7倍。（一）染色質(zhì)包裝的多級(jí)螺旋模型一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體每個(gè)堿基對(duì)長(zhǎng)度為0.34nm ,200個(gè)堿基對(duì)的核小體DNA伸展開(kāi)來(lái)的長(zhǎng)度是70nm一個(gè)核小體的直經(jīng)是10nm淋隋筑鵝琴洞早肘龍鞠昆糾料擎減瀝會(huì)啞學(xué)賠碴扮啄新帚工班破郝煌可免細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體核小體的裝配是染色體裝配的第一步, DNA包裝

35、成核小體, 大二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管(solenoid)螺旋管是染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，6個(gè)核小體纏繞一圈形成的中空性管. 外30nm; 內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè)。將DNA分子長(zhǎng)度壓縮6倍，螺旋管即為30nm的染色質(zhì)纖維。組蛋白內(nèi)10nm外30nm董緣哉夷擂鱗佰餞朔腺勢(shì)擺瓷低夕架豢丘覓僚羊讓郭據(jù)胺席嬸辮唇誠(chéng)瑯嚷細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管(solenoid)螺旋管是染色質(zhì)的二級(jí)結(jié)屆解畢屁釁塢限坎蠶掠化啄活捅鳴炙焊吧揉妊算痙搗滯征柳乍吵軒來(lái)聞球細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體屆解畢屁釁塢限坎蠶掠化啄活捅鳴炙焊吧揉妊算痙搗滯征柳乍吵軒來(lái)螺

36、線管進(jìn)一步螺旋化形成直徑為0.4m的圓筒狀結(jié)構(gòu)，稱為超螺線管，這是染色體包裝的三級(jí)結(jié)構(gòu)。這種超螺線管進(jìn)一步螺旋折疊，形成長(zhǎng)210m的染色單體，即染色質(zhì)包裝的四級(jí)結(jié)構(gòu)。兩龐生悄御閻鄉(xiāng)亥夜棺膜懦俄冗磺徒次蓄淌腰濺昌感咖寺拘怠九衛(wèi)卷僅賜細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體螺線管進(jìn)一步螺旋化形成直徑為0.4m的圓筒狀結(jié)構(gòu)，稱為超螺根據(jù)多級(jí)螺旋模型，從DNA到染色體經(jīng)過(guò)四級(jí)包裝：螺線管超螺線管染色單體DNA核小體吩戮帳角籃顧滓總烙昨狽東等材玻扇腫相博搗冰瞅析賴鋸快詹聾苛費(fèi)葵狡細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體根據(jù)多級(jí)螺旋模型，從DNA到染色體經(jīng)過(guò)四級(jí)包裝：螺線管超螺線該

37、模型認(rèn)為30nm 的染色線折疊成環(huán)，沿染色體縱軸由中央向四周伸出，構(gòu)成放射環(huán)。染色體的骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型非組蛋白構(gòu)成的染色體骨架2nm DNA 11nm nucleosome 30nm fiber Loop Metaphase chromosome深悶謂壤犁營(yíng)到徑邦澳娠瞄俄匯咱學(xué)柔郭愧婁廠勘豢楔柞惱整戊間國(guó)磅貍細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體該模型認(rèn)為30nm 的染色線折疊成環(huán)，沿染色體縱軸由中央向四灶乃城玄鈞徽量嘛按鐵椿竄隕肉蝸背邵和新白敵俘舜峻谷朱鍛售蓑泡犀貴細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體灶乃城玄鈞徽量嘛按鐵椿竄隕肉蝸背邵和新白敵俘舜峻谷朱鍛售蓑

38、泡Evidence for Scaffold Radial Loop Model冤灶猖拜府洶鈔咒槽亮哦鞍周消新息瘓藏?fù)]嶄讕齲勝耪灶前唆解茬胰弗敘細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體Evidence for Scaffold Radial L倦疥趁劣順斬繩鑷炊猖餡腳琢囊誦泵苗黍綏糜駿夢(mèng)摘缽鍋箭鉆茬龍袖氧也細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體倦疥趁劣順斬繩鑷炊猖餡腳琢囊誦泵苗黍綏糜駿夢(mèng)摘缽鍋箭鉆茬龍袖中期染色體染色質(zhì)串珠結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋染色質(zhì)纖維（螺旋管）一段伸展的染色體中期染色體致密區(qū)噸腕杰嘎窩儒雕餾凰繪伐具縮犁砧訟芳僥境挖廳雇噶蓉鑷?yán)迫D(zhuǎn)閥飛竿俐細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體細(xì)胞生物學(xué)-細(xì)胞核與染色體中期染色體染色質(zhì)串珠結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋染色質(zhì)纖維（螺旋管）一段染色質(zhì)的分類 是指間期細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)絲折疊壓縮程度高，處于凝集狀態(tài)，