导图社区 生物-核膜
这是一篇关于生物核膜 思维导图,包含核膜的化学组成、核膜的结构、核膜的功能等。希望此脑图对你有所帮助!
编辑于2023-12-29 16:43:55在资料分析中,平均数问题频繁出现,是考试的重点考察内容。该模板全面且系统地梳理了平均数问题的各个考点,为考生构建起清晰的知识体系。现期平均数是基础考点,模板中不仅给出了其公式定义“平均数 = 总数/个数”,还详细列举了常见的考察形式,如直接求平均数、求总数、求个数,同时提供了速算技巧——截位直除,帮助考生快速准确地得出答案。基期平均数的讲解同样细致,明确公式定义后,指出其速算技巧类似于基期比重的计算,让考生能够触类旁通,提高解题效率。两期平均数比较是考生容易出错的地方,模板通过清晰的升降判断规则“a > b 上升,a < b 下降”,帮助考生准确判断平均数的变化趋势,避免失误。平均数增长率和平均数增长量这两个考点也有深入剖析。借助万兴脑图制作的这一思维导图模板,考生可以在备考过程中快速梳理知识点,查漏补缺,加深对平均数问题考点的理解和记忆。在考试时,能够迅速调用相关知识,运用速算技巧,提高答题速度和准确率。它是考生提升资料分析成绩、实现考试突破的得力助手,助力考生在竞争激烈的考试中脱颖而出。
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核膜
核膜的化学组成
主要是蛋白质和脂类,此外还有少量核酸成分
蛋白质
约占65%~75%,20多种,分子量为16k~160k
包括组蛋白、基因调节蛋白、DNA和RNA聚合酶、RNA酶等
酶类
与内质网极为相似,如内质网的标记酶G6PD、细胞色素类还原酶等也存在于核膜
含量上有差异,如内质网上细胞色素P₄₅₀的含量高于核膜
脂类
也与内质网相似,都含有卵磷脂和磷脂酰乙醇胺,以及胆固醇、甘油三脂等
含量有差别,前二者含量较低,后二者含量较高,说明核膜具有一定稳定性
核膜的结构
外核膜与糙面内质网相连续
外核膜为核膜中面向胞质的一层膜,在形态和生化性质上与糙面内质网膜相接近,并于糙面内质网相连续
外核膜外表面有核糖体附着,可进行蛋白质的合成
外核膜与细胞质相邻的表面可见中间纤维、微管形成的细胞骨架网络,起着固定细胞核并维系细胞核形态的作用
内核膜表面光滑包围核质
内核膜与外核膜平行排列,表面光滑,无核糖体附着
核质面附着一层结构致密的纤维蛋白网络,称为核纤层,对核膜起支持作用
核周隙为内外核膜的缓冲区
核周隙:内外层核膜在核孔的位置相互融合,两层核膜之间的腔隙称为核周隙
宽约20~40nm,宽度常随细胞种类不同和细胞的功能状态不同而发生改变
核周隙与糙面内质网腔相通,内含多种蛋白质和酶类
内外核膜在生化性质及功能上呈现较大差别,因此核周隙成为内外核膜的缓冲区
核孔复合体是由多种蛋白质构成的复合结构
核孔:在内外核膜的融合之处形成环状开口,称为核孔
核孔数目、疏密程度和分布形式随细胞种类和生理状态不同而有很大变化
代谢旺盛者多,动物细胞多于植物细胞
核孔复合体:核孔并非单纯由内外两层核膜融合而成的简单孔洞,而是由多种蛋白质以特定方式排列而成的复合结构,称为核孔复合体
捕鱼笼式核孔复合体模型
胞质环
位于核孔复合体结构边缘胞质面一侧的环状结构,与柱状亚单位相连,环上对称分布8条短纤维,并伸向细胞质
核质环
位于核孔复合体结构边缘核质面一侧的孔环状结构,与柱状亚单位相连,在环上页对称分布8条长约100nm的纤维伸向核内
纤维末端形成一个由8个颗粒组成的直径约60nm的小孔,构成捕鱼笼式的结构,称核篮
辐
是由核孔边缘伸向中心的结构,呈辐射状八重对称分布,把核质环和中央栓连接在一起
柱状亚单位:位于核孔边缘,连接胞质环和核质环,起支撑作用
胞内亚单位:位于柱状亚单位外侧,与核膜的核孔区域接触,穿过核膜伸入双层核膜的核间隙,起锚定核孔复合体的作用
环状亚单位:位于柱状亚单位之内,靠近核孔复合体中心部分,由颗粒状结构环绕而成
中央栓(中央颗粒)
位于核孔复合体的中心,是呈颗粒状或棒状的运输蛋白质,在核质交换中发挥一定的作用
主要由蛋白质组成
脊椎动物的核孔复合体蛋白成分约十多种
gp210:代表结构性穿膜蛋白,位于细胞“孔膜区”,在锚定核孔复合体的结构上具有重要作用
p62:代表功能性的核孔复合体蛋白,对核孔复合体行使主动运输的功能非常重要
核纤层是紧贴内核膜的纤维蛋白网
核纤层:是位于内核膜内侧与染色质之间的一层由高电子密度纤维蛋白组成的网络片层结构,在细胞分裂中核膜的破裂和重建起调节作用
一般厚10~20nm,在有些细胞中可达30~100nm
主要化学成分为核纤层蛋白(在哺乳类细胞中,核纤层由三种属于中间纤维性质的多肽组成,分别称为核纤层蛋白A、B、C)
克隆并分析核纤层蛋白的mRNA,推论核纤层蛋白具有中间纤维蛋白α-螺旋区同源的氨基酸顺序
核纤层蛋白A(Lamin A)和核纤层蛋白C(Lamin C)是由同一基因编码的不同加工产物,区别仅在-COOH末端不同,都有一段由350个氨基酸残基组成的多肽序列,该序列与中间纤维蛋白的α-螺旋区约有28%的氨基酸相同
核纤层和核膜、核孔复合体及染色质在结构和功能上由密切联系
核纤层在细胞核中起支架作用
用高盐溶液、非离子去污剂和核酸酶去除大部分核物质,只有核孔复合体与核纤层存留,但仍能维持核的轮廓
核纤层与核骨架及穿过核膜的中间纤维相连,使得细胞骨架和核骨架形成一连续网状结构
核纤层与细胞核的崩解和重建密切相关
核纤层和核膜一起在细胞分裂过程中解聚和聚合
细胞分裂前期
核纤层蛋白磷酸化,核纤层去组织,发生解聚,使核膜破裂
Lamin A、C分散到细胞质中,Lamin B因与核膜结合力强,解聚后即与核膜小泡结合,这些小泡在细胞分裂末期是核膜重建的基础
细胞分裂末期
核纤层蛋白磷酸化,核纤层重新聚集,核膜重新形成
核纤层与染色质凝集成染色体相关
核纤层蛋白与染色体一些特殊位点结合,为染色体提供结构支架
细胞分裂间期
染色质与核纤层紧密结合,不能螺旋化成染色体
细胞有丝分裂前期
核纤层蛋白解聚,染色质与核纤层蛋白的结合丧失,染色质螺旋化成染色体
Lamin A、B、C(最好全写)均有亲膜结合作用,其中Lamin B最强
内核膜上有Lamin B受体,可为Lamin B提供结合位点,从而把核膜固定在核纤层上
把Lamin A抗体注入分裂期细胞,抑制核纤层蛋白的重新聚合时,会阻断分裂末期染色体解旋成染色质,使染色体停留在凝集状态
总结:核纤层与染色质的相互作用有助于维持和稳定间期染色质高度有序的结构,对于基因表达的调控非常重要
核纤层参加DNA的复制
重建的但没有核纤层的细胞核虽有DNA复制所需蛋白质和酶,但不能进行复制,说明核纤层参与DNA的复制
核膜的功能
核膜为基因表达提供了时空隔离屏障
原核细胞中
RNA转录本在翻译之前,因时间及空间的缺乏不能被有效被剪切、修饰
真核细胞中
核膜将核物质与细胞质物质限定在各自特定的区域,使DNA复制、RNA转录和蛋白质的合成在时空上相互分隔进行,建立了遗传物质稳定的活动环境
核膜的出现保证了RNA转录后先进行加工、修饰,才能输入细胞质中,进而指导和参与蛋白质的合成,使得遗传信息的表达调控过程更加精确、高效
核膜指导蛋白质的合成
外核膜附着的核糖体能合成抗体和膜蛋白等
核孔复合体控制着核-质间的物质交换
核孔复合体作为被动扩散的主要通道,有效直径为9~10nm,有的可达12.5nm
自由扩散
水、某些离子和一些小分子(单糖、双糖、氨基酸、核苷和核苷酸等)
主动运输(大多数大分子物质)
高度选择性
核孔复合体直径大小可调节,主动运输的功能直径比被动运输大,为10~20nm,最高可达26nm
核孔复合体的主动运输使信号识别与载体介导的过程,需要消耗能量
核孔复合体的主动运输具有双向性,兼有核输入(DNA复制、RNA转录所需各种酶及组蛋白、核糖体蛋白及核质蛋白等)和核输出(核内已装配好的核糖体大小亚基、经转录加工后的RNA)的功能
亲核蛋白的核输入
亲核蛋白:在细胞质游离核糖体合成,经核孔转运入细胞核发挥作用的蛋白质(核糖体蛋白、组蛋白、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)
关于核质蛋白
核质蛋白是一种由5个亚基组成的亲核蛋白,具有头尾两个结构域
蛋白水解酶可将其切成头尾两部分。放射性标记后,完整核质蛋白或尾部片段被转运入核,头部停留在胞质中
核定位序列/核定位信号(NTS):通过对亲核蛋白的序列分析,发现其一般都有一段特殊的氨基酸信号序列,起着“定向”和“定位”的作用,从而保证蛋白质通过核孔复合体想核内输入,这段信号序列称为核定位序列/核定位信号(NTS)
通常是4~8个氨基酸的短肽序列
不同亲核蛋白的NTS不同,但都富含带正电荷的赖氨酸、精氨酸、脯氨酸等碱性氨基酸
NLS可位于亲核蛋白任何部位,指导完成核输入后不被切除
输入蛋白:大量研究表明,仅有NLS的蛋白质本身不能通过核孔复合体,必须通过和NLS受体结合才能通过,这种受体称为输入蛋白
目前比较确定的输入蛋白有:输入蛋白α、输入蛋白β、Ran(一种GTP结合蛋白)
作用过程
亲核蛋白通过NLS识别核输入蛋白α,与核输入受体α/β异二聚体结合,形成转运复合物
在核输入受体β的介导下,转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合
转运复合物在核孔复合体中移动,从胞质面转移到核质面
转运复合物在核质面与Ran-GTP结合,导致复合物解离,亲核蛋白释放
受体的亚基与结合的Ran-GTP返回细胞质,在胞质内Ran-GTP水解形成Ran-GDP并与核输入蛋白β解离,Ran-GDP返回核内,再转换成Ran-GTP状态
RNA及核糖体亚基的核输出
输出蛋白:核中形成的核糖体大、小亚基、mRNA、tRNA等从核孔复合体输出到细胞质,核孔复合体上有识别这些输出核的成分的受体,称为输出蛋白
胶体金颗粒包裹RNA注射入细胞核,发现被转运到细胞质中,而胶体金颗粒包裹NLS则被转运进细胞核,可见核孔复合体的双向主动转运