导图社区 细胞核
医学细胞生物学想要高分的进!!! 本人细生期末卷面94,功夫重在翻阅课本和导图整理,本章为课本重点章节,经过反复复习和整理形成此导图,覆盖较为全面的知识点,希望能够帮助到大家!
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细胞核
细胞核与疾病
细胞核形态异常与肿瘤
核纤层蛋白异常与早衰
核转运异常与肿瘤
遗传物质异常与遗传病
端粒异常与疾病
细胞核的功能
遗传信息的贮存和复制
生物体内遗传信息的携带者
形成染色体
遗传物质包裹在核内,稳定
半保留复制
多个复制起点
复制叉
双向
一条新链一条旧链
半不连续性
5’-3’
前导链
连续复制
后随链
需引物
片段复制
端粒酶能够保持DNA复制时染色体末端的完整性
端粒酶
成分
核酸蛋白复合体
逆转录酶活性的蛋白质
RNA
分布
未分化细胞
肿瘤细胞
遗传信息的转录
5’加帽,3’加尾,去除内含子
核基质
成分
蛋白质
核基质蛋白
核基质结合蛋白
少量RNA
功能
核基质参与DNA复制
核基质上锚泊DNA复制复合体
核基质结合新形成的DNA
核基质上DNA复制效率提高
核基质参与基因转录与加工
核基质与基因转录活性密切相关
核基质参与RNA的加工修饰
核基质与细胞分化有关
核基质参与染色体构建
DNA秚环结合在核骨架上形成染色体
核基质相关蛋白参与核膜重建
核膜
核膜的化学组成
蛋白质(65%~75%)
组蛋白,基因调节蛋白,DNA和RNA聚合酶,RNA酶
与电子传递有关的酶类
脂类
卵磷脂和磷脂酰乙醇胺(低)
胆固醇和甘油三酯(高)
DNA和RNA
核膜的结构
外核膜与糙面内质网相连续
特化区域:核糖体
核定位:中间纤维,微管
内核膜表面光滑包围核质
核纤层
支持核膜
核周隙为内外核膜之间的缓冲区
与糙面内质网相通
蛋白质和酶类
核孔复合体(NPC)是由多种蛋白质构成的复合结构
内外核膜融合之处形成的开口
捕鱼笼式结构模型
胞质环
胞质面
核质环
核质面
辐
柱状亚单位
腔内亚单位
环状亚单位
中央栓
核纤层是紧贴内核膜的纤维蛋白网
分子组成
核纤维蛋白(中间纤维)
A:分化细胞
C
B:所有体细胞
作用
核纤层在细胞核中起支架作用
核纤层与核膜的崩解和重建密切相关
分裂前期-核纤层蛋白磷酸化解聚-核膜崩解为小泡
分裂末期-核纤层蛋白去磷酸化-核膜重建
核纤层与染色质凝集成染色体相关
间期染色质与核纤层结合,染色质不能螺旋化为染色体
前期…
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
核膜参与蛋白质的合成
核孔复合体控制着核质间的物质交换
方式
被动运输
无机离子,小分子及直径10nm以下物质→亲水性孔道
主动运输
大分子物质(RNA,核糖体,蛋白质)
高度选择性
核孔复合体直径大小是可以调节的
核孔复合体的主动运输是信号识别和载体介导的过程,需消耗能量
双向性
运进复制和转录需要的酶,核糖体蛋白,核质蛋白
运出装配好的核糖体亚基和RNA
表现形式
亲核蛋白的核输入
亲核蛋白(eg:核质蛋白)
转运条件
核定位信号(NLS)
特殊氨基酸序列
输入蛋白(NLS受体)
核输入受体a
核输入受体B
Ran(一种GTP蛋白)
步骤
RNA及核糖体亚基的核输出
受体
输出蛋白
染色质与染色体
染色质的组成成分
DNA是遗传信息的载体
基因组
不同染色质DNA序列
单一序列
功能
编码蛋白质
重复序列
中度重复序列
序列长
功能
大多数不编码蛋白质,少数可编码
构成基因间的间隔序列,基因调控
高度重复序列
序列短
分布在染色体的端粒,着丝粒区
功能
构成基因间的间隔,维系染色体结构
每一条染色质DNA功能序列
复制源序列
起始复制
着丝粒序列
端粒序列
位于真核生物染色体的末端
高度保守,维持DNA分子两末端复制的完整性和染色体的稳定性
组蛋白
特点
真核细胞染色体的基本结构蛋白
化学组成
精氨酸
赖氨酸
碱性,带+电
可与酸性DNA紧密结合,与DNA含量大致相等
分类
核小体组蛋白
组成
H2A,H2B,H3,H4
特点
无种属及组织特异性
功能
将DNA卷曲成核小体
连接组蛋白
组成
H1组蛋白
特点
有种属及组织特异性
功能
在构成核小体时起连接作用,与染色质的高级结构的构建有关
组蛋白的修饰
影响染色质的活性
乙酰化/磷酸化
降低组蛋白和DNA的结合→有利于DNA解旋复制
甲基化
增强组蛋白和DNA的相互作用,降低DNA转录活性
非组蛋白
特点
除组蛋白之外的染色质结合蛋白
酸性,带-电
数量少,种类多
种属和组织特异性
富含
天冬氨酸,谷氨酸
功能
从多方面影响染色质的结构和功能
启动和推进DNA分子的复制
少量RNA
常染色质与异染色质
常染色质是处于功能活跃呈伸展状态的染色质纤维
有转录活性,螺旋化程度低
碱性染色浅
分布
间期核中央
分裂期染色体的臂
异染色质是处于功能惰性呈凝聚状态的染色质纤维
无转录活性或转录活性低
碱性染色深
异染色质参与复制,较常染色质早聚缩晚复制
分布
间期核周近核膜处
分裂期着丝粒区,端粒区,次缢痕等部位
分类
组成性异染色质
一直为凝集状态
兼性异染色质
常染色质→兼性异染色质→常染色质
染色质组装形成染色体
一级结构——核小体
染色体基本结构单位—核小体
成分
200bpDNA+组蛋白八聚体
核小体串珠的形成使DNA分子压缩了约7倍
二级结构——螺线管
组蛋白H1协助核小体包装成有规律重复排列结构,每6个核小体螺旋一周
电镜下,染色质以30nm染色质纤维形式存在
螺线管的形成使核小体串珠结构压缩了约6倍
螺线管进一步包装成染色体
多级螺旋化模型
三级结构——超螺线管
压缩40倍
四级结构——染色单体
压缩5倍
共压缩8400倍
染色体骨架-放射环模型
高级结构
秚环结构
放射环排列形成微带(高级结构的组成单位)
染色单体
染色体的形态结构
中期
着丝粒将两条姐妹染色单体相连
主缢痕
高度重复的异染色质
分类
中着丝粒染色体
亚中
端
近端
着丝粒-动粒复合体介导纺锤丝与染色体结合
动粒
圆盘状
成分
蛋白质
功能
纺锤体微管附着位置
结构域
动力域
着丝粒表面
中心域
着丝粒区主体
配对域
着丝粒内表面
次缢痕并非存在于所有染色体上
随体是位于染色体末端的球状结构
通过次缢痕与染色体主体部分相连
成分
异染色质
高度重复DNA序列
核仁组织区(NOR)
部位
有随体染色体的次缢痕
功能
含有rRNA基因的染色体区域
表现为浅染的次缢痕
与核仁形成有关
端粒是染色体末端的特化结构
成分
富含鸟嘌呤核苷酸的端粒DNA
高度重复DNA序列
蛋白质
功能
保证染色体末端完全复制
形成保护帽结构,使DNA免遭核酸酶等因素的破坏,保持染色体结构的完整
在细胞的寿命,衰老和死亡及肿瘤的发生和治疗中发挥作用
核型与带型
核型
描述内容
染色体总数
性染色体组成
书写
46,XX
46,XY
带型
深浅各异,宽窄不等的带纹
最重要应用
鉴别任何一条染色体,甚至某一易位片段
核仁
成分
RNA(10%)
主要为rRNA
DNA
存在于核仁染色质中的DNA
蛋白质(80%)
结构
光镜下均匀,海绵状球体
电镜下,三个特征性区域
纤维中心(FC)是分布有rRNA基因的染色质区
主要成分
rDNA
实质
染色质上伸出的DNA秚环,构成核仁组织者
人类2倍体细胞中,10条染色体分布有rRNA基因,他们共同构成的区域称核仁组织区
致密纤维组分(DFC)包含处于不同转录阶段的rRNA分子
电子密度最高,环形或半月形
成分
正在转录的rRNA
核糖体蛋白
RNA结合蛋白
颗粒组分(GC)由正在加工的rRNA及蛋白质构成
分布
呈致密颗粒,核仁外周
成分
核糖体亚单位前体
位置
不固定
功能
rRNA基因(除5SrRNA)转录和加工的场所
转录单位
在核仁组织区串珠样排列
在RNA聚合酶1的作用下,转录为45SrRNA
核糖体亚基装配的场所
大亚基(60S)
28,5.8,5
小亚基(40S)
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核仁周期
有丝分裂中结构与功能的周期性变化
前期
染色质凝集,RNA合成停止,核仁逐渐缩小
中期和后期
核仁消失
末期
rRNA重新形成小核仁 ,进一步形成核仁