醫(yī)學細胞生物學細胞核(2012.12.10)課件

第八章細胞核細胞核中形成核糖體的結構光鏡下為細胞核中均質無包膜的球形小體.一個或多個.位于核中央或邊緣.核仁核仁化學成分蛋白質：占80%，包括：核糖體蛋白、組蛋白、非組蛋白及DNA聚合酶、RNA聚合酶RNA:

占10%，以核蛋白的形式存在

DNA:

占8%，存在于核仁相隨染色質中一、核仁的化學組成成分二、核仁的超微結構纖維成分顆粒成分核仁基質核仁相隨染色質纖維成分：電鏡下觀察位于核仁區(qū)域的高電子密度區(qū)，呈環(huán)型或半月型分布，染色深。是由緊密排列的細纖維絲組成，它們是正在轉錄的rRNA分子、核糖體蛋白和一些特異性的RNA結合蛋白顆粒成分：位于核仁的周邊部分的致密顆粒，電子密度較高，是轉錄生成的rRNA分子的加工成熟部位，為處于不同階段的核糖體亞基的前體。核仁基質：低電子密度、無定形的蛋白質液體物質，為其他三種結構的存在環(huán)境。核仁組織區(qū)人類的rRNA基因位于5對染色體（13、14、15、21、22號）的次縊痕處，它們是形成核仁的重要物質故稱為“核仁組織者”。所以這5對染色體被稱為“核仁組織者染色體”。核仁組織區(qū)(NOR):是存在于細胞內特定5對染色體的次縊痕處，含有主要rRNA基因的染色體區(qū)段。這一區(qū)段伸出的DNA袢環(huán)深入核仁內，共同構成的區(qū)域，是形成核仁的關鍵部分，稱為核仁組織區(qū)。核仁周期：核仁隨細胞周期的進行而呈現(xiàn)周期性變化。核仁周期間期細胞有1~2個或多個核仁。分裂期染色質高度螺旋化rDNA袢環(huán)逐漸縮回到染色體，rRNA合成停止，核仁縮小繼而消失。細胞分裂期后末期核仁組織者染色體解旋，rDNA伸展成袢樣，合成rRNA，經積累和包裝，rDNA袢環(huán)周圍又組建成新的核仁。核仁（有）核仁（消失）核仁（再現(xiàn)）rDNArRNA基質單位轉錄單位3nm間隔片段轉錄的起點轉錄的終點RNA聚合酶蛋白質顆粒轉錄時，RNA聚合酶沿DNA分子排列，此酶由基因頭端向末端移動，轉錄好的rRNA分子從聚合酶處伸出，愈近末端愈長，從左右兩側均可伸出，呈羽毛狀羽毛狀物質是新合成的45SrRNA，它首先與蛋白質形成核蛋白復合體。然后，45SrRNA經RNA酶裂解作用形成18s、28s、5.8srRNA。18srRNA與蛋白質構成了核糖體的小亞基28s、5.8srRNA與在核仁外常染色體合成的5SrRNA，及蛋白質共同構成了核糖體的大亞基。T—AA—TG—CC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TTATAATCGGCTATAAA

C

G

CTTGCG二、DNA復制DNA復制:DNA分子合成一個與自己相同的DNA分子的過程。特點：1.半保留復制1解旋2條單鏈2CGGCATATAA

C

G

CTTGCG分別以2條單鏈為模板按堿基配對原則形成與親代DNA分子相同的兩條子鏈。每條子鏈中一條多核苷酸鏈是親代DNA分子即模板鏈，另一條是互補合成的。A—TG—CAAA-TA-TA—TC—GC—GG—CG—CA—TTTA—TG—CC—GA-TA-TA—TC—GG—CG—CA-TA—TG—CT—AC—GT—AA-TA-TA—TC—GG—CG-C2.雙向復制和不連續(xù)性5353復制起始點復制叉53535353復制起始點復制叉先導鏈后導鏈（延遲鏈）RNA引物崗崎片段在結構基因中，編碼序列被稱為外顯子，可表達。非編碼序列稱為內含子，又稱插入序列。

在每個外顯子和內含子的接頭區(qū)都是一段高度保守的共有序列，內含子的5`端是GT，3端是AG，這種接頭方式稱為GT-AG法則，普遍存在于真核生物中，是RNA剪接的識別信號，轉錄后的前體RNA中的內含子剪接位點。側翼序列

每個結構基因的第一個和最后一個外顯子的外側，都有一段不被轉錄的非編碼區(qū)，稱為側翼序列。它是基因的調控序列，對基因的有效表達起調控作用，包括：啟動子、增強子、終止子等。

啟動子（Promoter）是一段特定的核苷酸序列，位于基因轉錄起始點上游的100bp范圍內，是RNA聚合酶的結合部位，但是RNA聚合酶單獨存在時與啟動子的親和力極低，必須先與轉錄因子結合。增強子

增強子（Enhancer）包括啟動子上游或下游的一段DNA序列，可以提高轉錄效率。大多具有組織特異性。

例如：Beta珠蛋白Gene增強子是由串聯(lián)重復的兩個72bp長的相同序列組成，位于轉錄起點上游-1400bp或下游3300bp處，均可增強轉錄效率（活性）200倍。終止子回文序列為反向重復序列，是轉錄終止信號，是RNA聚合酶停止工作的信號，反向重復序列轉錄后，可以形成發(fā)夾式結構，并且形成一串U。發(fā)夾式結構阻礙了RNA聚合酶的移動。一串U的U與DNA模板中的A的結合不穩(wěn)定，從模板上脫落下來，終止轉錄。

剪接：

在酶的作用下，按GT-AG法則，將hnRNA的內含子切掉，把各個外顯子按照一定的順序準確地拼接起來形成可以編碼的mRNA的過程。戴帽：轉錄產物的第一個核苷酸（三磷酸鳥苷）被磷酸酶水解生成5‘一磷酸鳥苷，再結合三磷酸鳥苷并在甲基化酶的作用下發(fā)生甲基化，形成帽子結構.加尾：先由核酸外切酶切去3‘端過剩的核苷酸，再在腺苷酸聚合酶的作用下加100～200個腺苷酸，形成多聚腺苷酸（polyA）的過程。大腸桿菌乳糖操縱子模型LacZ（半乳糖苷酶）3510bpLacY（半乳糖苷通透酶）780bpLacA（半乳糖乙酰酶）825bp啟動序列（P）TGTTGACATTTATTTGTTATAATG

CAT

6~9bp4~7bp

操縱序列（O）調節(jié)基因（R）1040bp轉錄翻譯阻遏物阻遏物+++轉錄翻譯RNA聚合酶半乳糖苷酶通透酶乙酰化酶乳糖半乳糖打開狀態(tài)LacZ（半乳糖苷酶）3510bpLacY（半乳糖苷通透酶）780bpLacA（半乳糖乙酰酶）825bp啟動子（P）TGTTGACATTTATTTGTTATAATGCAT

6~9bp4~7bp

操縱基因（O）調節(jié)基因（R）1040bpRNA聚合酶阿拉伯糖操縱子模型轉錄翻譯C蛋白+++RNA聚合酶阿拉伯糖RNA聚合酶BAD

啟動子（P）