导图社区 医学细胞生物学第十章:细胞核
本章主要内容是细胞核和染色质,包括核膜,核纤层,核骨架等,熟悉各个的功能。
“损伤就是细胞或者间质内出现异常物质,或正常物质的量增多,并伴有不同程度的功能障碍,还包括细胞水肿和细胞变性。还有其他的因素包括体积增大,包括胞浆紧张,淡黄色切面呈油腻感,还有坏死,活体内局部组织细胞的死亡。环境的类型的包括凝固性坏死,还有特殊类型的干酪样坏死、液化性坏死等,坏疽也是坏死的一种表现。纤维素样的坏死也是,坏死的结局包括溶解、吸收、钙化,所有的这些都是细胞损伤的表现。
病理生理学人卫第9版第一章细胞和组织的适应与损伤知识总结,包括细胞的适应、细胞可逆性损伤、细胞死亡、细胞老化。细胞和组织损伤的原因和机制等内容。
第九版生物化学中有关DNA复制与损伤修复知识梳理,包括他们的基本规律、酶学、过程(原核生物)、端粒、逆转录等等。
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细胞核与染色体
核被膜与核孔复合体
核被膜
结构
外核膜
核周间隙
内核膜
核纤层
核孔复合体
功能
区域化作用
使DNA复制,RNA转录与蛋白质合成分隔进行
控制细胞核与细胞质的物质交换
一些离子,小分子水溶性物质(单糖,核苷,核苷酸等)通过核孔复合体的被动扩散
核孔复合体的主动运输
核蛋白质的运输
核定位(输入)信号NLS,核输入受体(输入蛋白)
生物大分子的双向运输
双向性和选择性
核→质:成熟RNA,核糖体大小亚基(核输出信号)
质→核:酶类,染色体组装所需的蛋白质,核糖体蛋白
合成生物大分子
在细胞分裂中参与染色体的定位和分离
主要功能
维持核膜的形态与染色体的核周锚定
与核膜重建及染色体凝集关系密切
促成熟因子MPF,使核纤层蛋白磷酸化,最终导致核纤层解体,核膜消失
核纤层去磷酸化重新组装
参与细胞核的构建与DNA复制
含义
紧贴核膜内膜内侧的一层纤维蛋白网,在细胞核内与核骨架相连,在细胞核外与中间纤维连接
成分
核纤层蛋白,实质是一种中间纤维蛋白
染色质
染色质的化学组成
DNA
组蛋白
碱性氨基酸,构成核小体八聚体核心/连接核小体,并参与染色质二级结构构建
H1有一定的种属和组织特异性,其余四种组蛋白没有
对DNA复制,转录活性有抑制作用
组蛋白甲基化可增强组蛋白与DNA的结合力,降低DNA转录活性
非组蛋白
酸性氨基酸,具有特异性DNA序列识别和结合特性
有种属和组织特异性
能特异性解除组蛋白对DNA的抑制作用,促进DNA复制和转录
少量RNA
间期细胞核内能被碱性染料着色的物质,呈网状不规则结构,松散利于遗传信息的复制和表达
染色质的基本结构单位—核小体
结构要点
组成:约200bpDNA、一个组蛋白核心和一个组蛋白H1(五种组蛋白)
核心颗粒:H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体
DNA:146bpDNA以左手超螺旋缠绕在核心颗粒表面1.75圈,两端被H1锁合
连接DNA:相邻核小体为约60bp的DNA连接,不同物种变化值为0~80bp
组蛋白与DNA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
一级结构:核小体串
二级结构-螺线管
每6个核小体绕成一圈,形成螺线管
三级结构:超螺线管
四级结构:染色单体
染色质的组装
染色质包装的多级螺旋模型
染色质支架-放射环结构模型
染色质的类型
常染色质
指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,细纤丝,着色浅,有转录活性
异染色质
指间期细胞核中,折叠压缩程度高,处于聚缩状态
结构异染色质或组成型异染色质
具有转录活性
兼性异染色质
没有转录活性
表观遗传
概念:基因与环境相互作用产生的可遗传表型
可能的作用因素
DNA修饰
组蛋白修饰
染色质重塑
组蛋白伴侣
染色体
中期染色体的形态结构
中期染色体的典型形态
两条基本相同的姐妹染色单体通过着丝点相连而成
细胞分裂过程中由染色质高度聚缩而成的棒状结构。结构紧凑,彼此分开,利于遗传物质的平均分配
染色体的主要结构
主缢痕与染色体臂
在两条姐妹染色单体相连处有一个向内凹陷的缢痕,称为主缢痕
着丝粒与着丝点(动粒)
着丝粒:位于主缢痕,连接两个染色单体的结构(DNA序列)
着丝粒的组成
动粒结构域
中央结构域
配对结构域
着丝粒的作用
确保细胞分裂中染色体与纺锤体整合,发生有序的染色体分离
着丝点:主缢痕两侧的圆盘状特化结构,每一个中期染色体有两个动粒,位于着丝粒的两侧
次缢痕
随体和随体柄
端粒
端粒的作用
维持染色体稳定性
起细胞分裂计时器的作用
端粒酶
一种反转录酶
由蛋白质和RNA组成核糖蛋白复合体,其中RNA是一段模板序列,指导合成端粒DNA的重复序列片段
催化端粒序列的复制
在生殖细胞和部分干细胞中有端粒酶活性,序列的长度可以保持
在没有端粒酶活性的细胞中,端粒重复序列的长度与细胞分裂次数和细胞衰老有关
分类
中央着丝粒染色体
亚中着丝粒染色体
近端着色粒染色体
端着丝粒染色体
人类没有端着丝粒染色体,小鼠的染色体都为端着丝粒染色体
核仁
超微结构
纤维中心
主要成分为RNA聚合酶和裸露的rDNA(DNA袢环)
致密纤维中心
新合成的rRNA与蛋白质的结合体
颗粒区
主要成分rRNA和蛋白质,是正在加工,处于不同成熟阶段的核糖体亚单位所在部位
化学组成
主要为蛋白质,DNA,RNA,和少量脂类(非膜性结构)
核糖体的生物发生,即rRNA的合成、加工和核糖体亚单位的装配
rRNA基因转录的形态及组织特征
RNA前体的加工
核糖体亚单位的组装
核仁周期
依赖于rDNA活性和细胞周期的运行
周期性变化的关键原因
分裂前期(核仁消失):染色质~染色体,rRNA转录停止
分裂末期(核仁重现):染色体~染色质,rRNA转录活动恢复
核骨架
含义:间期细胞核中由非组蛋白组成的纤维网架结构
DNA复制的支架
在基因转录中发挥重要作用
参与染色体与核膜的构建
与病毒复制有关