細(xì)胞核與染色質(zhì)

第十一章細(xì)胞核與染色質(zhì)●核被膜●染色質(zhì)●染色質(zhì)的復(fù)制與表達(dá)●染色體●核仁與核體●核基質(zhì)目前一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)1781年Trontana發(fā)現(xiàn)于魚類細(xì)胞；1831年，Brown發(fā)現(xiàn)于植物。大小：低等植物細(xì)胞核直徑1~4μm，高等植物的５~20μm；高等動(dòng)物的５~

10μm。細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)在體積之間存在一個(gè)大致的比例，常以核質(zhì)比來估算核的大小。細(xì)胞核約占細(xì)胞總體積的10℅。細(xì)胞核目前二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)形狀：圓形，胚乳細(xì)胞（網(wǎng)狀），蝶類絲腺細(xì)胞（分支狀）等。位置：細(xì)胞中央，成熟植物細(xì)胞的邊緣。數(shù)目：通常一個(gè)，成熟的篩管和紅細(xì)胞（0）、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞（1-2）、骨骼肌細(xì)胞（數(shù)百）。細(xì)胞核目前三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)結(jié)構(gòu)：①核被膜、②核仁、③核基質(zhì)、④染色質(zhì)、⑤核纖層。目前四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核被膜（nuclearenvelope）：位于細(xì)胞核的最外層，是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的界膜。核被膜功能構(gòu)成核、質(zhì)之間的天然選擇性屏障DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄與加工在核內(nèi)進(jìn)行，蛋白質(zhì)翻譯局限在細(xì)胞質(zhì)中，從而避免生命活動(dòng)的彼此干擾，使生命活動(dòng)更加井然有序。保護(hù)DNA不受細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械力的損傷調(diào)控核質(zhì)之間的物質(zhì)交換與信息交流第一節(jié)核被膜目前五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)一、核膜外核膜：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)構(gòu)成，附有核糖體。內(nèi)核膜：有特有的蛋白成份，如：核纖層蛋白。核周隙：寬20~40nm，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通。核纖層：內(nèi)核膜內(nèi)表面的纖維網(wǎng)絡(luò)，支持核膜，并與染色質(zhì)、核骨架相連。核孔

（一）核膜結(jié)構(gòu)目前六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核孔復(fù)合體內(nèi)核膜核糖體細(xì)胞質(zhì)異染色質(zhì)外核膜核周隙核纖層膜整合蛋白目前七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)在真核細(xì)胞中，核膜伴隨著細(xì)胞周期的進(jìn)行有規(guī)律地解體與重建。解體：分裂期，雙層核膜崩解成單層膜泡，核孔復(fù)合體解體，核纖層去組裝。重建：分裂末期，核被膜開始圍繞染色體重新形成。（二）核膜的崩解與組裝目前八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)二、核孔復(fù)合體（NPC）●結(jié)構(gòu)模型●核孔復(fù)合體的組成成分●核孔復(fù)合體的功能目前九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核孔復(fù)合體（nuclearporecomplex，NPC），至少由50種不同的蛋白質(zhì)構(gòu)成，電鏡下觀察呈圓形或八角形，一般認(rèn)為其結(jié)構(gòu)如捕魚籠（fish-trap）。一般哺乳動(dòng)物細(xì)胞約3000個(gè)核孔。細(xì)胞核活動(dòng)旺盛的細(xì)胞中核孔數(shù)目較多，反之較少。目前十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（一）結(jié)構(gòu)模型目前十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)胞質(zhì)環(huán)（cytoplasmicring）位于胞質(zhì)面一側(cè)，由8個(gè)對(duì)稱亞單位組成，每亞單位具有一短纖維伸向胞質(zhì)一面。

核質(zhì)環(huán)（nuclearring）位于核質(zhì)面一側(cè)，由8個(gè)對(duì)稱亞單位組成。每亞單位具有一長(zhǎng)纖維，并收攏形成一個(gè)小環(huán)--核籃。

輻（spoke）從核孔邊緣向中心呈輻射狀八重對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。柱狀亞單位，位于核孔邊緣，將內(nèi)、外環(huán)連接起來。腔內(nèi)亞單位，在柱狀亞單位之外，接觸核膜的部分。環(huán)帶亞單位，位于柱狀亞單位之內(nèi)，由8個(gè)顆粒結(jié)構(gòu)圍繞核孔形成一個(gè)通道。

中央栓（centralplug）：transporter位于核孔中心，呈棒狀或顆粒狀，一般認(rèn)為，它對(duì)核質(zhì)交換中起作用。目前十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)胞質(zhì)環(huán)（cytoplasmicring），外環(huán)核質(zhì)環(huán)（nuclearring），內(nèi)環(huán)輻（spoke） 柱狀亞單位（columnsubunit） 腔內(nèi)亞單位（luminalsubunit） 環(huán)帶亞單位（annularsubunit）中央栓（centralplug）：transporter目前十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu)模型目前十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核孔復(fù)合體胞質(zhì)面目前十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核孔復(fù)合體核質(zhì)面目前十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（二）核孔復(fù)合體的組成成分

核孔復(fù)合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成，推測(cè)有30余種不同的多肽，共1000多個(gè)蛋白質(zhì)分子。代表性的兩個(gè)成分如：gp210：結(jié)構(gòu)性跨膜蛋白。p62：功能性蛋白，具有兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域。

從酵母到人核孔蛋白有很強(qiáng)的同源性，NPC的整個(gè)結(jié)構(gòu)在進(jìn)化上是高度保守的。目前十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)

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)”，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)中起作用目前十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)

p62：功能性的核孔復(fù)合體蛋白

疏水性N端區(qū)：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)：可能通過與其它核孔復(fù)合體蛋白相互作用，將p62分子穩(wěn)定到核孔復(fù)合體上，為N端進(jìn)行核質(zhì)交換活動(dòng)提供支持。目前二十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前二十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（三）核孔復(fù)合體的功能

核孔復(fù)合體是雙功能（被動(dòng)擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸）、雙向性（入核和出核）的親水性核質(zhì)交換通道。1、被動(dòng)擴(kuò)散2、主動(dòng)運(yùn)輸目前二十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)１、被動(dòng)擴(kuò)散

NPC是一圓形親水通道，功能直徑為9nm，有的可達(dá)12.5nm，長(zhǎng)約15nm。一般10nm以下的分子可以被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞阶杂沙鋈牒丝讖?fù)合體，有的則由于含有信號(hào)序列或者和其它的分子結(jié)合成大分子而不能自由出入核孔復(fù)合體。目前二十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)２、主動(dòng)運(yùn)輸NPC介導(dǎo)的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪x擇性和雙向性：①對(duì)運(yùn)輸顆粒大小的限制（10-20nm）；

②是信號(hào)識(shí)別和載體介導(dǎo)的過程，消耗ATP，表現(xiàn)飽和動(dòng)力學(xué)特征；

③雙向性：親核蛋白質(zhì)的入核；RNA分子和核糖核蛋白顆粒（RNP）的出核。目前二十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前二十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（1）親核蛋白的入核轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制親核蛋白（karyophilicprotein）：在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成之后，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)。親核蛋白分兩類：（1）入核后一直滯留在其中執(zhí)行功能（如組蛋白、核纖層蛋白等）；（2）穿梭于核質(zhì)之間行使功能（如importins）。核定位信號(hào)（nuclearlocalizationsignal，NLS）：

核質(zhì)蛋白的C端有一個(gè)信號(hào)序列，可引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核。對(duì)連接的蛋白質(zhì)無特殊要求，完成輸入后不被切除。（1982年R.Laskey發(fā)現(xiàn)）Ran蛋白：一類G蛋白，調(diào)節(jié)貨物復(fù)合體的解體或形成。目前二十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)親核蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)步驟：結(jié)合（binding）（不需能量）

轉(zhuǎn)移（translocation）（需能量）參與轉(zhuǎn)運(yùn)的因子：胞質(zhì)蛋白因子、GTP結(jié)合蛋白等

NLS只是親核蛋白入核的一個(gè)必要條件，某種親核蛋白能否被轉(zhuǎn)運(yùn)入核還受其他因素的影響。目前二十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核蛋白向細(xì)胞核的輸入過程：

①蛋白與NLS受體(imporinα/β)結(jié)合成復(fù)合物；②該復(fù)合物與NPC胞質(zhì)環(huán)上的纖維結(jié)合；③纖維向核彎曲，轉(zhuǎn)運(yùn)器構(gòu)象發(fā)生改變，形成親水通道，蛋白通過；④蛋白受體復(fù)合體與Ran-GTP結(jié)合，復(fù)合體解散，釋放出貨物；⑤與Ran-GTP結(jié)合的imporinβ，輸出細(xì)胞核，在細(xì)胞質(zhì)中Ran結(jié)合的GTP水解，Ran-GDP返回細(xì)胞核重新轉(zhuǎn)換為Ran-GTP；⑥imporinα在核內(nèi)exportin的幫助下運(yùn)回細(xì)胞質(zhì)。

蛋白質(zhì)的核輸入目前二十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（2）RNA及RNP的出核轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制核輸出需要條件：

（1）載體介導(dǎo)的主動(dòng)運(yùn)輸；（2）需分子伴侶參與；（3）存在核輸出信號(hào)（NES）核輸出信號(hào)（nuclearlocalizationsignal，NES）：RNA分子的出核轉(zhuǎn)運(yùn)需要蛋白分子的幫助，這些蛋白因子本身含有對(duì)出核轉(zhuǎn)運(yùn)起決定作用的氨基酸序列。目前二十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的RNA需加工、修飾成為成熟的RNA分子后才能被轉(zhuǎn)運(yùn)出核rRNA：由RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄，以RNP的形式離開細(xì)胞核；5srRNA、tRNA：由RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄，由蛋白質(zhì)介導(dǎo)輸出核；hnRNA：由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，在核內(nèi)進(jìn)行5’端加帽和3’端附加多聚A序列以及剪接等加工過程，然后形成成熟的mRNA出核，5’端的m7GpppG“帽子”結(jié)構(gòu)對(duì)mRNA的出核轉(zhuǎn)運(yùn)是必要的；mRNA的出核轉(zhuǎn)運(yùn)過程是有極性的，5’端在前，3’端在后。目前三十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)通過核孔復(fù)合體物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ苁疽鈭D目前三十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)三、核纖層核纖層（nuclearlamina）：緊貼內(nèi)層核膜下，是一層由纖維蛋白構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，與胞質(zhì)中間絲、核內(nèi)骨架有密切聯(lián)系。哺乳動(dòng)物體細(xì)胞的核纖層主要由3種核纖層蛋白構(gòu)成：laminA/C：表達(dá)具有組織與發(fā)育時(shí)期的特異性。laminB：哺乳動(dòng)物所有細(xì)胞中表達(dá)。目前三十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核孔復(fù)合體內(nèi)核膜核糖體細(xì)胞質(zhì)異染色質(zhì)外核膜核周隙核纖層膜整合蛋白目前三十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核纖層蛋白形成纖維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)目前三十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核纖層的功能（１）結(jié)構(gòu)支撐：構(gòu)成核骨架，使細(xì)胞核維持正常形狀和大小。（２）調(diào)節(jié)基因表達(dá)：果蠅細(xì)胞中沉默基因、異染色質(zhì)易分布于核纖層附近或與其結(jié)合。（３）調(diào)節(jié)DNA修復(fù)：laminA核纖層蛋白是雙鏈DNA斷裂修復(fù)必需的。核纖層蛋白功能異常的病人細(xì)胞中的基因組不穩(wěn)定，DNA修復(fù)反應(yīng)滯后，端粒變短。（4）與細(xì)胞周期的關(guān)系：分裂期，核纖層蛋白解聚成可溶的單體或與崩解后的核被摸相結(jié)合。新核新成時(shí)，核被膜與染色質(zhì)結(jié)合的同時(shí)，核纖層也最后重新形成。目前三十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)第二節(jié)染色質(zhì)1842年，Nali在植物細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了桿狀的染色體。1848年，Hofmeister從鴨跖草的小孢子母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)染色體。

1879年，W.Flemming提出了染色質(zhì)（chromatin），以描述染色后細(xì)胞核中對(duì)堿性染料強(qiáng)烈著色的細(xì)絲狀物質(zhì)

。1888年，Waldeyer正式定名為染色體（Chromosome）。

經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的研究，人們認(rèn)識(shí)到，染色質(zhì)和染色體是在細(xì)胞周期不同階段可以相互轉(zhuǎn)變的形態(tài)結(jié)構(gòu)。目前三十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)一、染色質(zhì)的概念及化學(xué)組成●染色質(zhì)DNA染色質(zhì)組蛋白染色質(zhì)非組蛋白目前三十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)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)胞在分裂過程中，

由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。目前三十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)染色質(zhì)的組成組成：

（一）DNA、（二）組蛋白、（三）非組蛋白、（四）少量RNA。其中DNA與組蛋白是染色質(zhì)的穩(wěn)定成分，非組蛋白和RNA的含量隨細(xì)胞生理狀態(tài)不同而發(fā)生變化。比例：1:1:(1-1.5):0.05。目前三十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（一）染色質(zhì)DNA１、基因組某一生物的細(xì)胞中儲(chǔ)存于單倍染色體組中的總遺傳信息。２、染色質(zhì)DNA類型：①蛋白編碼序列：三聯(lián)體密碼方式編碼（單一拷貝）②重復(fù)序列DNA：拷貝數(shù)在10個(gè)以上的序列為重復(fù)序列，重復(fù)次數(shù)在102-105為中度重復(fù)序列，重復(fù)頻率105-107為高度重復(fù)序列。串聯(lián)重復(fù)序列：編碼rRNA、tRNA、snRNA和組蛋白(20-300拷貝)散在重復(fù)序列：如Alu元件、L1家族、轉(zhuǎn)座子等高度重復(fù)DNA序列：衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA、微衛(wèi)星DNA。目前四十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)

高度重復(fù)序列：皆不能轉(zhuǎn)錄，可進(jìn)一步分為以下三類：衛(wèi)星DNA：5-100bp的片段重復(fù)，主要分布于染色體著絲粒部位。小衛(wèi)星DNA：12-100bp片段重復(fù)，用于DNA指紋技術(shù)的個(gè)體鑒定。微衛(wèi)星DNA：1-5bp片段串聯(lián)重復(fù)，聚集成50-100bp小簇，具有高度多態(tài)性，個(gè)體間差別明顯，遺傳上高度保守，用于遺傳譜系、親子鑒定、DNA指紋分析。目前四十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（一）DNA3種構(gòu)型：①A-DNA、②Z-DNA、③B-DNA。DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)型目前四十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（二）染色質(zhì)蛋白染色質(zhì)蛋白：與染色質(zhì)結(jié)合的蛋白，負(fù)責(zé)DNA分子遺傳信息的組織、復(fù)制和閱讀。DNA結(jié)合蛋白包括兩類：組蛋白：與DNA結(jié)合，無序列特異性；非組蛋白：與特定DNA序列或組蛋白相結(jié)合。目前四十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)1、組蛋白帶正電荷，含Arg/Lys，屬堿性蛋白，只在S期合成。組蛋白種類：5種核心組蛋白（corehistone）：H2A、H2B、H3、H4；(幫助核小體卷曲形成其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，無種屬和組織特異性)連接組蛋白（linkerhistone）：H1（在核小體中起連接作用，具有種屬和組織特異性）結(jié)構(gòu)：高度保守，尤其是H3、H4。

目前四十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)2、非組蛋白又稱為序列特異性DNA結(jié)合蛋白：帶負(fù)電、屬酸性蛋白質(zhì)，在整個(gè)細(xì)胞周期都合成。非組蛋白特性：多樣性：在不同組織細(xì)胞中種類、數(shù)量都不相同，代謝周轉(zhuǎn)快。識(shí)別DNA具有特異性：能識(shí)別特異的DNA序列，識(shí)別與結(jié)合靠氫鍵和離子鍵。功能多樣性：①控制基因轉(zhuǎn)錄和復(fù)制；②協(xié)助DNA分子折疊成結(jié)構(gòu)域；③調(diào)節(jié)基因表達(dá)；④組成染色體骨架。

目前四十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)自然結(jié)構(gòu)鹽處理后1974年Kornberg等人根據(jù)染色質(zhì)的酶切降解和電鏡觀察，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。二、染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位—核小體目前四十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)X射線衍射、中子散射和電鏡三維重建技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)核小體顆粒是直徑為11nm,高6nm的扁圓柱體。目前四十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核小體的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)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。H2A、H2B、H3、H4各兩分子形成八聚體，構(gòu)成核心顆粒。147bp的DNA盤繞組蛋白八聚體1.75圈，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)定核小體作用。相鄰核小體之間以連接DNA（0～80bp）相連。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。核小體沿DNA的定位受不同因素的影響，進(jìn)而通過核小體相位改變影響基因表達(dá)。目前四十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前四十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)三、染色質(zhì)包裝的結(jié)構(gòu)模型染色質(zhì)包裝的多級(jí)螺旋模型

(multiplecoilingmodel)●染色體的骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型

(scaffoldradialloopstructuremodel)●染色體包裝的不同組織水平

目前五十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)一級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體直徑約10nm（7:1）二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺線管結(jié)構(gòu)，直徑30nm，內(nèi)徑10nm，螺距11nm，中空。（6:1）三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺線管，直徑300nm，圓筒狀結(jié)構(gòu)（約40:1）四級(jí)結(jié)構(gòu)：染色單體,直徑700nm（5:1）7X6X40X5=8400（一）染色質(zhì)包裝的多級(jí)螺旋模型

壓縮7倍壓縮6倍壓縮40倍壓縮5倍

DNA核小體螺線管超螺線管染色單體目前五十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前五十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)染色體的骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型關(guān)于染色體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已知每條染色體中都有一個(gè)由非組蛋白構(gòu)成的染色體骨架（即對(duì)中期染色體標(biāo)本采用NaCl或硫酸葡聚糖加肝素處理，去除組蛋白和部分非組蛋白后，在電鏡下可發(fā)現(xiàn)有一個(gè)形態(tài)、長(zhǎng)度都與原染色體相似的網(wǎng)狀纖維骨架）。染色體骨架上有許多松展裸露的DNA側(cè)環(huán)，側(cè)環(huán)基部固定在骨架內(nèi)，由此有人提出“玫瑰花環(huán)”的骨架-放射環(huán)模型。主要特點(diǎn)是認(rèn)為DNA結(jié)合在蛋白質(zhì)骨架上。目前五十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)

染色體的骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型是非組蛋白構(gòu)成的染色體骨架(chromsomalscaffold)，要點(diǎn)如下：◆由螺線管形成30nm的染色線，折疊成環(huán)，沿染色體縱軸，由中央(即染色體骨架)向四周伸出，構(gòu)成放射環(huán)(又稱復(fù)制環(huán))。◆每18個(gè)復(fù)制環(huán)呈放射狀平面排列，結(jié)合在核基質(zhì)上形成微帶(miniband)。微帶是染色體高級(jí)結(jié)構(gòu)的單位，大約106個(gè)微帶沿縱軸構(gòu)建成子染色體(一條染色單體)

。目前五十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前五十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)染色體的骨架-放射環(huán)電鏡圖目前五十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前五十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)多級(jí)螺旋模型和染色體的骨架-放射環(huán)結(jié)構(gòu)模型在形成30nm纖維環(huán)的前期階段相同，具體如下：6個(gè)核小體排列成一圈形成螺線管,直徑30nm

螺線管螺旋成超螺線管染色單體螺線管形成復(fù)制環(huán)，每18個(gè)環(huán)沿染色體骨架呈放射環(huán)平面排列染色單體壓縮壓縮目前五十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)1、常染色質(zhì)(euchromatin)◆概念：指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低，處于伸展?fàn)顟B(tài)（典型包裝率750倍），用堿性染料染色時(shí)著色淺的那些染色質(zhì)?！艚M成：?jiǎn)我恍蛄蠨NA和中度重復(fù)序列DNA◆常染色質(zhì)狀態(tài)只是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件而非充分條件。四、常染色質(zhì)和異染色質(zhì)目前五十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)2、異染色質(zhì)(heterochromatin)◆概念：指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度高，處于聚縮狀態(tài)，用堿性染料染色時(shí)著色深的那些染色質(zhì)?！纛愋停?結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（組成型異染色質(zhì)）

(constitutiveheterochromatin) 兼性異染色質(zhì)

(facultativeheterochromatin)目前六十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)概念：除復(fù)制期以外，在整個(gè)細(xì)胞周期均處于聚縮狀態(tài)，DNA包裝比在整個(gè)細(xì)胞周期中基本沒有較大變化的異染色質(zhì)。特征：

①位于著絲粒區(qū)、端粒、次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段；②由相對(duì)簡(jiǎn)單、高度重復(fù)的DNA序列構(gòu)成；

③有顯著的遺傳惰性，不轉(zhuǎn)錄也不編碼蛋白質(zhì)；

④在復(fù)制行為上與常染色質(zhì)相比表現(xiàn)為晚復(fù)制、早聚縮；

⑤在功能上參與染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成，導(dǎo)致染色質(zhì)區(qū)間性，作為核DNA的轉(zhuǎn)座元件，引起遺傳變異。

目前六十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)（2）兼性異染色質(zhì)概念：在某些細(xì)胞類型或一定的發(fā)育階段，原來的常染色質(zhì)聚縮，并喪失基因轉(zhuǎn)錄活性，變?yōu)楫惾旧|(zhì)。例如X染色體隨機(jī)失活。

異染色質(zhì)化可能是關(guān)閉基因活性的一種途徑。

正常女性的體細(xì)胞中兩條X染色體的染色質(zhì)原本都是具轉(zhuǎn)錄活性的常染色質(zhì)（追溯其來源分別是來自父母雙親），但受精后16-18天時(shí)，其中一條隨機(jī)性失活凝縮為異染色質(zhì)，即成為體細(xì)胞間期核中呈現(xiàn)的巴氏小體。巴氏小體用于檢測(cè)胎兒性別和性染色體異常的患者。

目前六十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)巴氏小體（barrbody）：雌性哺乳動(dòng)物細(xì)胞中一條異固縮化的X染色體。

人胚胎發(fā)育到16天以后，出現(xiàn)巴氏小體,直徑約1微米，位于細(xì)胞核周緣部，略呈三角形、尖端向內(nèi)。

目前六十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)第四節(jié)染色體（chromosome）

●中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)●染色體DNA的三種功能元件●特殊染色體目前六十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)一、中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)中期染色體類型染色體的主要結(jié)構(gòu)

目前六十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)1、中期染色體的類型

根據(jù)著絲粒在染色體上所處位置，可將中期染色體分為四種類型：中著絲粒染色體；亞中著絲粒染色體；亞端著絲粒染色體；端著絲粒染色體。目前六十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)◆著絲粒(centromere)◆次縊痕(secondaryconstriction)◆核仁組織區(qū)(NOR)◆隨體(satellite)◆端粒(telomere)2、染色體的主要結(jié)構(gòu)目前六十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)隨體次縊痕主縊痕端粒短臂長(zhǎng)臂目前六十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)著絲粒：將兩個(gè)染色單體連接在一起，并把染色體分成兩個(gè)臂。動(dòng)粒：位于著絲粒兩側(cè)，由蛋白質(zhì)構(gòu)成的三層盤狀或球狀結(jié)構(gòu)。動(dòng)粒與紡錘體自然相連，與染色體的移動(dòng)有關(guān)。著絲粒與著絲點(diǎn)(動(dòng)粒)纖維冠動(dòng)粒結(jié)構(gòu)域中央結(jié)構(gòu)域配對(duì)結(jié)構(gòu)域目前六十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)次縊痕（secondaryconstriction）：除主縊痕外，染色體上第二個(gè)呈淺縊縮的部分。核仁組織區(qū)（nucleolarorganizingregions,NORs）：核糖體RNA基因所在區(qū)域，能夠合成核糖體的28S、18S和5.8SrRNA。位于染色體的次縊痕區(qū)。隨體（satellite）：位于染色體末端的球形染色體節(jié)段，通過次縊痕區(qū)與染色體主體部分相連。位于染色體末端的隨體稱為端隨體，位于兩個(gè)次縊痕中間的稱中間隨體。隨體次縊痕主縊痕端粒短臂長(zhǎng)臂目前七十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)端粒（telomere）：是染色體端部的特化部分，位于染色體的端部來維持染色體的穩(wěn)定性。端粒由高度重復(fù)的短序列串聯(lián)而成，在進(jìn)化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似。端粒起到細(xì)胞分裂計(jì)時(shí)器的作用，端粒核苷酸復(fù)制和基因DNA不同，每復(fù)制一次減少50-100bp，其復(fù)制要靠具有反轉(zhuǎn)錄酶性質(zhì)的端粒酶（telomerase）來完成，正常體細(xì)胞未發(fā)現(xiàn)端粒酶活性，故隨著細(xì)胞分裂，端粒重復(fù)序列變短，細(xì)胞隨之衰老。目前七十一頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前七十二頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)自主復(fù)制DNA序列（ARS）著絲粒DNA序列（CEN）端粒DNA序列（TEL）二、染色體DNA的三種功能元件目前七十三頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)自主復(fù)制DNA序列（ARS）：是復(fù)制起點(diǎn)序列酵母：11個(gè)富含AT的堿基對(duì)，其兩側(cè)有200bp是正常復(fù)制所必須的真核生物：大多包含一個(gè)富含AT的序列著絲粒DNA序列（CEN）：負(fù)責(zé)動(dòng)粒裝配與染色體分離有兩個(gè)彼此相連的核心區(qū)，一個(gè)是80～90bp的AT區(qū)，另一個(gè)是11bp的保守區(qū)端粒DNA序列（TEL）：負(fù)責(zé)端粒序列的復(fù)制長(zhǎng)度約1000bp，富含G的短串聯(lián)重復(fù)序列目前七十四頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)染色體的3種功能元件目前七十五頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前七十六頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)第五節(jié)核仁(nucleolus)

●核仁的超微結(jié)構(gòu)●核仁的功能●核仁周期目前七十七頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)一、核仁的超微結(jié)構(gòu)纖維中心(fibrillarcenters,FC)致密纖維組分(densefibrillarcomponent,DFC)顆粒組分(granularcomponent,GC)核仁相隨染色質(zhì)（核仁內(nèi)染色質(zhì)和核仁周邊染色質(zhì)）、核仁基質(zhì)（除去DNA、RNA后的殘余結(jié)構(gòu)）目前七十八頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)目前七十九頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)纖維中心（FC）：是被致密纖維包圍的一個(gè)或幾個(gè)低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，主要成分為RNA聚合酶和rDNA，這些rDNA是裸露的分子。致密纖維組分（DFC)：呈環(huán)形或半月形包圍FC，由致密的纖維構(gòu)成，通常見不到顆粒，是rDNA進(jìn)行活躍轉(zhuǎn)錄的區(qū)域。顆粒組分（GC）：由直徑15-20nm的顆粒構(gòu)成，由不同加工階段的核糖核蛋白（RNP）顆粒構(gòu)成。

一、核仁的超微結(jié)構(gòu)目前八十頁\總數(shù)九十六頁\編于二十一點(diǎn)核仁的主要功能：核糖體的生物發(fā)生。這一過程包括：rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配。整個(gè)過程從核仁纖維中心開始，向致密纖維組分延伸，最后到達(dá)顆粒組分。二、核仁的功能目前八十一頁\總數(shù)九十