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天津时时彩福利彩票:细胞核与染色质ppt

  • 素材大小:29.25 MB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2018-09-14
  • 素材类别:医疗健康ppt
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:细胞核与染色质,细胞核
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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细胞核与染色质ppt

PPT内容

第11章  细胞核与染色质
细胞核概述
真核细胞中,除高等植物成熟的筛管和哺乳类成熟的红细胞外,都有细胞核。在原核细胞中,DNA集中,但无核膜包围,故称拟核(nucleiod)。
细胞核特征
分布:所有真核细胞(高等植物韧皮部成熟的筛管和哺乳动物成熟的红细胞除外)
数量:通常一个,成熟的筛管和红细胞(0)、肝细胞、心肌细胞(1-2)、破骨细胞(6~50)、骨骼肌细胞(数百)、植物毡绒层细胞(2~4)。
大小:占总体积的10%,高等动物一般5-10 um,高等植物5-20 um,低等植物1-4 um。
形态:一般呈圆球状与卵圆形,随物种和细胞类型不同有很大变化。
组成:核被膜、核纤层、染色质、核仁及核体组成。
功能:①遗传 ②发育。
本章主要内容
核被膜
染色质
染色质的复制与表达
染色体
核仁与核体
核基质
第一节  核被膜
三部分构成
第一节  核被膜
(二)核膜的崩解与组装
二、核孔复合体
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fish-trap(鱼笼)。
(一)结构模型—— “fish-trap”(鱼笼)
胞质环(cytoplasmic ring)
核质环(nuclear ring)
辐(spoke):柱状亚单位;腔内亚单位;环带亚单位
中央栓(central plug),中央颗粒 (central granule)
(二)组成成分
(二)组成成分
核孔蛋白(nucleoporin,Nup)
Gp210:结构性跨膜蛋白
介导NPC与核被膜连接
在内、外核膜融合形成核孔中起重要作用
在核质交换中起作用
p62:功能性Nup
疏水性N 端区: 具有FXFG重复序列
C 端区:具有疏水性的7肽重复序列
从功能上讲,可看作一种特殊的跨膜运输蛋白复合体(一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道)
双功能——有两种运输方式:被动扩散与主动运输。
双向性——既介导蛋白质的入核转运,又介导RNA、核糖核蛋白颗粒(RNP)的出核转运。
(图P232:通过核孔复合体物质运输的功能示意图)
通过核孔复合体物质运输的功能示意图 p232
1.通过核孔复合体的被动扩散
2.核孔复合体的主动运输
1)亲核蛋白的入核转运 (karyophilic protein)
   亲核蛋白:指在细胞质内合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。
大多数的亲核蛋白往往在一个细胞周期中一次性地被转运到核内,并一直停留在核内行使功能活动,典型的如组蛋白、核纤层蛋白等;
有一些亲核蛋白需穿梭于核质之间进行功能活动,如importins。
 核定位序列或核定位信号( NLS )
亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列,这些内含的特殊短肽保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体被转运到细胞核内。
这段具有“定向”、“定位”作用的序列被命名为核定位序列或核定位信号。受体为importin。
NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位,并且在指导亲核蛋白完成核输入后并不被切除。
Nuclear localization signals
亲核蛋白的入核转运过程
   亲核蛋白除了本身具有NLS外,其入核转运还需要一些胞质蛋白因子的帮助。
    目前比较确定的因子有:
    importinα、importinβ:核定位信号受体。
    Ran:一类G蛋白,调节货物复合体的解体或形成。
2) RNA及核糖体亚基的出核转运
  真核细胞中RNA一般要经过转录后加工、修饰成为成熟的RNA分子后才能被转运出核。
  核输出信号(nuclear export signal, NES):引导RNP输出细胞核,对蛋白的出核转运起决定作用的氨基酸序列,受体为exportin。
三、核纤层
第二节  染色质
染色质是间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA 组成的线性复合结构
一、染色质DNA
染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以互相转变的形态结构
(一)基因组大小比较
(一)基因组大小比较
(二)基因组DNA类型
(二)基因组DNA类型
二、染色质蛋白
组蛋白(histone)
与DNA 结合没有序列特异性
非组蛋白(nonhistone)
与特定 DNA 序列或组蛋白相结合
(一)组蛋白
属碱性蛋白质,富含带正电荷的Arg 和Lys 等碱性氨基酸,可以和酸性DNA 紧密结合,一般不要求特殊核苷酸序列
核小体组蛋白
H2A、H2B、H3 和H4
没有种属及组织特异性,进化上十分保守
H1 组蛋白
有一定的种属和组织特异性
(二)非组蛋白
序列特异性 DNA结合蛋白
特性
多样性
识别DNA具有特异性
具有功能多样性
三、核小体
(一)核小体的发现
透射电镜显示串珠状11 nm 的核小体结构
(一)核小体的发现
非特异性微球菌核酸酶消化染色质
(一)核小体的发现
X 射线晶体衍射揭示核小体三维结构
(二)核小体的结构
包括200 bp 左右的DNA 超螺 旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1
组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心颗粒,由4 个异二聚体组成,包括两 个H2A • H2B 和两个H3 • H4
(二)核小体的结构
146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈。组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用。
两个相邻核小体之间以连接DNA(linker DNA)相连,典型长度60bp,不同物种变化值为0~80bp不等。
(二)核小体的结构
组蛋白与DNA 之间的相互作用主要是结构性的,基本不依赖于核苷酸的特异序列
核小体沿DNA 的定位受不同因素的影响
四、染色质组装
人体细胞46条染色体含DNA约6×109 bp
(一)染色质组装的前期过程
裸露DNA 组装直径30 nm 螺线管
H3 • H4 两个异二聚体结合
两个H2A • H2B 异二聚体加入
组蛋白的去乙酰化,H1组蛋白结合伴随着核小体的折叠
6 个核小体组成一个螺旋
进一步的折叠事件
根据多级螺旋模型从DNA到染色体经过四级包装
(三)染色质组装的放射环结构模型
五、染色质类型
常染色质(euchromatin)
异染色质 (heterochromatin)
结构异染色质或组成型异染色质(constitutive heterochromatin)
兼性异染色质 (facultative heterochromatin)
(一)常染色质与异染色质
结构异染色质特征:
①在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段;
②由相对简单、高度重复的DNA序列构成,如卫星DNA;
③具有显著的遗传惰性,不转录也不编码蛋白质;
④在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制早聚缩;
⑤占有较大部分核DNA,在功能上参与染色质高级结构的形成,导致染色质区间性,作为核DNA的转座元件,引起遗传变异。
兼性异染色质中了解最多的是雌性哺乳类动物的X染色体。两个X染色体中的一个染色体常表现为异染色质,称巴氏小体(Barr body)。
人的胚胎发育到16天以后, 出现巴氏小体。
(二)常染色质与异染色质间的转变
异染色质或常染色质之间随着发育时期或细胞周期的变化可能相互转化
异染色质与常染色质之间的转变 常常需要组蛋白与DNA 修饰
(三)活性染色质与非活性染色质
活性染色质(active chromatin)
具有转录活性
具有疏松的染色质结构
非活性染色质(inactive chromatin)
没有转录活性
第三节  染色质的复制与表达
四、染色质与表观遗传 P251
(一)表观遗传与遗传
遗传学变化通过DNA 序列突变实现的,通过生殖细胞得以遗传
表观遗传变化通过组蛋白和DNA 不同修饰实现,只在体细胞中出现。
(二)表观遗传的工作模型
表观遗传学的研究内容:
第四节  染色体
一、染色体形态结构
由两条相同的姐妹染色单体(chromatid)构成,彼此以着丝粒 (centromere)相连
根据着丝粒在染色体上所处的位置,分为4 种类型
一、染色体形态结构——着丝粒与动粒
一、染色体形态结构
次缢痕
核仁组织区
随体
端粒
三、染色体带型
核型模式图 (idiogram)
将一个染色体组的全部染色体逐个按其特征绘制下来, 再按长短、形态等特征排列起来的图象
第五节  核仁与核体
见于细胞核内的圆球状结构,大小、形状、数目随物种、细胞类型和代谢状态而变,在蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞中有较大和较多的核仁,反之核仁很小或缺失。
真核细胞间期核中最显著的结构,核仁在分裂前期消失,分裂末期又重新出现。
主要功能是转录rRNA和组装核糖体亚单位。
一、核仁的结构
纤维中心
致密纤维组分
颗粒组分
一、核仁的结构
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聚合酶和rDNA,这些rDNA是裸露的分子
致密纤维组分(dense fibrillar component,DFC):呈环形或半月形包围FC,由致密的纤维构成,是新合成的rRNA和特异性结合蛋白,转录主要发生在FC与DFC的交界处
颗粒组分(granular component,GC):由直径15-20 nm的颗粒构成,是不同加工阶段的RNP
四、核体
亚核结构没有膜包被
高度动态变化
包括:
Cajal 体(Cajal body)
GEMS(Gemini of coiled body)
染色质间颗粒(interchromatin granule clusters, speckles)
可能是蛋白质和 RNA 组分(或许也有DNA)相互作用的结果
第六节  核基质
核基质(nuclear matrix)
核骨架(nuclear skeleton)
真核细胞核内的结构体系
与核纤层、中间丝相互连接形成的网络体系,是贯穿于核与质的一个相对独立的结构系统
主要成分由非组蛋白的纤维蛋白构成的,含有多种蛋白质成分。存在少量RNA
与DNA 复制、基因表达及染色体组装与构建密切相关
核被膜生物学意义:一方面构成核、质之间的天然选择性屏障;另一方面介导核质之间的物质交换与信息交流 。
核孔复合体:1.胞质环;2.核质环;3.辐;4.中央栓。
NPC的功能:核质交换的双向、双功能、选择性亲水性通道。
核小体结构要点
染色质组装模型
本章小结
着丝粒的结构:1、动粒结构域;2、中央结构域;3、配对结构域
染色体DNA的功能元件 :1. DNA复制起点-自主复制DNA序列;2.着丝粒-着丝粒DNA序列;3.端粒-端粒DNA序列。
巨大染色体 :多线染色体;灯刷染色体。
核仁超微结构:1、纤维中心;2、致密纤维组分;3、颗粒组分
核仁的功能:rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配。 mRNA的输出和降解
本章主要词汇
Nuclear envelope 核被膜
Nuclear porecomplex 核孔复合体
Nuclear localization sequence 核定位序列
Chromatin 染色质;Chromosome 染色体
Nucleosome 核小体; Telomere 端粒
Nucleolar organizing region 核仁组织区;
Karyotype 核型
 

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