《醫(yī)學細胞生物學》課件PPT

《醫(yī)學細胞生物學》課件PPT,醫(yī)學細胞生物學,醫(yī)學,細胞生物學,課件,PPT 細胞骨架概述細胞骨架概述細胞骨架概述細胞骨架概述(cytoskeleton)cytoskeleton)v 真核細胞中的蛋白質(zhì)纖維立體網(wǎng)絡體系v 是真核生物所特有的結(jié)構(gòu) v 狹義上包括微管、微絲和中間纖維v 在進化上高度保守v 幾乎參與細胞一切重要生命活動v 細胞骨架成分功能異常將導致多種疾病細胞骨架的激光共聚焦顯微鏡觀察細胞骨架的激光共聚焦顯微鏡觀察細胞骨架的激光共聚焦顯微鏡觀察細胞骨架的激光共聚焦顯微鏡觀察真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系真核細胞的骨架體系1 微管(microtubule，MT)1 微絲(microfilament，MF)1 中間纖維(intermediate filament，IF)1 細胞的運動1 細胞骨架與疾病細胞骨架細胞骨架細胞骨架細胞骨架微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能最粗的細胞骨架成分微管蛋白(tubulin)：球形酸性蛋白，異二聚體()結(jié)合位點：GTP/GDP、陽離子(Ca2+、Mg2+)和秋水仙素/胺、長春新堿微管蛋白：微管組織中心微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能由微管蛋白形成的中空管狀結(jié)構(gòu)外徑：20-25nm；內(nèi)徑15nm極性分子：存在形式：單管、二聯(lián)管和三聯(lián)管動態(tài)結(jié)構(gòu)微管附屬結(jié)構(gòu)（如鞭毛、纖毛的動力蛋白臂等）微管的形態(tài)微管的形態(tài)單管單管單管單管二聯(lián)管二聯(lián)管二聯(lián)管二聯(lián)管三聯(lián)管三聯(lián)管三聯(lián)管三聯(lián)管微管的三種類型微管的三種類型不穩(wěn)定動態(tài)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)細胞質(zhì)中，分散或成束鞭毛和纖毛中心粒、鞭毛和纖毛基體微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能同微管相結(jié)合的輔助蛋白參與微管裝配 兩個區(qū)域：堿性微管結(jié)合區(qū)域酸性突出區(qū)域主要包括：MAP-1、MAP-2、tau和MAP-4微管結(jié)合蛋白微管結(jié)合蛋白（microtubule associated proteinmicrotubule associated protein，MAPMAP）微管結(jié)合蛋白可調(diào)節(jié)微管特異性，并將微管連接到特定的細胞器上，同微管結(jié)合蛋白可調(diào)節(jié)微管特異性，并將微管連接到特定的細胞器上，同微管結(jié)合蛋白可調(diào)節(jié)微管特異性，并將微管連接到特定的細胞器上，同微管結(jié)合蛋白可調(diào)節(jié)微管特異性，并將微管連接到特定的細胞器上，同時可調(diào)節(jié)微管功能。主要包括時可調(diào)節(jié)微管功能。主要包括時可調(diào)節(jié)微管功能。主要包括時可調(diào)節(jié)微管功能。主要包括MAP-1MAP-1，MAP-2MAP-2，tautau，MAP-4MAP-4，xMAP125xMAP125等。等。等。等。具有兩個結(jié)構(gòu)域：堿性的微管結(jié)合結(jié)構(gòu)域，可與微管蛋白結(jié)合；酸性結(jié)構(gòu)域，具有兩個結(jié)構(gòu)域：堿性的微管結(jié)合結(jié)構(gòu)域，可與微管蛋白結(jié)合；酸性結(jié)構(gòu)域，具有兩個結(jié)構(gòu)域：堿性的微管結(jié)合結(jié)構(gòu)域，可與微管蛋白結(jié)合；酸性結(jié)構(gòu)域，具有兩個結(jié)構(gòu)域：堿性的微管結(jié)合結(jié)構(gòu)域，可與微管蛋白結(jié)合；酸性結(jié)構(gòu)域，可以橫橋方式與其他骨架纖維連接?？梢詸M橋方式與其他骨架纖維連接。可以橫橋方式與其他骨架纖維連接。可以橫橋方式與其他骨架纖維連接。極性分子：二聚體片層13根原纖維多階段：延遲期聚合期穩(wěn)定期動態(tài)不穩(wěn)定性：ltubulin-GTP 聚合ltubulin-GDP 解聚微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能微管的組裝和去組裝微管的組裝和去組裝tubulinGTP 聚合聚合GDP 解聚解聚快慢微管的體外裝配微管的體外裝配微微管管的的體體外外裝裝配配動態(tài)不動態(tài)不穩(wěn)定性穩(wěn)定性GTP capGTPGDPtubulinGTP 聚合聚合GDP 解聚解聚體外組裝條件：tubulin濃度、pH6.9、一定鹽濃度(有Mg2+、無Ca2+)、37和GTP體內(nèi)組裝：自我調(diào)節(jié)（間期、M期）微管組織中心（MTOC）：中心體、基體-微管蛋白環(huán)形復合體（-TuRC）微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能中心體上的中心體上的 微管蛋白環(huán)：微管蛋白環(huán)：MTOC (A)A)中心體的無定型基質(zhì)中含有中心體的無定型基質(zhì)中含有 -微管蛋白環(huán)形復合體微管蛋白環(huán)形復合體（-TuRCTuRC），它它是微管生長的初始部位；是微管生長的初始部位；(B)B)附著有微管的中心體，微管的正端向外發(fā)散，附著有微管的中心體，微管的正端向外發(fā)散，負端埋藏在中心體中。負端埋藏在中心體中。體體內(nèi)內(nèi)裝裝配配中心體上的中心體上的 微管蛋白環(huán)：微管蛋白環(huán)：MTOC -微管蛋白環(huán)形復合體（微管蛋白環(huán)形復合體（-TuRCTuRC）存在于微管組織中心，它能使負）存在于微管組織中心，它能使負端穩(wěn)定，端穩(wěn)定，/異二聚體與其結(jié)合，形成短微管。異二聚體與其結(jié)合，形成短微管。-TuRCTuRC受細胞周期調(diào)受細胞周期調(diào)控：間期形成能力被關閉；控：間期形成能力被關閉；G2MG2M期被激酶磷酸化開放。期被激酶磷酸化開放。體體內(nèi)內(nèi)裝裝配配多因素調(diào)控，尤其MAP微管特異性藥物：l秋水仙素/胺、長春新堿：微管組裝的特異性抑制劑l紫杉酚、重水：促進微管組裝，增加穩(wěn)定性微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能支持、維持細胞的形態(tài)參與中心粒、纖毛和鞭毛形成參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸維持細胞器的定位和分布參與染色體運動，調(diào)節(jié)細胞分裂參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微管維持細胞的形態(tài)微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能支持、維持細胞的形態(tài)參與中心粒、纖毛和鞭毛形成參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸維持細胞器的定位和分布參與染色體運動，調(diào)節(jié)細胞分裂參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導鞭毛與纖毛的擺動鞭毛和纖毛的結(jié)構(gòu)鞭毛和纖毛的結(jié)構(gòu)中心粒中心粒微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能支持、維持細胞的形態(tài)參與中心粒、纖毛和鞭毛形成參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸維持細胞器的定位和分布參與染色體運動，調(diào)節(jié)細胞分裂參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微管參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸微管參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸微管參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸微管馬達蛋白微管馬達蛋白微管參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸微管參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸神經(jīng)元軸突運輸?shù)念愋头N 類速 度成 分快速轉(zhuǎn)運 順梯度50-400mm/天膜性細胞器和物質(zhì)、線粒體、突觸小泡 逆梯度200mm/天前溶酶體小泡、溶酶體酶、內(nèi)吞小泡慢速轉(zhuǎn)運 慢成分b2-8mm/天微絲、血影蛋白、包涵素、鈣調(diào)蛋白 慢成分a0.2-1mm/天微管、神經(jīng)纖維、血影蛋白微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能支持、維持細胞的形態(tài)參與中心粒、纖毛和鞭毛形成參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸維持細胞器的定位和分布參與染色體運動，調(diào)節(jié)細胞分裂參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導維持細胞內(nèi)細胞器的定位和分布細胞內(nèi)線粒體隨微管分布移動微管微管微管微管(microtublemicrotuble，MT)MT)微管的化學組成微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)微管結(jié)合蛋白微管的組裝微管的功能支持、維持細胞的形態(tài)參與中心粒、纖毛和鞭毛形成參與細胞內(nèi)物質(zhì)運輸維持細胞器的定位和分布參與染色體運動，調(diào)節(jié)細胞分裂參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導參與染色體的運動，調(diào)節(jié)細胞分裂MTOCMTOC（-）（+）（+）（-）（-）（+）（+）參與染色體的運動，調(diào)節(jié)細胞分裂紡錘體和染色體電鏡照片1 微管(microtubule，MT)1 微絲(microfilament，MF)1 中間纖維(intermediate filament，IF)1 細胞的運動1 細胞骨架與疾病細胞骨架細胞骨架細胞骨架細胞骨架微絲微絲微絲微絲(microfilamentmicrofilament，MF)MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能肌動蛋白(actin)：G-actin和F-actin兩個亞基，呈蛤蚌狀肌動蛋白的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象變化肌動蛋白的結(jié)構(gòu)及構(gòu)象變化肌動蛋白單體呈蛤蚌狀結(jié)構(gòu)。分子中具有肌動蛋白單體呈蛤蚌狀結(jié)構(gòu)。分子中具有ATP/ADPATP/ADP結(jié)合位點，結(jié)合位點，ATP-ATP-actinactin與肌動蛋白纖維末端親合力強，與肌動蛋白纖維末端親合力強，ADP-ADP-actinactin結(jié)合能力弱。結(jié)合能力弱。微絲微絲微絲微絲(microfilamentmicrofilament，MF)MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能肌動蛋白(actin)：G-actin和F-actin兩個亞基，呈蛤蚌狀結(jié)合位點：ATP/ADP、陽離子(Mg2+、K+或Na+)和細胞松弛素B極性分子真核細胞中高度保守微絲微絲微絲微絲(microfilamentmicrofilament，MF)MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能最纖細的骨架成分（5-8nm）由G-肌動蛋白形成的實心纖維狀結(jié)構(gòu)極性分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)分散或成束存在動態(tài)結(jié)構(gòu)電子顯微鏡下的微絲電子顯微鏡下的微絲圖A示 微絲的電鏡照片(bar=50nm)；圖B 示微絲的結(jié)構(gòu)模式圖，由于肌動蛋白分子具有方向性，其首尾串接形成的肌動蛋白纖維同樣具有極性，這種極性不僅表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上，而且還體現(xiàn)在功能上。微絲結(jié)構(gòu)模式圖微絲結(jié)構(gòu)模式圖微微絲絲分分散散或或成成束束存存在在微絲結(jié)合蛋白微絲結(jié)合蛋白細胞內(nèi)微絲和線粒體雙標熒光染色細胞內(nèi)微絲和線粒體雙標熒光染色細胞內(nèi)微絲和線粒體雙標熒光染色細胞內(nèi)微絲和線粒體雙標熒光染色綠色纖維示微絲，綠色纖維示微絲，綠色纖維示微絲，綠色纖維示微絲，紅色紅色紅色紅色區(qū)域示線粒體區(qū)域示線粒體區(qū)域示線粒體區(qū)域示線粒體細細胞胞內(nèi)內(nèi)微微絲絲的的免免疫疫熒熒光光顯顯微微技技術(shù)術(shù)觀觀察察微絲結(jié)合蛋白及其功能微絲結(jié)合蛋白及其功能 目前已分離的出100多種微絲結(jié)合蛋白，它們主要與微絲的裝配及微絲的功能有關，可從多種水平調(diào)控微絲的組裝。微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能調(diào)控微絲的動態(tài)組裝肌肉收縮系統(tǒng)有關蛋白：l肌球蛋白（myosin）l原肌球蛋白（tropomyosin）l肌鈣蛋白（troponin）非肌細胞中的微絲結(jié)合蛋白肌鈣蛋白復合體肌鈣蛋白復合體原肌球蛋白原肌球蛋白肌球蛋白肌球蛋白肌肉收縮系統(tǒng)有關蛋白肌肉收縮系統(tǒng)有關蛋白非肌細胞中的微絲結(jié)合蛋白非肌細胞中的微絲結(jié)合蛋白類型類型功能功能單體隔離蛋白單體隔離蛋白單體隔離蛋白單體隔離蛋白抑制蛋白抑制蛋白胸腺素胸腺素與單體與單體actin結(jié)合，抑制它們的聚合結(jié)合，抑制它們的聚合交聯(lián)蛋白交聯(lián)蛋白交聯(lián)蛋白交聯(lián)蛋白細絲蛋白細絲蛋白actin結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白gelatin使使兩兩個個或或多多個個肌肌動動蛋蛋白白纖纖維維產(chǎn)產(chǎn)生生交交聯(lián)聯(lián)，形形成網(wǎng)絡三維結(jié)構(gòu)成網(wǎng)絡三維結(jié)構(gòu)末端阻斷蛋白末端阻斷蛋白 輔肌動蛋白輔肌動蛋白加帽蛋白加帽蛋白CapZ結(jié)合在肌動蛋白纖維末端，調(diào)節(jié)纖維長度結(jié)合在肌動蛋白纖維末端，調(diào)節(jié)纖維長度纖維切割蛋白纖維切割蛋白纖維切割蛋白纖維切割蛋白凝溶膠蛋白凝溶膠蛋白片段化蛋白片段化蛋白結(jié)合并切割肌動蛋白纖維結(jié)合并切割肌動蛋白纖維actinactin纖維纖維纖維纖維解聚蛋白解聚蛋白解聚蛋白解聚蛋白CofilinADF結(jié)合并引起肌動蛋白纖維快速解聚成單體結(jié)合并引起肌動蛋白纖維快速解聚成單體膜結(jié)合蛋白膜結(jié)合蛋白膜結(jié)合蛋白膜結(jié)合蛋白營養(yǎng)不良蛋白營養(yǎng)不良蛋白黏著斑蛋白黏著斑蛋白使非肌細胞質(zhì)膜下方產(chǎn)生收縮使非肌細胞質(zhì)膜下方產(chǎn)生收縮微微 絲絲 及及 微微 絲絲 結(jié)結(jié) 合合 蛋蛋 白白微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能組裝條件：G-actin、ATP和一定鹽濃度(Mg2+、Na+、K+)多階段：成核期聚合期穩(wěn)定期受多種因素調(diào)控，尤其是微絲結(jié)合蛋白細胞松弛素B：微絲組裝的特異性抑制劑微絲組裝的“非穩(wěn)態(tài)動力學模型”和“踏車模型”微絲組裝的非穩(wěn)態(tài)動力學模型ATP cap動畫動畫動畫動畫負端負端正端正端穩(wěn)定期穩(wěn)定期微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能構(gòu)成細胞的支架，維持細胞形態(tài)：微絨毛、應力纖維參與細胞運動：偽足參與細胞分裂：縊縮環(huán)參與肌肉收縮：細肌絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導培養(yǎng)的上皮細胞中的應力纖維（微絲紅色、微管綠色）培養(yǎng)的上皮細胞中的應力纖維（微絲紅色、微管綠色）微絲與細胞微絨毛微絲與細胞微絨毛肌球蛋白肌球蛋白-I-I微微 絲絲 毛緣蛋白毛緣蛋白絨毛蛋白絨毛蛋白微絨毛微絨毛微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能構(gòu)成細胞的支架，維持細胞形態(tài)：微絨毛、應力纖維參與細胞運動：偽足參與細胞分裂：縊縮環(huán)參與肌肉收縮：細肌絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微微絲絲參參與與細細胞胞運運動動放射蟲動畫動畫動畫動畫微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能構(gòu)成細胞的支架，維持細胞形態(tài)：微絨毛、應力纖維參與細胞運動：偽足參與細胞分裂：縊縮環(huán)參與肌肉收縮：細肌絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微絲參與細胞分裂微絲參與細胞分裂縊縮環(huán)縊縮環(huán)微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能構(gòu)成細胞的支架，維持細胞形態(tài)：微絨毛、應力纖維參與細胞運動：偽足參與細胞分裂：縊縮環(huán)參與肌肉收縮：細肌絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微絲參與肌肉收縮微絲參與肌肉收縮我這是我這是肌肉！肌肉！終池終池橫小管橫小管肌膜肌膜肌原纖維肌原纖維肌漿網(wǎng)肌漿網(wǎng)骨骨骼骼肌肌結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)模模式式圖圖快速冷凍蝕刻電鏡技術(shù)顯示粗細肌絲間的橫橋連接粗肌絲（肌球蛋白）粗肌絲（肌球蛋白）細肌絲（肌動蛋白）細肌絲（肌動蛋白）細肌絲細肌絲肌球蛋白頭部肌球蛋白頭部粗肌絲骨架粗肌絲骨架粗粗 肌肌 絲絲 與與 細細 肌肌 絲絲微絲結(jié)合蛋白肌球蛋白（myosin）橫橫紋紋肌肌中中的的細細肌肌絲絲肌鈣蛋白復合體肌鈣蛋白復合體原肌球蛋白原肌球蛋白微絲與肌肉收縮微絲與肌肉收縮在肌肉中，由肌動蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構(gòu)成細肌絲，與由在肌肉中，由肌動蛋白、原肌球蛋白和肌鈣蛋白構(gòu)成細肌絲，與由肌球蛋白構(gòu)成的粗肌絲的相互滑動，導致了肌肉收縮。肌球蛋白構(gòu)成的粗肌絲的相互滑動，導致了肌肉收縮。粗粗細細肌肌絲絲相相對對滑滑動動的的過過程程動畫動畫動畫動畫粗粗 肌肌 絲絲 與與 細細 肌肌 絲絲微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能構(gòu)成細胞的支架，維持細胞形態(tài)：微絨毛、應力纖維參與細胞運動：偽足參與細胞分裂：縊縮環(huán)參與肌肉收縮：細肌絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微微絲絲與與胞胞質(zhì)質(zhì)環(huán)環(huán)流流微絲微絲微絲微絲(microfilament,MF)microfilament,MF)微絲的化學組成微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)微絲結(jié)合蛋白微絲的組裝微絲的功能構(gòu)成細胞的支架，維持細胞形態(tài)：微絨毛、應力纖維參與細胞運動：偽足參與細胞分裂：縊縮環(huán)參與肌肉收縮：細肌絲參與細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導微絲與信號轉(zhuǎn)導微絲與信號轉(zhuǎn)導牛大動脈內(nèi)皮細胞的延時成像揭示關鍵信號攜帶蛋白 paxillin（橘紅）和肌動蛋白絲一前一后，向細胞核運動。2007年Biochemical and Biophysical Research Communications(BBRC)雜志報道，加州大學圣地牙哥分校生物工程研究人員公布了關鍵信號攜帶蛋白paxillin從信息網(wǎng)絡中心出發(fā)，沿細胞表面朝細胞核運動的視頻錄像。1 微管(microtubule，MT)1 微絲(microfilament，MF)1 中間纖維(intermediate filament，IF)1 細胞的運動1 細胞骨架與疾病細胞骨架細胞骨架細胞骨架細胞骨架中間纖維中間纖維中間纖維中間纖維(intermediate filament,IF)intermediate filament,IF)中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)中間絲的化學組成中間絲的組裝中間絲的功能直徑介于微管與微絲之間最堅韌、持久的骨架纖維由中間纖維蛋白形成的中空管狀結(jié)構(gòu)中間纖維中間纖維中間纖維中間纖維(intermediate filament,IF)intermediate filament,IF)中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)中間絲的化學組成中間絲的組裝中間絲的功能由中間纖維蛋白形成的中空管狀結(jié)構(gòu)具有組織細胞特異性包括多種蛋白質(zhì)亞類具有共同的結(jié)構(gòu)特征：保守的桿狀部分和高度可變的頭尾區(qū)中間纖維蛋白及其分布中間纖維蛋白及其分布類型名稱分子量細胞定位分布細胞I型酸性角質(zhì)蛋白4064kd胞質(zhì)上皮細胞II型堿性角質(zhì)蛋白5268kd胞質(zhì)上皮細胞III型波形纖維蛋白結(jié)蛋白膠質(zhì)纖維酸性蛋白周邊蛋白55kd53kd5052kd54kd胞質(zhì)胞質(zhì)胞質(zhì)胞質(zhì)間充質(zhì)細胞肌細胞神經(jīng)膠質(zhì)細胞多種神經(jīng)細胞IV型-內(nèi)連蛋白神經(jīng)纖維蛋白56kd53kd胞質(zhì)胞質(zhì)神經(jīng)細胞神經(jīng)細胞V型核纖層蛋白A/C、B6272kd6568kd胞核胞核大多數(shù)分化細胞所有細胞VI型融合蛋白平行蛋白巢蛋白182kd178kd240kd胞質(zhì)胞質(zhì)胞質(zhì)肌細胞肌細胞神經(jīng)干細胞，肌細胞未分類phakinin、filensin46kd，83kd胞質(zhì)晶體細胞中間纖維蛋白及其分布中間纖維蛋白及其分布類型類型 分布細胞分布細胞角蛋白纖維角蛋白纖維 上皮細胞上皮細胞波形纖維波形纖維 間質(zhì)細胞間質(zhì)細胞 中胚層來源細胞中胚層來源細胞結(jié)蛋白纖維結(jié)蛋白纖維 肌細胞肌細胞神經(jīng)原纖維神經(jīng)原纖維 神經(jīng)元神經(jīng)元神經(jīng)膠質(zhì)纖維神經(jīng)膠質(zhì)纖維 神經(jīng)膠質(zhì)細胞神經(jīng)膠質(zhì)細胞核纖層蛋白核纖層蛋白 細胞核細胞核中間纖維的分子結(jié)構(gòu)中間纖維的分子結(jié)構(gòu)keratins:角蛋白；vimentin:波形蛋白；neurofilament proteins:神經(jīng)纖維蛋白；nuclear lamins:核纖層蛋白中間纖維中間纖維中間纖維中間纖維(intermediate filament,IF)intermediate filament,IF)中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)中間絲的化學組成中間絲的組裝中間絲的功能多步驟逐級組裝中間纖維蛋白單體具有極性，中間纖維分子不具極性中間纖維的組裝無須核苷酸和結(jié)合蛋白的參與，其裝配受到蛋白單體磷酸化和去磷酸化的調(diào)節(jié)中中間間纖纖維維的的組組裝裝首首先先兩兩個個中中間間纖纖維維分分子子以以平平行行且且相相互互對對齊齊的的方方式式形形成成雙雙股股超超螺螺旋旋二二聚聚體體，具具有有極極性性；二二聚聚體體按按半半分分子子交交錯錯、以以反反向向平平行行方方式式組組裝裝成成四四聚聚體體，沒沒有有極極性性；每每個個四四聚聚體體進進一一步步組組裝裝成成原原絲絲；兩兩根根原原絲絲相相互互纏纏繞繞，以以半半分分子子交交錯錯形形成成八八聚聚體體的的原原纖纖維維；四四根根原原纖纖維維相相互互纏纏繞繞最最終終形形成成中中間間纖纖維維。中中間間纖纖維維的的橫橫截截面面有有3 32 2個個中中間間纖纖維維蛋蛋白白單單體體。在胞內(nèi)形成完整的網(wǎng)狀骨架系統(tǒng)；為細胞提供機械強度支持；參與細胞連接；參與胞內(nèi)信息傳遞及物質(zhì)運輸；維持細胞核膜穩(wěn)定；參與細胞分化。中間絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)中間絲的化學組成中間絲的組裝中間絲的功能中間纖維中間纖維中間纖維中間纖維(intermediate filament,IF)intermediate filament,IF)1 微管(microtubule，MT)1 微絲(microfilament，MF)1 中間纖維(intermediate filament，IF)1 細胞的運動1 細胞骨架與疾病細胞骨架細胞骨架細胞骨架細胞骨架圖：手足復發(fā)性患者足部水皰單純性大泡性表皮松解癥(epidermolysisepidermolysis bullosabullosa simplex)simplex)：因角蛋白K5或K14的基因突變引起基底細胞內(nèi)角蛋白的組成和結(jié)構(gòu)異常，使他們對機械性損傷非常敏感，輕微的擠壓可使突變的基底細胞破壞，患者皮膚出現(xiàn)水泡。阿爾茨海默病(老年癡呆癥，老年癡呆癥，Alzheimers diseases,AD)Alzheimers diseases,AD)：一種進行性發(fā)展的致死性神經(jīng)退行性疾病，臨床表現(xiàn)為進行性精神狀態(tài)衰變，包括記憶、智力、定向、判斷能力、情感障礙和行為失常甚至發(fā)生意識模糊等。起病多在50歲以后。隨著人類壽命的延長，本病的發(fā)病率呈增高趨勢。按照美國的診斷標準，上海60歲以上人群發(fā)病率為3.46。65歲以上人群為4.61?；颊咄ǔＴ诎l(fā)病后56年內(nèi)死于繼發(fā)感染和全身衰竭。第一個報告的阿爾茨海默癥病人，第一個報告的阿爾茨海默癥病人，1907 2009年諾貝爾物理年諾貝爾物理學獎得主、華裔科學家學獎得主、華裔科學家高錕高錕04年被查出患有年被查出患有阿爾茨海默癥阿爾茨海默癥 高錕爵士，華裔電機工程師及物理學家，被譽為“光纖通訊之父”，2009年，獲諾貝爾物理學獎一半獎項，以表揚他“在光傳輸于纖維的光學通信領域突破性成就”。2003年初，高錕證實罹患早期阿茲海默病，接受治療。但事情到2009年，高錕得到諾貝爾物理學獎時才被廣泛報道其夫人黃美蕓接受香港明報采訪時指高錕“老人家記性差”，時而忘記鎖匙或書本放在哪里，不過病情輕微，認人、認路均沒有問題。2009年10月6日，瑞典皇家科學院向高錕頒授諾貝爾物理學獎。12月10日，高錕在諾貝爾典禮上獲特別安排，免除走到臺中領獎、鞠躬三次的禮儀，瑞典國王卡爾十六世古斯塔夫破例走到他面前頒獎。2009年諾貝爾物理年諾貝爾物理學獎得主、華裔科學家學獎得主、華裔科學家高錕高錕04年被查出患有年被查出患有阿爾茨海默癥阿爾茨海默癥阿爾茨海默病(老年癡老年癡呆癥，呆癥，Alzheimers Alzheimers diseases,AD)diseases,AD)：患者神經(jīng)元中可見不溶性神經(jīng)纖維纏結(jié)，主要由高磷酸化狀態(tài)的tau蛋白纖維化形成。Tau蛋白是一種微管結(jié)合蛋白，過度磷酸化導致其對微管親和力下降，從而使微管穩(wěn)定性降低。A.腦明顯萎縮；B.正常人腦細胞骨架成分比較細胞骨架成分比較主要特征微絲微管中間纖維直徑67nm25nm15nm構(gòu)建分子肌動蛋白微管蛋白中間纖維蛋白結(jié)合核苷酸ATPGTP無結(jié)構(gòu)雙股螺旋形成實心纖維13根原纖維形成中空管多級螺旋形成中空管極性有有無組織特異性無無有裝配方式非穩(wěn)態(tài)動力學模型 非穩(wěn)態(tài)動力學模型逐級裝配極性聚合特異性藥物細胞松弛素鬼筆環(huán)肽秋水仙素、長春花堿、紫杉酚無動力結(jié)合蛋白肌球蛋白動力蛋白驅(qū)動蛋白無細胞骨架復習內(nèi)容細胞骨架復習內(nèi)容一、名詞解釋：一、名詞解釋：細胞骨架細胞骨架 微管微管 微絲微絲 中間纖維中間纖維二、思考題：二、思考題：1.1.微管、微絲和中間纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學組成。微管、微絲和中間纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學組成。2.2.微管、微絲和中間纖維各有哪些功能？微管、微絲和中間纖維各有哪些功能？3.3.微管和微絲的裝配過程是什么樣的？微管和微絲的裝配過程是什么樣的？細胞核細胞核細胞核細胞核1 細胞核概述1 核膜1染色質(zhì)與染色體1 核仁與核糖體的發(fā)生1 細胞核的功能 細胞核概述細胞核概述v 真核細胞內(nèi)最大的細胞器v 遺傳物質(zhì)儲存、復制和轉(zhuǎn)錄的場所v 細胞生命活動的控制中心v 細胞核是真核生物區(qū)別于原核生物的根本所在，在生命進化歷程中具有重要意義細胞核概述細胞核概述v細胞核在不同的生物細胞具有異質(zhì)性v 形態(tài)上，各不相同，與細胞形狀、類型和發(fā)育時期相關v 大小上，生長旺盛的細胞核體積較大，直徑通常5-10umv 數(shù)量上，通常為單核，有些細胞雙核甚至多核嗜中性粒細胞嗜中性粒細胞表皮細胞表皮細胞成纖維細胞成纖維細胞肌細胞肌細胞細胞核概述細胞核概述v 細胞核隨細胞的增殖行為發(fā)生周期性變化v分裂期，核被膜裂解，無明顯核形態(tài)v間期，細胞核具完整形態(tài)v 間期細胞核包括核被膜、核仁、染色質(zhì)以及核基質(zhì)等結(jié)構(gòu)間期細胞核結(jié)構(gòu)間期細胞核結(jié)構(gòu)核膜的化學組成核膜的化學組成v 蛋白質(zhì)l65%-75%l20多種蛋白，酶類與ER極相似l包括組蛋白、基因調(diào)節(jié)蛋白、DNA/RNA聚合酶、RNA酶、電子傳遞相關酶類等v 脂類l含卵磷脂和磷脂酰乙醇胺、膽固醇、甘油三酯等l與ER相似，但含量不同v 少量DNA 和 RNA 電鏡下核膜的結(jié)構(gòu)核膜與核孔核膜與核孔外核膜外核膜外核膜外核膜(outer Nuclear Membrane)outer Nuclear Membrane)形態(tài)及生化行為上與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相近，與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜連續(xù)表面結(jié)合核糖體，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的特化區(qū)域外表面有細胞骨架(cytoskeleton)形成的骨架網(wǎng)絡，與細胞核在細胞質(zhì)內(nèi)的定位有關內(nèi)核膜內(nèi)核膜內(nèi)核膜內(nèi)核膜(inner Nuclear Membrane)inner Nuclear Membrane)表面無核糖體粘附內(nèi)側(cè)襯以核纖層蛋白(lamina)形成的骨架網(wǎng)絡體系特有蛋白成分，如核纖層蛋白B受體，可與lamin B結(jié)合，將核膜固定在核纖層上內(nèi)外核膜在局部區(qū)域融合形成核孔(nuclear pore)核周間隙核周間隙核周間隙核周間隙(perinuclearperinuclear space)space)內(nèi)外核膜之間的部分寬度 20-40nm寬度隨細胞種類及功能狀態(tài) 而不同與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相連通內(nèi)含多種蛋白質(zhì)和酶核孔核孔核孔核孔(nuclear pore)nuclear pore)密度 35-65個/um2哺乳動物細胞 3000-4000個其數(shù)量、分布和密度因細胞類型、核功能狀態(tài)不同核孔具有復雜的結(jié)構(gòu)，是由多個蛋白質(zhì)顆粒以特定方式排列而成的復合物，稱為核孔復合體(nuclear pore complex，NPC)Cytoplasmic RingNuclear Ring核孔復合體核孔復合體核孔復合體核孔復合體(nuclear pore complex,NPC)nuclear pore complex,NPC)普遍存在于所有真核細胞中主要由30多種不同的蛋白質(zhì)構(gòu)成所有的核孔復合體蛋白統(tǒng)稱為核孔蛋白（nucleoporin，Nup）Nup在進化上高度保守多含有FG重復序列，可與入核素結(jié)合，介導親核蛋白的主動運輸核孔復合體的結(jié)構(gòu)：核孔復合體的結(jié)構(gòu)：核孔復合體的結(jié)構(gòu)：核孔復合體的結(jié)構(gòu)：捕魚籠式（捕魚籠式（捕魚籠式（捕魚籠式（fish-trapfish-trap）模型）模型）模型）模型橫向上，由周邊向核孔中心依次為：環(huán)、輻、栓縱向上，由核外（胞質(zhì)面）向核內(nèi)（核質(zhì)面）胞質(zhì)環(huán)：環(huán)上有8條短纖維伸向胞質(zhì)輻：柱狀亞單位、腔內(nèi)亞單位、環(huán)帶亞單位核質(zhì)環(huán)：環(huán)上有8條長纖維伸向核內(nèi)，末端形成小環(huán) 核籃栓：中央顆粒？核孔復合體捕魚籠式模型核孔復合體捕魚籠式模型胞質(zhì)環(huán)胞質(zhì)環(huán)核質(zhì)環(huán)核質(zhì)環(huán)幅幅柱狀亞單位柱狀亞單位腔內(nèi)亞單位腔內(nèi)亞單位環(huán)帶亞單位環(huán)帶亞單位中央栓中央栓？核籃核籃核纖層核纖層(nuclear nuclear lamina)lamina)內(nèi)層核膜下由蛋白質(zhì)纖維所形成的網(wǎng)絡狀片層結(jié)構(gòu)在細胞分裂期中調(diào)節(jié)核膜的破裂和重建厚度因細胞而異，通常10-20nm其化學組成為核纖層蛋白(lamin)，是一種特殊的中間纖維(intermediate filament)蛋白電鏡下的核纖層核纖層核纖層(nuclear nuclear lamina)lamina)核纖層的化學組成為核纖層蛋白(lamin)，是一種特殊的中間纖維(intermediate filament)哺乳類細胞中，核纖層蛋白A、B、CLamin A和Lamin C是同一基因編碼的不同產(chǎn)物Lamin B與核纖層蛋白B受體核纖層蛋白在細胞分裂周期中的變化核纖層結(jié)構(gòu)及作用核纖層蛋白核纖層蛋白B受體受體核纖層蛋白核纖層蛋白B核纖層與細胞周期核纖層的功能 核纖層在細胞核中起支架作用 核纖層與核膜的崩解和重建 核纖層與染色質(zhì)凝集有關 核纖層參與DNA復制核纖層與核基質(zhì)核纖層與核基質(zhì)v核纖層(nuclear lamina)是內(nèi)層核膜下由蛋白質(zhì)纖維所形成的網(wǎng)絡狀片層結(jié)構(gòu)。v核基質(zhì)(nuclear matrix)是核內(nèi)由蛋白質(zhì)纖維所構(gòu)成的立體網(wǎng)絡狀結(jié)構(gòu)，由于在形態(tài)上與細胞質(zhì)內(nèi)的骨架成分具有相似性，且兩者存在一定聯(lián)系，故又稱為核骨架。v 核纖層和核基質(zhì)與細胞骨架中的中間纖維在化學組成上具有一定的同源性。核基質(zhì)核基質(zhì)真核細胞間期核內(nèi)除核膜、染色質(zhì)和核仁以外的部分，是由非組蛋白為主構(gòu)成的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，又稱為核骨架 廣義上包括核纖層、殘留的核孔復合體、核仁殘網(wǎng)以及殘留的染色質(zhì)支架等。由核基質(zhì)蛋白、功能性的核基質(zhì)結(jié)合蛋白和少量RNA組成 核基質(zhì)、染色體支架、核孔復合體、細胞質(zhì)骨架、膜骨架與細胞外基質(zhì)的統(tǒng)一性。核基質(zhì)(核骨架)核基質(zhì)核基質(zhì)細胞質(zhì)骨架細胞質(zhì)骨架 核基質(zhì)是由粗細核基質(zhì)是由粗細不均、直徑為不均、直徑為3-3-30nm30nm的纖維組成的的纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。纖維單網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。纖維單體直徑約體直徑約3-4nm3-4nm，單體進一步聚合形單體進一步聚合形成較粗的纖維。核成較粗的纖維。核基質(zhì)主要成分是蛋基質(zhì)主要成分是蛋白質(zhì)（核基質(zhì)蛋白白質(zhì)（核基質(zhì)蛋白和功能性核基質(zhì)結(jié)和功能性核基質(zhì)結(jié)合蛋白）以及少量合蛋白）以及少量的的RNARNA。核基質(zhì)的功能 核基質(zhì)是DNA復制的支架 核基質(zhì)參與基因轉(zhuǎn)錄、加工及運輸 核基質(zhì)參與染色體和核膜的構(gòu)建 核基質(zhì)與病毒復制、轉(zhuǎn)錄有關 核基質(zhì)在腫瘤發(fā)生過程中起作用核膜的功能核膜的功能v 真核細胞內(nèi)的區(qū)室化作用v 控制細胞質(zhì)細胞核之間的物質(zhì)交換v 參與蛋白質(zhì)合成核膜的區(qū)室化作用 核膜作為細胞核與細胞質(zhì)的界膜，使細胞核有了相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境進行核內(nèi)代謝，且核膜的出現(xiàn)，還將DNA復制、RNA轉(zhuǎn)錄以及蛋白質(zhì)翻譯合成分開進行，對真核細胞的進一步演化具有重要意義。在真核細胞中，因核膜的出現(xiàn)，RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)翻譯得以在時間和空間上分開來，即細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄的RNA前體必須進行加工修飾成熟后，才能輸入細胞質(zhì)中指導和參與蛋白質(zhì)的合成。實現(xiàn)了基因表達的精確性和多樣性。核膜與核質(zhì)間物質(zhì)運輸8 核孔復合體介導核核孔復合體介導核 -質(zhì)間物質(zhì)交換質(zhì)間物質(zhì)交換8 雙功能、雙向性親水核質(zhì)交換通道雙功能、雙向性親水核質(zhì)交換通道8雙向性：雙向性：44蛋白質(zhì)的入核轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)的入核轉(zhuǎn)運44 RNARNA、核糖核蛋白顆粒（、核糖核蛋白顆粒（RNPRNP）的出核轉(zhuǎn)運）的出核轉(zhuǎn)運8 雙功能：雙功能：44被動擴散被動擴散44主動運輸主動運輸NPC的雙向運輸核膜與核質(zhì)間物質(zhì)運輸8 核孔復合體介導的被動擴散核孔復合體介導的被動擴散4 直徑直徑10nm10nm的親水性通道的親水性通道44離子、小分子及直徑離子、小分子及直徑10nm10nm的物質(zhì)原則上可自的物質(zhì)原則上可自由通過由通過44 某些小分子蛋白本身含某些小分子蛋白本身含NLSNLS，或與含，或與含NLSNLS的成的成分結(jié)合，需通過主動運輸入核分結(jié)合，需通過主動運輸入核44某些小分子蛋白與其他大分子或不溶性結(jié)構(gòu)成某些小分子蛋白與其他大分子或不溶性結(jié)構(gòu)成分（如分（如IFIF、核骨架等）結(jié)合被限制、核骨架等）結(jié)合被限制核膜與核質(zhì)間物質(zhì)運輸8 核孔復合體介導的主動運輸核孔復合體介導的主動運輸4 介導介導親核蛋白的輸入，親核蛋白的輸入，RNARNA及及RNPRNP的輸出的輸出44 具高度選擇性和雙向性具高度選擇性和雙向性4 核孔復合體的大小是可調(diào)的（核孔復合體的大小是可調(diào)的（10-26nm10-26nm）4 涉及信號識別與載體介導涉及信號識別與載體介導4需要消耗需要消耗ATPATP能量能量核孔復合體介導核核孔復合體介導核-質(zhì)間物質(zhì)運輸質(zhì)間物質(zhì)運輸核孔復合體介導的主動運輸8 親核蛋白（親核蛋白（karyophilickaryophilic protein protein）：是指在細胞質(zhì)：是指在細胞質(zhì)內(nèi)合成后，需要或能夠進入細胞核內(nèi)發(fā)揮功能的一內(nèi)合成后，需要或能夠進入細胞核內(nèi)發(fā)揮功能的一類蛋白。類蛋白。8 親核蛋白都含有特殊的氨基酸序列親核蛋白都含有特殊的氨基酸序列8 核定位信號（核定位信號（nuclear localization sequence nuclear localization sequence 或或 signalsignal，NLSNLS）：由：由4-84-8個氨基酸組成的特殊序列，個氨基酸組成的特殊序列，以保證親核蛋白能夠通過核孔復合體被轉(zhuǎn)運到細胞以保證親核蛋白能夠通過核孔復合體被轉(zhuǎn)運到細胞核內(nèi)。核內(nèi)。8 NLS NLS存在于親核蛋白不同部位，且不被切除。存在于親核蛋白不同部位，且不被切除。爪蟾卵母細胞核質(zhì)蛋白注射實驗NLS核質(zhì)蛋白核質(zhì)蛋白(nucleoplasmin):親核蛋白，與組蛋親核蛋白，與組蛋白結(jié)合，協(xié)助核小白結(jié)合，協(xié)助核小體的裝配。由體的裝配。由5個單個單體組成，分子量體組成，分子量165,000，可被蛋，可被蛋白水解酶水解為頭、白水解酶水解為頭、尾兩個結(jié)構(gòu)域。尾兩個結(jié)構(gòu)域。核孔復合體介導物質(zhì)運輸GTPGDPNLS輸入蛋白（importin）RanGTP酶成熟mRNA分子通過核膜運輸輸出蛋白（輸出蛋白（exportin）NES染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)與染色體v 染色質(zhì)與染色體的化學組成v 常染色質(zhì)與異染色質(zhì) v 染色體的構(gòu)建v 染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)v 染色體的核型細 胞 核染色質(zhì)（染色質(zhì)（染色質(zhì)（染色質(zhì)（chromatin)chromatin)間期核間期核間期核間期核染色體（染色體（染色體（染色體（chromosome)chromosome)分裂期分裂期分裂期分裂期染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)和染色體細 胞 核DNA、組蛋白組蛋白、非組蛋白和少量非組蛋白和少量RNA一、染色質(zhì)和染色體的主要化學組成一、染色質(zhì)和染色體的主要化學組成組組組組蛋白與蛋白與蛋白與蛋白與DNADNA含量較穩(wěn)定，含量較穩(wěn)定，含量較穩(wěn)定，含量較穩(wěn)定，98%98%，1:11:1非組蛋白和非組蛋白和非組蛋白和非組蛋白和RNARNA隨細胞生理狀態(tài)變化隨細胞生理狀態(tài)變化隨細胞生理狀態(tài)變化隨細胞生理狀態(tài)變化（一）DNA是攜帶遺傳信息的生物大分子染色體DNA序列可分為：單一順序中度重復順序高度重復順序（一）DNA是攜帶遺傳信息的生物大分子染色體DNA序列可分為：單一順序：單拷貝序列，單一拷貝或少數(shù)幾個拷貝，據(jù)編碼功能的結(jié)構(gòu)基因。中度重復順序：重復次數(shù)在101-105之間，長度在幾百至幾千個bp，多為不編碼序列，參與基因調(diào)控，亦包含rRNA基因、tRNA基因、組蛋白基因、核糖體蛋白基因等。高度重復順序：重復拷貝超過105，長度僅幾個至幾十個bp，散在或串聯(lián)重復，均不轉(zhuǎn)錄，構(gòu)成結(jié)構(gòu)基因間隔，分布于端粒、著絲粒區(qū)。（一）DNA是攜帶遺傳信息的生物大分子染色體DNA序列可分為：單一順序中度重復順序高度重復順序一條功能染色體一條功能染色體DNADNA分子必須含有：分子必須含有：一個著絲粒序列一個著絲粒序列 (centromerecentromere DNA sequence)DNA sequence)、兩個端粒序列兩個端粒序列(telomere DNA telomere DNA sequence )sequence )和和多個復制起點序列多個復制起點序列(DNA replication origins(DNA replication origins sequence)sequence)染色體中DNA序列功能示意圖 組蛋白為堿性蛋白(精氨酸和賴氨酸），帶正電荷，與DNA非特異性結(jié)合，包括：H2A、H2B、H3和H4，核小體組蛋白，具高度保守性 H1，連接組蛋白，具種屬及組織細胞特異性 非組蛋白為酸性蛋白，帶負電荷，具種屬及組織細胞特異性，與DNA特異性結(jié)合，主要功能是協(xié)助染色體組裝、調(diào)節(jié)基因表達等。（二）RNA是攜帶遺傳信息的生物大分子（三）組蛋白和非組蛋白染色質(zhì)中的染色質(zhì)中的RNARNA含量極少，含量在不同物種中的變化也含量極少，含量在不同物種中的變化也大，可能是新合成的各種大，可能是新合成的各種RNARNA前體前體DNA與組蛋白組蛋白組蛋白(histone):在在S期與期與DNA同時合同時合成。成。H2A、H2B、H3和和H4是核小體組蛋白，是核小體組蛋白，聚合形成八聚體核心，聚合形成八聚體核心，DNA纏繞形成核心顆纏繞形成核心顆粒。粒。H1 為連接組蛋白，為連接組蛋白，鎖定核小體鎖定核小體DNA進出進出端。組蛋白與端。組蛋白與DNA的的結(jié)合可以抑制結(jié)合可以抑制DNA的的復制與轉(zhuǎn)錄。組蛋白的復制與轉(zhuǎn)錄。組蛋白的修飾影響染色質(zhì)的活性，修飾影響染色質(zhì)的活性，如乙酰化、磷酸化和甲如乙酰化、磷酸化和甲基化等。基化等。細 胞 核二、常染色質(zhì)與異染色質(zhì)二、常染色質(zhì)與異染色質(zhì) 常常染染色色質(zhì)質(zhì)(euchromatineuchromatin)的的的的DNADNA參參參參與與與與RNARNA及及及及蛋蛋蛋蛋白白白白質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)的的的的合合合合成成成成 在在在在間間間間期期期期細細細細胞胞胞胞核核核核中中中中結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)較較較較為為為為松松松松散散散散、堿堿堿堿性性性性染染染染料料料料著著著著色色色色較較較較淺淺淺淺的的的的染染染染色色色色質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)，處處處處于于于于伸伸伸伸展展展展、分分分分散散散散狀狀狀狀態(tài)態(tài)態(tài)態(tài)，主主主主要要要要是是是是DNADNA分分分分子子子子中中中中的的的的單單單單一一一一順順順順序序序序和和和和中中中中等等等等重重重重復復復復順順順順序序序序，轉(zhuǎn)錄活性較高，復制也比較早。轉(zhuǎn)錄活性較高，復制也比較早。轉(zhuǎn)錄活性較高，復制也比較早。轉(zhuǎn)錄活性較高，復制也比較早。異異染染色色質(zhì)質(zhì)(heterochromatin)(heterochromatin)為為為為間間間間期期期期核核核核中中中中不不不不活活活活躍躍躍躍的的的的染染染染色色色色質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)，在在在在間間間間期期期期細細細細胞胞胞胞核核核核中中中中結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)處處處處于于于于凝凝凝凝集集集集狀狀狀狀態(tài)態(tài)態(tài)態(tài)、著著著著色色色色很很很很深深深深的的的的染染染染色色色色質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)，多多多多分分分分布布布布于于于于核核核核膜膜膜膜內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)側(cè)側(cè)。異異異異染染染染色色色色質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)常常常常位位位位于于于于染染染染色色色色質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)的的的的著著著著絲絲絲絲粒粒粒粒、端端端端粒粒粒?；蚧蚧蚧蛉救救救旧w體體體臂臂臂臂的的的的常常常常染染染染色質(zhì)之間。色質(zhì)之間。色質(zhì)之間。色質(zhì)之間。常常染染色色質(zhì)質(zhì)(euchromatineuchromatin)結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)松松松松散散散散、轉(zhuǎn)錄活性高、復制早。轉(zhuǎn)錄活性高、復制早。轉(zhuǎn)錄活性高、復制早。轉(zhuǎn)錄活性高、復制早。異異染染色色質(zhì)質(zhì)(heterochromatin)(heterochromatin)結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)緊緊緊緊密、轉(zhuǎn)錄活性低、復制晚。密、轉(zhuǎn)錄活性低、復制晚。密、轉(zhuǎn)錄活性低、復制晚。密、轉(zhuǎn)錄活性低、復制晚。常染色質(zhì)與異染色質(zhì)細 胞 核v常染色質(zhì)和異染色質(zhì)在螺旋化程度、DNA序列和功能上有明顯不同，但是化學本質(zhì)相同v常染色質(zhì)和異染色質(zhì)在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化v組成性異染色質(zhì)和兼性異染色質(zhì)v兼性異染色質(zhì)總量變化與細胞分化有關v劑量補償效應與Bar小體萊昂假說與巴氏小體Barr小體小體Barr小體小體萊昂假說與巴氏小體染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建電鏡下的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)30nm10nm自然結(jié)構(gòu)自然結(jié)構(gòu)鹽溶液處理鹽溶液處理 堿性蛋白(富含精氨酸和賴氨酸），帶正電荷，與DNA非特異性結(jié)合核小體組蛋白：H2A、H2B、H3和H4，具高度保守性；通過C端疏水氨基酸相互結(jié)合形成八聚體核心顆粒；N端帶正電氨基酸向外伸出與DNA結(jié)合；H1 組蛋白，具種屬及組織細胞特異性；在構(gòu)成核小體（染色體一級結(jié)構(gòu)）時起連接作用，賦予染色體極性。組蛋白染色體的構(gòu)建l直徑11nm的圓盤狀顆粒；l由約200bp的DNA及組蛋白八聚體構(gòu)成；l組蛋白核心顆粒由H2A、H2B、H3和H4各2分子構(gòu)成；l約146bp DNA盤繞核心顆粒1.75圈；l核小體間為連接DNA，長度為0-80bp，平均60bp；l每200bp出現(xiàn)一個核小體，并沿著染色質(zhì)縱軸緊密排列，形成串珠狀結(jié)構(gòu)。染色體的一級結(jié)構(gòu)：核小體l組蛋白核心顆粒由H2A、H2B、H3和H4各2分子構(gòu)成；l兩個H3、H4 二聚體位于核心結(jié)構(gòu)中央；l兩個H2A、H2B二聚體位于兩側(cè)；l約146bp DNA盤繞核心顆粒1.75圈；l組蛋白核心顆粒上特定位點與DNA雙螺旋小溝A-T富含區(qū)結(jié)合，介導DNA的彎曲盤繞。染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建染色體的二級結(jié)構(gòu)：螺線管 核小體串珠螺旋纏繞，每個核小體以窄的一面向外，6個核小體繞成一個螺旋，形成外徑30nm，內(nèi)徑10nm，螺距11nm的螺線管。一般認為H1組蛋白位于螺線管內(nèi)部，對螺線管的形成和穩(wěn)定起重要作用。DNA與組蛋白l組蛋白H1由一個球形中心及兩個氨基酸臂組成，位于螺線管內(nèi)部，球形中心與核小體特異位點結(jié)合，兩臂與相鄰核小體組蛋白核心顆粒結(jié)合，協(xié)助核小體包裝成螺線管的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建電鏡下的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)30nm10nm自然結(jié)構(gòu)自然結(jié)構(gòu)鹽溶液處理鹽溶液處理染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建染色體的高級結(jié)構(gòu)：WHAT？多級螺旋化模型多級螺旋化模型多級螺旋化模型多級螺旋化模型8 一級結(jié)構(gòu)：核小體一級結(jié)構(gòu)：核小體8 二級結(jié)構(gòu)：螺線管二級結(jié)構(gòu)：螺線管8 三級結(jié)構(gòu)：超螺線管三級結(jié)構(gòu)：超螺線管8 四級結(jié)構(gòu)：染色單體四級結(jié)構(gòu)：染色單體87 7倍倍86 6倍倍84040倍倍85 5倍倍 人胎兒分裂細胞染色體經(jīng)溫和處理后，電鏡下觀察到直徑0.4um的圓筒狀結(jié)構(gòu)，稱為超螺線管。染色體的高級結(jié)構(gòu)：WHAT？染色體骨架放射環(huán)模型染色體骨架放射環(huán)模型染色體骨架放射環(huán)模型染色體骨架放射環(huán)模型8 核小體核小體8 螺線管螺線管8 放射環(huán)（袢環(huán)）放射環(huán)（袢環(huán)）8 微帶微帶8 染色單體染色單體染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建染色體的高級結(jié)構(gòu)：WHAT？2mol/L NaCl或硫酸葡聚糖加肝素處理HeLa細胞中期染色體，去除組蛋白后，電鏡下可觀察到非組蛋白構(gòu)成的染色體骨架，及由骨架伸出的無數(shù)DNA袢環(huán)。染色體的高級結(jié)構(gòu)：WHAT？染色體骨架放射環(huán)模型染色體骨架放射環(huán)模型染色體骨架放射環(huán)模型染色體骨架放射環(huán)模型8 30nm30nm螺線管折疊成放射螺線管折疊成放射環(huán)（袢環(huán)），沿染色體縱軸環(huán)（袢環(huán)），沿染色體縱軸由中央向周圍伸出；由中央向周圍伸出；8每每1818個袢環(huán)呈放射狀平面?zhèn)€袢環(huán)呈放射狀平面排列，結(jié)合在核骨架上形成排列，結(jié)合在核骨架上形成微帶；微帶；8 約約10106 6個微帶沿縱軸排列個微帶沿縱軸排列形成染色單體。形成染色單體。染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建燈刷染色體染色體的構(gòu)建染色體的構(gòu)建染 色 體 的 構(gòu) 建 著絲粒與動粒著絲粒與動粒 主縊痕與次縊痕主縊痕與次縊痕 核仁組織區(qū)核仁組織區(qū) 隨體隨體 端粒端粒 巨大染色體巨大染色體四、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)四、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)細 胞 核 端粒端粒主縊痕主縊痕次縊痕次縊痕短臂短臂（p）長臂長臂（q）隨體隨體常染色質(zhì)區(qū)常染色質(zhì)區(qū)異染色質(zhì)區(qū)異染色質(zhì)區(qū)染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)染色體類型染色體類型著絲粒位置著絲粒位置長臂長度長臂長度/短臂長度短臂長度短臂長度短臂長度/染色體總長度染色體總長度中央著絲粒中央著絲粒mm1.001.001.671.670.5000.5000.3750.375亞中著絲粒亞中著絲粒smsm1.681.683.003.000.3740.3740.2500.250近端著絲粒近端著絲粒st st3.013.017.007.000.2490.2490.1250.125端著絲粒端著絲粒t t7.017.01 0.1240.1240.0000.000染色體四種類型（一）著絲粒與動粒一）著絲粒與動粒一）著絲粒與動粒一）著絲粒與動粒著絲粒著絲粒著絲粒著絲粒(centromerecentromere)是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。動粒動粒動粒動粒(kinetochorekinetochore)位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細胞分裂后期染色體向兩極的移動。胞分裂后期染色體向兩極的移動。胞分裂后期染色體向兩極的移動。胞分裂后期染色體向兩極的移動。著絲點著絲點：著絲粒著絲粒-動粒復合體動粒復合體著絲粒著絲粒含高度重復含高度重復DNA紡錘體微管紡錘體微管動粒動粒主要成分蛋白質(zhì)主要成分蛋白質(zhì)（一）著絲粒與動粒一）著絲粒與動粒一）著絲粒與動粒一）著絲粒與動粒（二）次縊痕是某些染色體特有的形態(tài)表現(xiàn)二）次縊痕是某些染色體特有的形態(tài)表現(xiàn)二）次縊痕是某些染色體特有的形態(tài)表現(xiàn)二）次縊痕是某些染色體特有的形態(tài)表現(xiàn)著絲粒著絲粒著絲粒著絲粒(centromerecentromere)是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。是主縊痕內(nèi)部高度重復的異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。動粒動粒動粒動粒(kinetochorekinetochore)位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋位于主縊痕兩側(cè)的特化圓盤狀結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細白質(zhì)構(gòu)成，是細胞分裂時紡錘絲動粒微管的附著部位，參與細胞分裂后期染色體向兩極的移動。胞分裂后期染色體向兩極的移動。胞分裂后期染色體向兩極的移動。胞分裂后期染色體向兩極的移動。除主縊痕外，染色體上其他的淺染縊縮部位稱次縊痕。它的數(shù)除主縊痕外，染色體上其他的淺染縊縮部位稱次縊痕。它的數(shù)除主縊痕外，染色體上其他的淺染縊縮部位稱次縊痕。它的數(shù)除主縊痕外，染色體上其他的淺染縊縮部位稱次縊痕。它的數(shù)目、位置和大小是某些染色體所特有的形態(tài)特征，可作為鑒定目、位置和大小是某些染色體所特有的形態(tài)特征，可作為鑒定目、位置和大小是某些染色體所特有的形態(tài)特征，可作為鑒定目、位置和大小是某些染色體所特有的形態(tài)特征，可作為鑒定染色體的標記。染色體的標記。染色體的標記。染色體的標記。（三）三）三）三）核仁組織區(qū)（核仁組織區(qū)（核仁組織區(qū)（核仁組織區(qū)（NORNOR）是含有是含有是含有是含有rRNArRNA基因（基因（基因（基因（5SrRNA5SrRNA基因除外）的一段染色體區(qū)域，基因轉(zhuǎn)錄基因除外）的一段染色體區(qū)域，基因轉(zhuǎn)錄基因除外）的一段染色體區(qū)域，基因轉(zhuǎn)錄基因除外）的一段染色體區(qū)域，基因轉(zhuǎn)錄活躍，染色質(zhì)凝集程度低，表現(xiàn)為淺染的次縊痕，與間期核仁形成有關，活躍，染色質(zhì)凝集程度低，表現(xiàn)為淺染的次縊痕，與間期核仁形成有關，活躍，染色質(zhì)凝集程度低，表現(xiàn)為淺染的次縊痕，與間期核仁形成有關，活躍，染色質(zhì)凝集程度低，表現(xiàn)為淺染的次縊痕，與間期核仁形成有關，但并非所有次縊痕都是但并非所有次縊痕都是但并非所有次縊痕都是但并非所有次縊痕都是NORNOR。（五）端粒（五）端粒（五）端粒（五）端粒 (telomere)(telomere)（四）隨體四）隨體四）隨體四）隨體 (satellite)(satellite)是位于染色體末端的球形染色體節(jié)段，通過次縊痕區(qū)與染色是位于染色體末端的球形染色體節(jié)段，通過次縊痕區(qū)與染色是位于染色體末端的球形染色體節(jié)段，通過次縊痕區(qū)與染色是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。它是識別染色體的重要形態(tài)特征之一，有體主體部分相連。它是識別染色體的重要形態(tài)特征之一，有體主體部分相連。它是識別染色體的重要形態(tài)特征之一，有體主體部分相連。它是識別染色體的重要形態(tài)特征之一，有隨體的染色體稱為隨體的染色體稱為隨體的染色體稱為隨體的染色體稱為satsat染色體。如人類的染色體。如人類的染色體。如人類的染色體。如人類的13 14 15 21 22 13 14 15 21 22 號號號號染色體。染色體。染色體。染色體。是染色體兩個端部特化結(jié)構(gòu)，是染色體兩個端部特化結(jié)構(gòu)，是染色體兩個端部特化結(jié)構(gòu)，是染色體兩個端部特化結(jié)構(gòu)，通常由富含通常由富含通常由富含通常由富含GG的短串聯(lián)重復序的短串聯(lián)重復序的短串聯(lián)重復序的短串聯(lián)重復序列組成，不同物種序列不同。列組成，不同物種序列不同。列組成，不同物種序列不同。列組成，不同物種序列不同。端粒維持了染色體復制與結(jié)構(gòu)端粒維持了染色體復制與結(jié)構(gòu)端粒維持了染色體復制與結(jié)構(gòu)端粒維持了染色體復制與結(jié)構(gòu)的完整性。的完整性。的完整性。的完整性。端粒酶端粒酶（五）巨大染色體（五）巨大染色體（五）巨大染色體（五）巨大染色體 （giant chromosomegiant chromosome）多線染色體多線染色體多線染色體多線染色體 (polytenepolytene chromosome)chromosome)染色單體多次復制而染色單體多次復制而染色單體多次復制而染色單體多次復制而細胞不分裂，產(chǎn)生的子染色體平行排列，且同源染色體配對細胞不分裂，產(chǎn)生的子染色體平行排列，且同源染色體配對細胞不分裂，產(chǎn)生的子染色體平行排列，且同源染色體配對細胞不分裂，產(chǎn)生的子染色體平行排列，且同源染色體配對緊密結(jié)合，從而阻止染色質(zhì)進一步聚縮，形成體積很大的多緊密結(jié)合，從而阻止染色質(zhì)進一步聚縮，形成體積很大的多緊密結(jié)合，從而阻止染色質(zhì)進一步聚縮，形成體積很大的多緊密結(jié)合，從而阻止染色質(zhì)進一步聚縮，形成體積很大的多線染色體。光鏡下表現(xiàn)為深淺交替的帶與間帶。線染色體。光鏡下表現(xiàn)為深淺交替的帶與間帶。線染色體。光鏡下表現(xiàn)為深淺交替的帶與間帶。線染色體。光鏡下表現(xiàn)為深淺交替的帶與間帶。果蠅多線染色體：含有210=1024條同源DNA拷貝；膨松的區(qū)域為RNA轉(zhuǎn)錄活性區(qū)。（五）巨大染色體（五）巨大染色體（五）巨大染色體（五）巨大染色體 （giant chromosomegiant chromosome）燈刷染色體燈刷染色體燈刷染色體燈刷染色體 (lampbrushlampbrush chromosome)chromosome)是普遍存在于魚類、是普遍存在于魚類、是普遍存在于魚類、是普遍存在于魚類、兩棲類等動物卵母細胞中的一類形似燈刷的特殊巨大染色體。兩棲類等動物卵母細胞中的一類形似燈刷的特殊巨大染色體。兩棲類等動物卵母細胞中的一類形似燈刷的特殊巨大染色體。兩棲類等動物卵母細胞中的一類形似燈刷的特殊巨大染色體。通常出現(xiàn)在卵母細胞減通常出現(xiàn)在卵母細胞減通常出現(xiàn)在卵母細胞減通常出現(xiàn)在卵母細胞減II雙線期。染色粒串聯(lián)形成主軸，向兩雙線期。染色粒串聯(lián)形成主軸，向兩雙線期。染色粒串聯(lián)形成主軸，向兩雙線期。染色粒串聯(lián)形成主軸，向兩側(cè)伸出成對側(cè)環(huán)，側(cè)環(huán)是轉(zhuǎn)錄活性區(qū)。側(cè)伸出成對側(cè)環(huán)，側(cè)環(huán)是轉(zhuǎn)錄活性區(qū)。側(cè)伸出成對側(cè)環(huán)，側(cè)環(huán)是轉(zhuǎn)錄活性區(qū)。側(cè)伸出成對側(cè)環(huán)，側(cè)環(huán)是轉(zhuǎn)錄活性區(qū)。細 胞 核五、染色體的核型和帶型五、染色體的核型和帶型（一）核型（一）核型（一）核型（一）核型（karyotypekaryotype)是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。（二）核型分析二）核型分析二）核型分析二）核型分析人類染色體觀察正常男性：正常男性：46，XY正常女性：正常女性：46，XX組序組序 染色體編號染色體編號 大小大小著絲粒位置著絲粒位置隨體隨體次縊痕次縊痕A A1 13 3最大最大1,3:1,3:m;2:smm;2:sm無無1 1常見常見B B4 45 5次大次大smsm無無C C6 612,12,X X中等中等smsm無無9 9常見常見D D13131515中等中等st st有有1313偶見偶見E E16161818小小16:16:m;17,18:smm;17,18:sm無無1616常見常見F F19192020次小次小mm無無G G212122,22,Y Y小小st st有有,Y Y無無人類染色體分組及形態(tài)特征細 胞 核五、染色體的核型和帶型五、染色體的核型和帶型（一）核型（一）核型（一）核型（一）核型（karyotypekaryotype)是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，是一個體細胞的全部染色體在有絲分裂中期的表型，包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。包括染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。（二）核型分析二）核型分析二）核型分析二）核型分析（三）染色體顯帶技術(shù)（三）染色體顯帶技術(shù)（三）染色體顯帶技術(shù)（三）染色體顯帶技術(shù)將染色體經(jīng)過一定處理，用特定染料染色后，染將染色體經(jīng)過一定處理，用特定染料染色后，染將染色體經(jīng)過一定處理，用特定染料染色后，染將染色體經(jīng)過一定處理，用特定染料染色后，染色體沿長軸顯示深淺各異、寬窄不等的條紋，構(gòu)色體沿長軸顯示深淺各異、寬窄不等的條紋，構(gòu)色體沿長軸顯示深淺各異、寬窄不等的條紋，構(gòu)色體沿長軸顯示深淺各異、寬窄不等的條紋，構(gòu)成染色體的帶型。成染色體的帶型。成染色體的帶型。成染色體的帶型。染色體顯帶技術(shù)顯帶染色體：顯帶染色體：用特殊的染色方法使用特殊的染色方法使染色體沿其長軸顯示染色體沿其長軸顯示出深淺各異、寬窄不出深淺各異、寬窄不等的條帶，如等的條帶，如Q帶、帶、G帶、帶、C帶、帶、N帶等。帶等。qp3211234正正常常人人體體細細胞胞染染色色體體帶帶型型模模式式圖圖脆性X染色體綜合癥frm1CGG/CCG攜帶脆性X 染色體的男性通常在年少的時候不表現(xiàn)出明顯的癥狀，隨著年齡的增加，這些人通常表現(xiàn)為長條面型，耳朵外凸，大睪丸，智力發(fā)育障礙，語言出現(xiàn)障礙，對外界刺激反映遲鈍，行為障礙等影響。正常正常 患者患者 6-50 20-2000細 胞 核真核細胞內(nèi)形成核糖體的非膜相結(jié)構(gòu)真核細胞內(nèi)形成核糖體的非膜相結(jié)構(gòu)核仁隨細胞分裂發(fā)生周期性變化核仁隨細胞分裂發(fā)生周期性變化核核 仁仁(nucleolus)單一或多個勻質(zhì)的球形小體；大小、形狀和數(shù)目隨生物種類、細胞類型和代謝狀態(tài)變化（代謝旺盛，核仁大）；隨細胞周期發(fā)生動態(tài)變化；“核仁趨邊”現(xiàn)象。細 胞 核核核 仁仁(nucleolus)細 胞 核一、核仁的亞微結(jié)構(gòu)一、核仁的亞微結(jié)構(gòu)一、核仁的亞微結(jié)構(gòu)一、核仁的亞微結(jié)構(gòu) 核仁主要化學組成為RNA、DNA、蛋白質(zhì)和酶類等；電鏡下核仁包括：纖維中心、致密纖維組分、顆粒成分、核仁相隨染色質(zhì)以及核仁基質(zhì)；核仁的超微結(jié)構(gòu)（一）由致密纖維包一）由致密纖維包一）由致密纖維包一）由致密纖維包圍的纖維中心（圍的纖維中心（圍的纖維中心（圍的纖維中心（FCFC）：）：）：）：FC FC是電鏡下包埋于顆粒組分內(nèi)部的低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，是電鏡下包埋于顆粒組分內(nèi)部的低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，是電鏡下包埋于顆粒組分內(nèi)部的低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，是電鏡下包埋于顆粒組分內(nèi)部的低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，rDNArDNA存在部位。存在部位。存在部位。存在部位。由由由由rRNArRNA基因串聯(lián)排列的基因串聯(lián)排列的基因串聯(lián)排列的基因串聯(lián)排列的DNADNA袢環(huán)（袢環(huán)（袢環(huán)（袢環(huán)（rDNArDNA），從染色體上伸展，從染色體上伸展，從染色體上伸展，從染色體上伸展出來，高速轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生出來，高速轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生出來，高速轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生出來，高速轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生rRNArRNA，組織形成核仁。這些，組織形成核仁。這些，組織形成核仁。這些，組織形成核仁。這些rRNArRNA基因所共基因所共基因所共基因所共同構(gòu)成的區(qū)域稱為同構(gòu)成的區(qū)域稱為同構(gòu)成的區(qū)域稱為同構(gòu)成的區(qū)域稱為核仁組織區(qū)核仁組織區(qū)核仁組織區(qū)核仁組織區(qū)（nucleolarnucleolar organization region organization region，NORNOR）。）。）。）。（二）由致密的細纖維構(gòu)成的（二）由致密的細纖維構(gòu)成的（二）由致密的細纖維構(gòu)成的（二）由致密的細纖維構(gòu)成的致密纖維組分（致密纖維組分（致密纖維組分（致密纖維組分（DFCDFC）DFC DFC是核仁內(nèi)部電子密度最高的區(qū)域，由致密纖維形成環(huán)形或是核仁內(nèi)部電子密度最高的區(qū)域，由致密纖維形成環(huán)形或是核仁內(nèi)部電子密度最高的區(qū)域，由致密纖維形成環(huán)形或是核仁內(nèi)部電子密度最高的區(qū)域，由致密纖維形成環(huán)形或半月形包圍半月形包圍半月形包圍半月形包圍FCFC。主要含有正在轉(zhuǎn)錄的。主要含有正在轉(zhuǎn)錄的。主要含有正在轉(zhuǎn)錄的。主要含有正在轉(zhuǎn)錄的rRNArRNA分子，核糖體蛋白和特分子，核糖體蛋白和特分子，核糖體蛋白和特分子，核糖體蛋白和特異的異的異的異的RNARNA結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白。（三）由核糖核蛋白構(gòu)成（三）由核糖核蛋白構(gòu)成（三）由核糖核蛋白構(gòu)成（三）由核糖核蛋白構(gòu)成的顆粒成分（的顆粒成分（的顆粒成分（的顆粒成分（GCGC）GC GC由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核仁外周。仁外周。仁外周。仁外周。（四）核仁相隨染色質(zhì)（四）核仁相隨染色質(zhì)（四）核仁相隨染色質(zhì)（四）核仁相隨染色質(zhì)（nucleolarnucleolar-associated chromatin)-associated chromatin)核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含rDNArDNA的常的常的常的常染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。核仁相隨染色質(zhì)人類rRNA基因位于13、14、15、21、22號染色體（三）由核糖核蛋白構(gòu)成（三）由核糖核蛋白構(gòu)成（三）由核糖核蛋白構(gòu)成（三）由核糖核蛋白構(gòu)成的顆粒成分（的顆粒成分（的顆粒成分（的顆粒成分（GCGC）GC GC由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核由正在加工、成熟的核糖體亞單位前體顆粒構(gòu)成，多位于核仁外周。仁外周。仁外周。仁外周。（四）核仁相隨染色質(zhì)（四）核仁相隨染色質(zhì)（四）核仁相隨染色質(zhì)（四）核仁相隨染色質(zhì)（nucleolarnucleolar-associated chromatin)-associated chromatin)核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含核仁周圍染色質(zhì)（包圍在核仁周圍的異染色質(zhì)）與含rDNArDNA的常的常的常的常染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。染色質(zhì)統(tǒng)稱為核仁相隨染色質(zhì)。（五）核仁基質(zhì)（五）核仁基質(zhì)（五）核仁基質(zhì)（五）核仁基質(zhì)（nucleolarnucleolar matrix)matrix)核仁區(qū)內(nèi)的無定形物質(zhì)，核仁區(qū)內(nèi)的無定形物質(zhì)，核仁區(qū)內(nèi)的無定形物質(zhì)，核仁區(qū)內(nèi)的無定形物質(zhì)，F(xiàn)CFC、DFCDFC和和和和GCGC均存在于核仁基質(zhì)中。均存在于核仁基質(zhì)中。均存在于核仁基質(zhì)中。均存在于核仁基質(zhì)中。核仁基質(zhì)與核基質(zhì)相通，有人認為是同一物質(zhì)。核仁基質(zhì)與核基質(zhì)相通，有人認為是同一物質(zhì)。核仁基質(zhì)與核基質(zhì)相通，有人認為是同一物質(zhì)。核仁基質(zhì)與核基質(zhì)相通，有人認為是同一物質(zhì)。核仁的結(jié)構(gòu)與核仁的結(jié)構(gòu)與核仁的結(jié)構(gòu)與核仁的結(jié)構(gòu)與rRNArRNA的轉(zhuǎn)錄、加工及核糖體亞的轉(zhuǎn)錄、加工及核糖體亞的轉(zhuǎn)錄、加工及核糖體亞的轉(zhuǎn)錄、加工及核糖體亞單位的裝配密切相關。單位的裝配密切相關。單位的裝配密切相關。單位的裝配密切相關。纖維中心是rDNA的存在區(qū)域，rRNA的轉(zhuǎn)錄發(fā)生于纖維中心與致密纖維組分交界處，rRNA轉(zhuǎn)錄出來后，在致密纖維組分處開始加工，進而在顆粒成分處進一步加工，rRNA加工完成后，在顆粒成分處與核糖體蛋白裝配成核糖體亞單位。纖維中心、致密纖維組分與顆粒成分共同完成核仁的功能。二、核仁的功能二、核仁的功能二、核仁的功能二、核仁的功能（一一一一）核核核核仁仁仁仁是是是是細細細細胞胞胞胞核核核核中中中中r r r rR R R RN N N NA A A A合合合合成成成成的的的的中中中中心心心心RNA-polymerase I核糖體核糖體核糖體核糖體RNA(rRNARNA(rRNA)原初轉(zhuǎn)錄本的加工原初轉(zhuǎn)錄本的加工原初轉(zhuǎn)錄本的加工原初轉(zhuǎn)錄本的加工（二二二二）核核核核仁仁仁仁是是是是r r r rR R R RN N N NA A A A加加加加工工工工成成成成熟熟熟熟的的的的區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)域域域域（三三三三）核核核核仁仁仁仁是是是是核核核核糖糖糖糖體體體體大大大大小小小小亞亞亞亞基基基基裝裝裝裝配配配配的的的的工工工工廠廠廠廠細 胞 核三、核三、核 仁仁 周周 期期核仁是一高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)核仁是一高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)核仁是一高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)核仁是一高度動態(tài)的結(jié)構(gòu),在細胞周在細胞周在細胞周在細胞周期出現(xiàn)一系列結(jié)構(gòu)與功能的周期性期出現(xiàn)一系列結(jié)構(gòu)與功能的周期性期出現(xiàn)一系列結(jié)構(gòu)與功能的周期性期出現(xiàn)一系列結(jié)構(gòu)與功能的周期性變化變化變化變化前期前期前期前期 核仁變小核仁變小核仁變小核仁變小中期中期中期中期 核仁消失核仁消失核仁消失核仁消失末期末期末期末期 核仁重建核仁重建核仁重建核仁重建細胞核復習內(nèi)容細胞核復習內(nèi)容一、名詞解釋：一、名詞解釋：細胞核細胞核 核孔復合體核孔復合體 核基質(zhì)（核骨架）核基質(zhì)（核骨架）親核蛋白親核蛋白 核定位信號核定位信號 染色質(zhì)染色質(zhì) 染色體染色體 常染色質(zhì)常染色質(zhì) 異染色質(zhì)異染色質(zhì) 組成性異染色質(zhì)組成性異染色質(zhì) 兼性異染色質(zhì)兼性異染色質(zhì) 著絲粒著絲粒 次縊痕次縊痕 隨體隨體 端粒端粒 核型核型 二、思考題：二、思考題：1.1.簡述核孔復合體的捕魚籠式結(jié)構(gòu)。簡述核孔復合體的捕魚籠式結(jié)構(gòu)。2.2.簡述核纖層的功能。簡述核纖層的功能。3.3.簡述染色質(zhì)的多級螺旋化模型和袢環(huán)模型。簡述染色質(zhì)的多級螺旋化模型和袢環(huán)模型。4.4.敘述核仁組成、結(jié)構(gòu)、功能及周期性變化。敘述核仁組成、結(jié)構(gòu)、功能及周期性變化。